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La biosynthèse protéique est un processus complexe, durant lequel près de 30% des protéines nouvellement synthétisées sont éliminées. Dans certaines pathologies, l’étape finale de cette biosynthèse (les modifications post-traductionnelles), est défaillante et aboutit à une accumulation de protéines mal conformées dans le réticulum endoplasmique (RE). Un système de réponse appelé Unfolded Protein Response (UPR) se met alors en place pour lutter contre cette accumulation. Dans un premier temps, il permet d’apporter une réponse adaptative à la cellule en diminuant le stress du RE. Dans un second temps, quand le stress du RE est maintenu dans le temps, le système UPR va déclencher le processus d’apoptose. Des preuves d’activation du système UPR ont été mises en évidence dans plusieurs maladies neurodégénératives. La découverte récente de ce système et le ‘unmet medical need’ dans ces pathologies ont motivé le développement de nombreuses molécules modulatrices du système UPR. L’objet de ce travail est de décrire les molécules interagissant avec les effecteurs du système UPR et en développement dans les maladies neurodégénératives, avec un focus particulier sur les molécules déjà entrées en phase de développement clinique. Cette revue de bibliographie permet ainsi de donner un panorama des différentes molécules développées actuellement et leurs intérêts en thérapeutique.

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a highly prevalent pathology associated with obesity. It encompasses a spectrum of hepatic disorders ranging from steatosis to non-alcoholic steatohepatitis (NASH), which may lead to cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). Endoplasmic reticulum (ER) stress has been widely involved to drive in NAFLD progression through the activation of the unfolded protein response (UPR). While transient UPR activation can boost hepatic ER functions, its continuous activation upon a chronic ER stress contributes to lipid accumulation, inflammation and hepatocyte death, which are determinant factors for the progression to more severe stages. The aim of this review is to describe the mechanisms through which the UPR can take part in the transition from a healthy to a diseased liver and to report on possible ways of pharmacological manipulation against these pathological mechanisms.Stress du réticulum endoplasmique et stéatopathies métaboliques.Les stéatopathies métaboliques sont des pathologies en pleine expansion car très associées à l’obésité. Elles englobent un éventail de troubles hépatiques allant de la stéatose à la stéatohépatite non alcoolique (NASH) pouvant conduire à la cirrhose et au carcinome hépatocellulaire (CHC). Le stress du réticulum endoplasmique (RE), à travers l’activation de la voie UPR (Unfolded Protein Response), a été largement impliqué dans le développement et la progression de ces maladies métaboliques hépatiques. Alors que l’activation transitoire de la voie UPR fait partie intégrante de la physiologie hépatique, son activation chronique contribue à la stimulation de voies métaboliques et cellulaires (synthèse des lipides, inflammation, apoptose) qui sont déterminantes dans la progression vers des stades sévères. Le but de cette revue est de décrire comment la voie UPR participe au passage d’un foie sain à un foie malade au cours de l’obésité et d’analyser les perspectives thérapeutiques liées à la manipulation pharmacologique de cette voie.

The incidence of chronic liver disease is constantly increasing, owing to the obesity epidemic. Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is currently affecting 20-30% of the general population and 75-100% of obese individuals. NAFLD ranges from simple steatosis to damaging non-alcoholic steatohepatitis (NASH), potentially developing into hepatocellular carcinoma. No efficient pharmacological treatment is yet available. During obesity, the hepatic ER stress response can arise from extracellular stress (lipids, glucose, cytokines) and from intracellular stress including lipid buildup in the hepatocyte (steatosis), a hallmark of NAFLD. The chronic activation of the hepatic ER stress response may be a crucial event in the steatosis-NASH transition, triggering cell death, inflammation and accelerating metabolic disorders. We discuss these aspects and we propose that targeting the ER stress response could be effective in treating NAFLD.La réponse au stress du réticulum endoplasmique dans la physiopathologie des maladies chroniques du foie.La prévalence des maladies chroniques du foie ne cesse d’augmenter, du fait de la pandémie de l’obésité. Ces maladies s’étendent de la bégnine stéatose à la stéatopathie non alcoolique (NASH) qui peut évoluer vers le carcinome hépatocellulaire. Il n’existe pas de traitement pour ces maladies. La transition stéatose-NASH apparaît déterminante dans leur progression. Au cours de l’obésité, l’activation chronique de la réponse au stress du réticulum endoplasmique (RE) jouerait un rôle crucial dans cette transition, conduisant à la mort cellulaire, à l’inflammation et à l’aggravation des désordres métaboliques. Dans cette revue, nous discutons ces aspects et proposons que le ciblage de cette réponse au stress du RE puisse être pertinent dans la prise en charge thérapeutique de la NASH.

Plant cells have a diversifying number of plasma membrane-localized receptors, which are specialized in detecting environmental changes and allow the plant to adapt accordingly. About 200 of these receptors are composed of an extracellular domain with leucine-rich repeats (LRR) and an intracellular kinase domain. We have previously identified a member of this receptor family in Arabidopsis, which contributes to the infection success by biotrophic filamentous pathogens, such as the oomycete Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa). The plant mutant for the receptor gene loses its susceptibility to infection, and according to this phenotype the receptor has been named "Impaired Oomycete Susceptibility 1" (IOS1). IOS1 negatively regulates the abscisic acid (ABA) hormone signaling pathway upon infection. In addition, the receptor has been shown to be part of a plasma membrane receptor complex that detects bacterial infections and triggers innate immunity. The extracellular region of IOS1 harbors an additional so-called Malectin-Like Domain (MLD), which has strong structural similarities to animal malectin. Animal malectin resides in the endoplasmic reticulum (ER), where it interacts with ribophorins from the oligosaccharyltransferase (OST) complex. Proteins from this complex ensure post-translational protein maturation by adding N-glycosylations. Ribophorins monitor the correct folding of neo-synthetized glycoproteins. Environmental changes frequently alter the rate of proteins that are produced and require maturation. If monitoring system is not efficient, neo-synthetized proteins accumulate in the ER and generate the "Unfolded Protein Response" (UPR). The mechanism for controlling glycoprotein maturation and the UPR also exist in plant cells. In order to characterize the functions of the extracellular domain (ED) of IOS1, we show by confocal laser-scanning microscopy that the MLD mediates a retention of the receptor in the ER. Here, the MLD of the receptor attenuates the UPR, which is triggered by the oomycete infection. We identified the plant ribophorin HAP6 and the cell death attenuator Bax-Inhibitor-1 (BI-1) as ER-residing proteins that interact with the ED of IOS1. In functional complementation experiments involving the ios1-1 mutant transformed with individual IOS1 domains, we further evaluated the role of IOS1 and the MLD in the plant responses to ER and ABA stress signaling. We show that the MLD attenuates the UPR during the plant-oomycete interaction, thus promoting successful infection. We also show that ABA signaling correlates positively with the UPR, indicating that the observed IOS1-mediated regulation of hormone signaling is a consequence of interference with the UPR. Taken together, our data suggest that individual domains of the IOS1 receptor target distinct functions in different subcellular compartments.; Les cellules végétales possèdent un nombre éminent de récepteurs localisés à la membrane plasmique. Ils sont spécialisés dans la détection des changements environnementaux et permettent à la plante de s'adapter en conséquence. Environ 200 de ces récepteurs sont composés d'un domaine extracellulaire avec des répétitions riches en leucine (LRR) et d’un domaine kinase intracellulaire. Nous avons préalablement identifié un membre de cette famille de récepteurs chez Arabidopsis, qui contribue au succès d’infection par des agents pathogènes filamenteux biotrophes, comme l'oomycète Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa). Une plante mutante pour le gène du récepteur perd sa sensibilité à l'infection et d'après ce phénotype le récepteur a été nommé "Impaired Oomycete Susceptibility 1" (IOS1). IOS1 régule négativement la voie de signalisation à l'hormone acide abscissique (ABA) au cours de l’infection. De plus, il a été démontré que le récepteur fait partie d'un complexe de récepteurs du plasmalemme qui détecte les infections bactériennes et déclenche les réactions de l’immunité innée. La région extracellulaire de l'IOS1 contient un domaine supplémentaire appelé « Malectin-Like Domain » (MLD). Le MLD présente de fortes similitudes structurelles avec la malectine animale qui réside dans le réticulum endoplasmique (RE), où elle interagit avec les ribophorines du complexe oligosaccharyltransférase (OST). Les protéines de ce complexe assurent la maturation post-traductionnelle des protéines en ajoutant des N-glycosylations. Les ribophorines surveillent le repliement correct des glycoprotéines néo-synthétisées. Les changements environnementaux modifient fréquemment le taux de protéines produites qui nécessitent une maturation. Si le système de surveillance n'est pas efficace, des protéines néo-synthétisées s'accumulent dans le RE et génèrent l’« Unfolded Protein Response » (UPR). Le mécanisme de contrôle de la maturation des glycoprotéines et les mécanismes de l'UPR existent également chez les cellules végétales. Afin de caractériser les fonctions du domaine extracellulaire (ED) de l'IOS1, nous montrons par microscopie confocale à balayage laser que le MLD est le médiateur de la rétention du récepteur dans la RE. Ici, le MLD du récepteur atténue l'UPR déclenché par l'infection avec l'oomycète. Nous avons identifié la ribophorine végétale HAP6 et l'atténuateur de mort cellulaire Bax-Inhibitor-1 (BI-1) comme protéine résidant dans la RE qui interagissent avec l’ED de l'IOS1. Dans des expériences de complémentation fonctionnelle impliquant le mutant ios1-1 transformé avec des domaines IOS1 individuels, nous avons évalué le rôle de IOS1 et du MLD dans les réponses d’Arabidopsis à la signalisation de stress. Nous montrons que le MLD atténue l'UPR pendant l'interaction plante-oomycète, favorisant ainsi une infection réussie. Nous montrons également que la signalisation ABA est en corrélation positive avec l'UPR, indiquant que l’interférence de IOS1 avec la signalisation hormonale est une conséquence de l’interférence avec l'UPR. Ensemble, nos données suggèrent que les différents domaines du récepteur IOS1 ciblent des fonctions distinctes dans différents compartiments subcellulaires.

Plant cells have a diversifying number of plasma membrane-localized receptors, which are specialized in detecting environmental changes and allow the plant to adapt accordingly. About 200 of these receptors are composed of an extracellular domain with leucine-rich repeats (LRR) and an intracellular kinase domain. We have previously identified a member of this receptor family in Arabidopsis, which contributes to the infection success by biotrophic filamentous pathogens, such as the oomycete Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa). The plant mutant for the receptor gene loses its susceptibility to infection, and according to this phenotype the receptor has been named "Impaired Oomycete Susceptibility 1" (IOS1). IOS1 negatively regulates the abscisic acid (ABA) hormone signaling pathway upon infection. In addition, the receptor has been shown to be part of a plasma membrane receptor complex that detects bacterial infections and triggers innate immunity. The extracellular region of IOS1 harbors an additional so-called Malectin-Like Domain (MLD), which has strong structural similarities to animal malectin. Animal malectin resides in the endoplasmic reticulum (ER), where it interacts with ribophorins from the oligosaccharyltransferase (OST) complex. Proteins from this complex ensure post-translational protein maturation by adding N-glycosylations. Ribophorins monitor the correct folding of neo-synthetized glycoproteins. Environmental changes frequently alter the rate of proteins that are produced and require maturation. If monitoring system is not efficient, neo-synthetized proteins accumulate in the ER and generate the "Unfolded Protein Response" (UPR). The mechanism for controlling glycoprotein maturation and the UPR also exist in plant cells. In order to characterize the functions of the extracellular domain (ED) of IOS1, we show by confocal laser-scanning microscopy that the MLD mediates a retention of the receptor in the ER. Here, the MLD of the receptor attenuates the UPR, which is triggered by the oomycete infection. We identified the plant ribophorin HAP6 and the cell death attenuator Bax-Inhibitor-1 (BI-1) as ER-residing proteins that interact with the ED of IOS1. In functional complementation experiments involving the ios1-1 mutant transformed with individual IOS1 domains, we further evaluated the role of IOS1 and the MLD in the plant responses to ER and ABA stress signaling. We show that the MLD attenuates the UPR during the plant-oomycete interaction, thus promoting successful infection. We also show that ABA signaling correlates positively with the UPR, indicating that the observed IOS1-mediated regulation of hormone signaling is a consequence of interference with the UPR. Taken together, our data suggest that individual domains of the IOS1 receptor target distinct functions in different subcellular compartments.; Les cellules végétales possèdent un nombre éminent de récepteurs localisés à la membrane plasmique. Ils sont spécialisés dans la détection des changements environnementaux et permettent à la plante de s'adapter en conséquence. Environ 200 de ces récepteurs sont composés d'un domaine extracellulaire avec des répétitions riches en leucine (LRR) et d’un domaine kinase intracellulaire. Nous avons préalablement identifié un membre de cette famille de récepteurs chez Arabidopsis, qui contribue au succès d’infection par des agents pathogènes filamenteux biotrophes, comme l'oomycète Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa). Une plante mutante pour le gène du récepteur perd sa sensibilité à l'infection et d'après ce phénotype le récepteur a été nommé "Impaired Oomycete Susceptibility 1" (IOS1). IOS1 régule négativement la voie de signalisation à l'hormone acide abscissique (ABA) au cours de l’infection. De plus, il a été démontré que le récepteur fait partie d'un complexe de récepteurs du plasmalemme qui détecte les infections bactériennes et déclenche les réactions de l’immunité innée. La région extracellulaire de l'IOS1 contient un domaine supplémentaire appelé « Malectin-Like Domain » (MLD). Le MLD présente de fortes similitudes structurelles avec la malectine animale qui réside dans le réticulum endoplasmique (RE), où elle interagit avec les ribophorines du complexe oligosaccharyltransférase (OST). Les protéines de ce complexe assurent la maturation post-traductionnelle des protéines en ajoutant des N-glycosylations. Les ribophorines surveillent le repliement correct des glycoprotéines néo-synthétisées. Les changements environnementaux modifient fréquemment le taux de protéines produites qui nécessitent une maturation. Si le système de surveillance n'est pas efficace, des protéines néo-synthétisées s'accumulent dans le RE et génèrent l’« Unfolded Protein Response » (UPR). Le mécanisme de contrôle de la maturation des glycoprotéines et les mécanismes de l'UPR existent également chez les cellules végétales. Afin de caractériser les fonctions du domaine extracellulaire (ED) de l'IOS1, nous montrons par microscopie confocale à balayage laser que le MLD est le médiateur de la rétention du récepteur dans la RE. Ici, le MLD du récepteur atténue l'UPR déclenché par l'infection avec l'oomycète. Nous avons identifié la ribophorine végétale HAP6 et l'atténuateur de mort cellulaire Bax-Inhibitor-1 (BI-1) comme protéine résidant dans la RE qui interagissent avec l’ED de l'IOS1. Dans des expériences de complémentation fonctionnelle impliquant le mutant ios1-1 transformé avec des domaines IOS1 individuels, nous avons évalué le rôle de IOS1 et du MLD dans les réponses d’Arabidopsis à la signalisation de stress. Nous montrons que le MLD atténue l'UPR pendant l'interaction plante-oomycète, favorisant ainsi une infection réussie. Nous montrons également que la signalisation ABA est en corrélation positive avec l'UPR, indiquant que l’interférence de IOS1 avec la signalisation hormonale est une conséquence de l’interférence avec l'UPR. Ensemble, nos données suggèrent que les différents domaines du récepteur IOS1 ciblent des fonctions distinctes dans différents compartiments subcellulaires.

The random V(D)J recombination process contributes to the generation of a vast immunoglobulin (Ig) repertoire. However, imprecise V(D)J junctions lead to the appearance of frameshift mutations in two-third of the cases. Hence, numerous B-lineage cells retain non-productively V(D)J rearranged Ig alleles in their genome. Several studies including ours have shown that these non-productive alleles are transcribed but rapidly degraded by NMD « Nonsense-Mediated mRNA Decay », thus decreasing the level of mRNA encoding truncated Ig. However, less is known about the impact of alternative splicing on non-productive Ig transcripts, and especially « exon skipping », with regard to the production of truncated Ig with internal deletions. During my thesis, we have shown that truncated Ig chains lacking variable (V) domain exhibted toxic effects in plasma cells revealing a new « Truncated-Ig Exclusion » (TIE-) checkpoint during plasma cell differentiation. The TIE-checkpoint eliminates plasma cell-expressing truncated Ig, as a consequence of exon skipping during splicing of non-productive Igκ transcripts. However, the TIE checkpoint activation limits the analysis of NAS (« Nonsense associated Altered Splicing ») of Ig transcripts in plasma cells. Using a mouse model harboring an additional frameshift-inducing V exon at the IgH chain locus, we could analyze NAS of non-productive Ig transcripts in primary B cells and plasma cells. This study revealed that hypertranscription of Ig genes accompanying plasma cell differentiation favors alternative splicing of non-productive Ig transcripts. We also investigated potential connections between the NMD mechanism, involved in mRNA surveillance, and the UPR (« Unfolded Protein Response ») pathway that regulates protein homeostasis in plasma cells. Interestingly, we identified a positive regulatory loop between RNA (NMD) and protein (UPR, autophagy, proteasome) surveillance processes. In view of the literature, the occurrence of such cooperation is unique to plasma cells, and this should help to limit the expression of truncated Ig while allowing massive Ig synthesis. Finally, we studied other aspects of Ig RNA splicing, and investigated the role of splice donor site on non-coding « germline » I transcripts during CSR (« Class Switch Recombination »). Using dedicated mouse models, we found that the deletion of Iƴ1 splice donor site drastically decreased CSR to IgG1. Overall, this study demonstrated that the recognition of I exon donor splice site enhances transcription of « switch » regions S, facilitating their opening and the subsequent recruitment of AID « Activation-Induced cytidine Deaminase » during CSR.; Le processus aléatoire des recombinaisons V(D)J permet d’obtenir un répertoire d’anticorps (Ac) ou immunoglobulines (Ig) hautement diversifié. En revanche, le caractère imprécis des jonctions V(D)J conduit à l’apparition de décalages du cadre de lecture dans deux tiers des cas. Ainsi, la plupart des cellules B hébergent des allèles d’Ig avec des réarrangements V(D)J non-productifs au sein de leur génome. Plusieurs études incluant celles menées au laboratoire ont montré que ces allèles non-productifs sont transcrits mais subissent une régulation post-transcriptionnelle impliquant le mécanisme de dégradation des ARNm appelé NMD « Nonsense-Mediated mRNA Decay ». Cette surveillance ARN diminue ainsi le taux d’ARNm codant pour des chaînes d’Ig tronquées. En revanche, l’impact de l’épissage alternatif des transcrits d’Ig non-productifs sur la production d’Ig aberrantes reste jusqu’ici peu exploré. L’étude de ce processus appelé NAS (« Nonsense-associated Altered Splicing »), et en particulier du phénomène de saut d’exon, présente un grand intérêt car cet épissage alternatif peut permettre la synthèse d’Ig tronquées présentant des délétions internes. Les projets développés lors de cette thèse ont révélé la toxicité des chaînes d’Ig dépourvues de domaine variable (V) dans les plasmocytes, et mis en évidence l’existence d’un nouveau point de contrôle au cours de la différenciation plasmocytaire. Ce phénomène nommé TIE-checkpoint (Truncated-Ig Exclusion) conduisant à l’élimination des plasmocytes exprimant des Ig tronquées, est la conséquence d’un saut d’exon lors de l’épissage des transcrits Ig non-productifs. Pour étudier les évènements de NAS lors de l’épissage des transcrits d’Ig dans les plasmocytes, il faut par conséquent limiter l’activation du TIE-checkpoint. A l’aide d’un modèle murin présentant un exon non-sens additionnel au locus IgH, nous avons pu analyser in vivo l’épissage alternatif par « saut d’exon » des transcrits d’Ig non-productifs. En effet, l’élimination de cet exon addtionnel aboutit à la synthèse d’une chaîne d’Ig normale et non à la production de chaînes tronquées. Cette étude a été menée dans des cellules B primaires et des plasmocytes. Les résultats obtenus ont révélé que l’hypertranscription des gènes d’Ig, qui accompagne la différenciation plasmocytaire, favorise l’épissage alternatif des transcrits d’Ig non-productifs, par un phénomène de saut d’exon. Nous avons également étudié les éventuelles connexions entre le mécanisme de NMD, impliqué dans la surveillance des ARNm, et l’UPR (« Unfolded Protein Response ») permettant de réguler l’homéostasie protéique dans les plasmocytes. De façon originale, nous avons identifié une boucle de régulation positive entre les processus de surveillance ARN (NMD) et protéique (UPR, autophagie, protéasome). La mise en évidence de cette coopération dans les plasmocytes constitue un exemple unique au vue de la littérature et, aurait pour effet de limiter la synthèse d’Ig tronquées tout en autorisant la synthèse massive d’Ig. Enfin, nous avons étudié le rôle de l’épissage des transcrits d’Ig non-codants (appelés transcrits I « germinaux ») au cours du processus de CSR « Class Switch Recombination ». Cette étude a apporté des précisions sur le rôle des sites donneurs d’épissage des exons I et révélé que la reconnaissance de ces sites d’épissage module l’intensité de la transcription de la région « switch » S adjacente, et par conséquent, son accessibilité à AID « Activation-Inducedcytidine Deaminase » lors de la CSR.

The random V(D)J recombination process contributes to the generation of a vast immunoglobulin (Ig) repertoire. However, imprecise V(D)J junctions lead to the appearance of frameshift mutations in two-third of the cases. Hence, numerous B-lineage cells retain non-productively V(D)J rearranged Ig alleles in their genome. Several studies including ours have shown that these non-productive alleles are transcribed but rapidly degraded by NMD « Nonsense-Mediated mRNA Decay », thus decreasing the level of mRNA encoding truncated Ig. However, less is known about the impact of alternative splicing on non-productive Ig transcripts, and especially « exon skipping », with regard to the production of truncated Ig with internal deletions. During my thesis, we have shown that truncated Ig chains lacking variable (V) domain exhibted toxic effects in plasma cells revealing a new « Truncated-Ig Exclusion » (TIE-) checkpoint during plasma cell differentiation. The TIE-checkpoint eliminates plasma cell-expressing truncated Ig, as a consequence of exon skipping during splicing of non-productive Igκ transcripts. However, the TIE checkpoint activation limits the analysis of NAS (« Nonsense associated Altered Splicing ») of Ig transcripts in plasma cells. Using a mouse model harboring an additional frameshift-inducing V exon at the IgH chain locus, we could analyze NAS of non-productive Ig transcripts in primary B cells and plasma cells. This study revealed that hypertranscription of Ig genes accompanying plasma cell differentiation favors alternative splicing of non-productive Ig transcripts. We also investigated potential connections between the NMD mechanism, involved in mRNA surveillance, and the UPR (« Unfolded Protein Response ») pathway that regulates protein homeostasis in plasma cells. Interestingly, we identified a positive regulatory loop between RNA (NMD) and protein (UPR, autophagy, proteasome) surveillance processes. In view of the literature, the occurrence of such cooperation is unique to plasma cells, and this should help to limit the expression of truncated Ig while allowing massive Ig synthesis. Finally, we studied other aspects of Ig RNA splicing, and investigated the role of splice donor site on non-coding « germline » I transcripts during CSR (« Class Switch Recombination »). Using dedicated mouse models, we found that the deletion of Iƴ1 splice donor site drastically decreased CSR to IgG1. Overall, this study demonstrated that the recognition of I exon donor splice site enhances transcription of « switch » regions S, facilitating their opening and the subsequent recruitment of AID « Activation-Induced cytidine Deaminase » during CSR., Le processus aléatoire des recombinaisons V(D)J permet d’obtenir un répertoire d’anticorps (Ac) ou immunoglobulines (Ig) hautement diversifié. En revanche, le caractère imprécis des jonctions V(D)J conduit à l’apparition de décalages du cadre de lecture dans deux tiers des cas. Ainsi, la plupart des cellules B hébergent des allèles d’Ig avec des réarrangements V(D)J non-productifs au sein de leur génome. Plusieurs études incluant celles menées au laboratoire ont montré que ces allèles non-productifs sont transcrits mais subissent une régulation post-transcriptionnelle impliquant le mécanisme de dégradation des ARNm appelé NMD « Nonsense-Mediated mRNA Decay ». Cette surveillance ARN diminue ainsi le taux d’ARNm codant pour des chaînes d’Ig tronquées. En revanche, l’impact de l’épissage alternatif des transcrits d’Ig non-productifs sur la production d’Ig aberrantes reste jusqu’ici peu exploré. L’étude de ce processus appelé NAS (« Nonsense-associated Altered Splicing »), et en particulier du phénomène de saut d’exon, présente un grand intérêt car cet épissage alternatif peut permettre la synthèse d’Ig tronquées présentant des délétions internes. Les projets développés lors de cette thèse ont révélé la toxicité des chaînes d’Ig dépourvues de domaine variable (V) dans les plasmocytes, et mis en évidence l’existence d’un nouveau point de contrôle au cours de la différenciation plasmocytaire. Ce phénomène nommé TIE-checkpoint (Truncated-Ig Exclusion) conduisant à l’élimination des plasmocytes exprimant des Ig tronquées, est la conséquence d’un saut d’exon lors de l’épissage des transcrits Ig non-productifs. Pour étudier les évènements de NAS lors de l’épissage des transcrits d’Ig dans les plasmocytes, il faut par conséquent limiter l’activation du TIE-checkpoint. A l’aide d’un modèle murin présentant un exon non-sens additionnel au locus IgH, nous avons pu analyser in vivo l’épissage alternatif par « saut d’exon » des transcrits d’Ig non-productifs. En effet, l’élimination de cet exon addtionnel aboutit à la synthèse d’une chaîne d’Ig normale et non à la production de chaînes tronquées. Cette étude a été menée dans des cellules B primaires et des plasmocytes. Les résultats obtenus ont révélé que l’hypertranscription des gènes d’Ig, qui accompagne la différenciation plasmocytaire, favorise l’épissage alternatif des transcrits d’Ig non-productifs, par un phénomène de saut d’exon. Nous avons également étudié les éventuelles connexions entre le mécanisme de NMD, impliqué dans la surveillance des ARNm, et l’UPR (« Unfolded Protein Response ») permettant de réguler l’homéostasie protéique dans les plasmocytes. De façon originale, nous avons identifié une boucle de régulation positive entre les processus de surveillance ARN (NMD) et protéique (UPR, autophagie, protéasome). La mise en évidence de cette coopération dans les plasmocytes constitue un exemple unique au vue de la littérature et, aurait pour effet de limiter la synthèse d’Ig tronquées tout en autorisant la synthèse massive d’Ig. Enfin, nous avons étudié le rôle de l’épissage des transcrits d’Ig non-codants (appelés transcrits I « germinaux ») au cours du processus de CSR « Class Switch Recombination ». Cette étude a apporté des précisions sur le rôle des sites donneurs d’épissage des exons I et révélé que la reconnaissance de ces sites d’épissage module l’intensité de la transcription de la région « switch » S adjacente, et par conséquent, son accessibilité à AID « Activation-Inducedcytidine Deaminase » lors de la CSR.

An imbalance of protein homeostasis caused by external or internal stress in the endoplasmic reticulum triggers the initiation of signalling pathways downstream of the IRE1, ATF6 and PERK sensors to a translational or transcriptional adaptive response known as UPR (Unfolded Protein Response). According to the intensity and duration of stress, the dual function of the UPR leads to either cell adaptation or cell death. UPR pathways in cancer cells are often altered and generally lead to an adaptation to an hostile environment. As the UPR becomes an emerging therapeutic target due to its increasing contribution to various diseases, we describe in this review various strategies that have been developed to discover new compounds enabling to manipulate the magnitude of ER stress in the context of cancer.

Type 2 diabetes is characterized by a dysfunction of pancreatic β cells producing insulin and by impaired insulin responses in liver and skeletal muscle. This dysregulation of insulin secretion and action leads to chronic hyperglycaemia. The main causes that have been proposed to explain the pathogenesis of type 2 diabetes are lipotoxicity, glucotoxicity, oxidative stress and inflammation. Interestingly, these alterations converge towards the activation of a cellular pathway called "Unfolded Protein Response" which is set up in β cells and insulin-sensitive tissues. This cellular pathway is central to the pathogenesis of type 2 diabetes and emerges as an important therapeutic target in the treatment of this disease.

Native and grafted kidneys are stressed by multiple specific or non-specific insults leading to progressive structural deterioration. Responses to these insults are adaptive and preserve cell survival but may also promote inflammation, fibrosis and apoptosis. The most important of these adaptive pathways are HIF1α pathway, mTOR pathway, autophagy, unfolded protein response (UPR). The consequences of the UPR in kidney injuries are not well known. The objective of this study is to delineate the mechanisms and consequences of the activation of the UPR in response to toxic (cyclosporine) and ischemic (glucose starvation) stresses in two distinct cellular models (arterial endothelial cells and renal tubular cells). Here, we showed that UPR was engaged in cyclosporine-induced endothelial phenotypic changes, glucose starvation-induced inflammatory and angiogenic responses: NF-κB regulation by Ire1; distinct VEGF, bFGF and angiogenin regulation by Perk and Ire1. UPR is subtly modulated since its transducers do not induce identical processes. In conclusion these comprehensive works, we demonstrate the UPR is implicated in stress-induced adaptive pathways with different downstream responses according to the effector. Renal tissue degradation could be prevented by discovering and validating early biomarker and UPR modulators.; Le rein natif et le greffon rénal peuvent être soumis à de multiples agressions conduisant à la détérioration progressive du parenchyme. Ces agressions peuvent être spécifiques (stress toxique, immunologique) et/ou non spécifiques (stress ischémique) et vont engendrer des réponses pouvant entraîner à la fois une diminution de la consommation d’énergie, une augmentation des apports afin de maintenir l’homéostasie tissulaire et la survie mais aussi une réaction inflammatoire et l’apoptose pouvant conduire à la fibrose. Parmi celles-ci, on peut nommer les voies HIF1α, mTOR, le stress du réticulum endoplasmique (RE), l’autophagie, l’activation de l’immunité innée et acquise. La réponse adaptative qui suit le stress du RE, la réponse UPR (Unfolded protein response), est une voie adaptative dont les implications sont actuellement encore peu connues dans le domaine de la pathologie rénale. Celle-ci se compose de trois effecteurs principaux : Perk, Ire1 et ATF6. A l’aide de deux modèles de stress toxique (ciclosporine) et ischémique (carence en glucose) sur deux modèles cellulaires distincts (cellulaires endothéliales artérielles et cellules tubulaires rénales), et dans des modèles in vivo, nous avons montré que le stress du RE était impliqué à la fois dans l’apparition de modifications phénotypiques endothéliales évocatrices de transition endothélio-mésenchymateuse induites par la ciclosporine et à la fois dans l’induction de réponses inflammatoire (régulation de NF-κB par Ire1) et angiogénique (régulation distincte de VEGF, bFGF et angiogénine par Perk et Ire1) induites par la carence en glucose. La réponse UPR semble modulée de façon subtile au cours de ces stress car les trois effecteurs n’engendrent pas des réponses identiques. Ces travaux apportent ainsi une meilleure compréhension des mécanismes d’adaptation au cours de stress variés, montrent que le stress du RE est impliqué dans ces réponses adaptatives et que la réponse peut être différente selon les effecteurs de la réponse UPR. Cette meilleure compréhension pourra permettre de valider des biomarqueurs précoces et des modulateurs de la réponse UPR afin de prévenir la dégradation du parenchyme rénal.

Wheat grain hardness, a major trait for endosperm texture and flour end-use properties, is strongly associated to absence or modification of puroindolines. To gain insight into biological function of those proteins in bread wheat kernel (Triticum aestivum L.), puroindolines’ subcellular localization was sought by immunocytochemistry and proteomes were analyzed at four stages of developing kernels in two near-isogenic lines for hardness, differing mainly in the absence of Pina in the Hardline. As early as the end of endosperm cellularisation, puroindolines were localized onto vesicular membranes and into protein bodies, where storage proteins accumulate. Using AFFFF (Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation), we observed a correlation between hardness and storage protein polymer size. Proteomic analyses of the albumin/globulin and amphiphilic fractions revealed an increase in folding and stress-related proteins in the Hard line, as compared to the Soft one. Both ultrastructural and proteomic studies suggested also that the Hard/Soft genotype affects the kinetics of kernel development. These lines of evidence imply that puroindolines interact with storage proteins and display the same routage. Puroindolines could therefore be involved in prolamines folding and assembly mechanisms., La dureté du grain de blé est un des paramètres fondamentaux de la texture de l’albumen. Ce caractère, essentiel pour la valeur d’utilisation des farines, est fortement lié à l’absence ou à la modification des puroindolines. Afin de mieux comprendre la fonction biologique de ces protéines dans le grain de blé (Triticum aestivum L.), nous avons étudié à quatre stades de développement du grain la localisation subcellulaire des puroindolines par immunocytochimie et les protéomes dans deux lignées de blé quasi-isogéniques pour la dureté. Dès la fin de la cellularisation de l’albumen, les puroindolines sont localisées sur la face interne des membranes vésiculaires et dans les corps protéiques en formation, structures dans lesquelles s’accumulent les protéines de réserve du grain. L’analyse par AFFFF (Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation) des deux lignées Hard et Soft, qui diffèrent essentiellement par l’absence du gène Pina dans la lignée Hard, a montré une corrélation entre la dureté et la taille des polymères de protéines de réserve. L’analyse protéomique des fractions albumines/globulines et amphiphiles des grains en développement a révélé une augmentation des protéines de la machinerie de repliement et de réponse au stress dans la lignée Hard, par rapport à la lignée Soft. Les deux approches méthodologiques utilisées semblent également mettre en évidence une cinétique de développement du grain raccourcie dans la lignée Hard. Ces observations suggèrent que les puroindolines interagissent avec les protéines de réserve du grain et suivent le même routage cellulaire. Elles pourraient être impliquées dans les mécanismes de repliement et d’assemblage des prolamines.

Wheat grain hardness, a major trait for endosperm texture and flour end-use properties, is strongly associated to absence or modification of puroindolines. To gain insight into biological function of those proteins in bread wheat kernel (Triticum aestivum L.), puroindolines’ subcellular localization was sought by immunocytochemistry and proteomes were analyzed at four stages of developing kernels in two near-isogenic lines for hardness, differing mainly in the absence of Pina in the Hardline. As early as the end of endosperm cellularisation, puroindolines were localized onto vesicular membranes and into protein bodies, where storage proteins accumulate. Using AFFFF (Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation), we observed a correlation between hardness and storage protein polymer size. Proteomic analyses of the albumin/globulin and amphiphilic fractions revealed an increase in folding and stress-related proteins in the Hard line, as compared to the Soft one. Both ultrastructural and proteomic studies suggested also that the Hard/Soft genotype affects the kinetics of kernel development. These lines of evidence imply that puroindolines interact with storage proteins and display the same routage. Puroindolines could therefore be involved in prolamines folding and assembly mechanisms.; La dureté du grain de blé est un des paramètres fondamentaux de la texture de l’albumen. Ce caractère, essentiel pour la valeur d’utilisation des farines, est fortement lié à l’absence ou à la modification des puroindolines. Afin de mieux comprendre la fonction biologique de ces protéines dans le grain de blé (Triticum aestivum L.), nous avons étudié à quatre stades de développement du grain la localisation subcellulaire des puroindolines par immunocytochimie et les protéomes dans deux lignées de blé quasi-isogéniques pour la dureté. Dès la fin de la cellularisation de l’albumen, les puroindolines sont localisées sur la face interne des membranes vésiculaires et dans les corps protéiques en formation, structures dans lesquelles s’accumulent les protéines de réserve du grain. L’analyse par AFFFF (Asymmetrical Flow Field-Flow Fractionation) des deux lignées Hard et Soft, qui diffèrent essentiellement par l’absence du gène Pina dans la lignée Hard, a montré une corrélation entre la dureté et la taille des polymères de protéines de réserve. L’analyse protéomique des fractions albumines/globulines et amphiphiles des grains en développement a révélé une augmentation des protéines de la machinerie de repliement et de réponse au stress dans la lignée Hard, par rapport à la lignée Soft. Les deux approches méthodologiques utilisées semblent également mettre en évidence une cinétique de développement du grain raccourcie dans la lignée Hard. Ces observations suggèrent que les puroindolines interagissent avec les protéines de réserve du grain et suivent le même routage cellulaire. Elles pourraient être impliquées dans les mécanismes de repliement et d’assemblage des prolamines.

Autophagy is a highly conserved, self-degradative pathway for clearance and recycling of cytoplasmic contents. This ubiquitous cell intrinsic process can be used as a defence mechanism against intracellular pathogens. Indeed autophagy is increased upon pathogen detection, and experimental extinction in vitro and in vivo of this cellular process has been demonstrated as a crucial role to control intracellular pathogens. Co-evolution between host-cells and pathogens has selected numerous micoorganisms able to avoid or usurp autophagy to their own benefit. Understanding mechanisms underlying the anti-microbial properties of autophagy as well as those used by certain pathogens to escape this cellular process might be crucial to manipulate this cellular function in order to prevent or treat infectious diseases.

Endoplasmic reticulum (ER) stress is a situation caused by the accumulation of unfolded proteins in the endoplasmic reticulum, triggering an evolutionary conserved adaptive response termed the unfolded protein response. When adaptation fails, excessive and prolonged ER stress triggers cell suicide. Important roles for ER-initiated cell death pathways have been recognized for several diseases, including diabetes, hypoxia, ischemia/reperfusion injury, neurodegenerative and heart diseases. The implication of the ER stress is not well recognized in solid organ transplantation, but increasing evidence suggests its implication in mediating allograft injury. The purpose of this review is to summarize the mechanisms of ER stress and to discuss its implication during tissue injury in solid organ transplantation. The possible implications of the ER stress in the modifications of cell functional properties and phenotypic changes are also discussed beyond the scope of adaptation and cell death. Increasing the understanding of the cellular and molecular mechanisms of acute and chronic allograft damages could lead to the development of new biomarkers and to the discovery of new therapeutic strategies to prevent the initiation of graft dysfunction or to promote the tissue regeneration after injury.

Angiogenesis is a basic process during development and in pathology as well. The molecular networks involved in angiogenesis are not totally understood. We have recently developed a new model for tumoral angiogenesis in the chicken embryo, which allows large scale studies. On the other hand we have uncovered a new induction pathway, which involves stress of the endoplasmic reticulum. These investigations open up novel prospects for the future.