Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : During the course of their life cycle organisms are exposed to natural environment variations capable of inducing physiological, morphological and behaviour changes, thus a phenotypic plasticity. Phenotypic plasticity is the ability of a genotype to generate a new phenotype following exogeneous or endogeneous stress. Here, we investigated the phenotypic plasticity of the non-calcifying symbiotic cnidarian Anemonia viridis at multiple levels of structural complexity, in vivo and in vitro. In vivo, we determined the mechanisms behind the phenotypic plasticity under expected future climate change (i.e. ocean acidification and ocean warming). Our results show physiological changes in the inorganic carbon use of the sea anemone A. viridis exposed to high pCO2 during a long-term stress in natura or a short-term stress in controlled conditions. We then observed an equivalent decrease in carbonic anhydrase activity, a key enzyme of cnidarian carbon concentrating mechanisms. Also, we demonstrated that an increase in seawater temperature modified the response observed during a high pCO2 scenario. In vitro, we established a viable primary cell culture from regenerating tentacles of A. viridis. We determined the gastrodermal tissue origin of the cultivated cells and validated the use of this new tool to the in vitro study of stress response at the cellular level. The set-up of this powerful in vitro tool will open a multitude of perspectives for the study of cellular responses to exogeneous stress (as global change perturbations) and to endogeneous stress (as the symbiosis constraints experienced by symbiotic cnidarians)
Durant leur cycle de vie, les organismes sont exposés à des variations environnementales capables d'induire des changements physiologiques, morphologiques et comportementaux, résultant d’une plasticité phénotypique. La plasticité phénotypique est la capacité d'un génotype à générer un nouveau phénotype suite à un stress. Ici, nous avons étudié la plasticité phénotypique d’un Cnidaire symbiotique et non-calcifiant, l’anémone de mer Anemonia viridis, à de multiples niveaux de complexité structurale, in vivo et in vitro. In vivo, nous avons identifié les mécanismes sous-jacents de la plasticité phénotypique potentiellement induits par les futurs changements climatiques (acidification et réchauffement des océans). Nos résultats montrent des modifications dans l'utilisation du carbone inorganique par A. viridis exposée à une forte pCO2 lors d’un stress chronique in natura ou lors d’un stress court en conditions contrôlées. Nous avons ainsi observé une diminution des activités anhydrase carbonique, une enzyme clé des mécanismes de concentration du carbone chez les Cnidaires. Nous avons aussi démontré que l'augmentation concomittante de la température modifie la réponse observée lors d'une élévation seule de la pCO2. In vitro, nous avons établi une culture de cellules primaires viables issue de tentacules d’A. viridis en régénération. Nous avons déterminé l'origine gastrodermale des cellules cultivées et validé l'utilisation de ce nouvel outil pour l'étude de la réponse au stress au niveau cellulaire. Ce nouvel outil ouvre une multitude de perspectives pour l'étude des réponses cellulaires aux stress exogènes (changement climatique) et endogènes (contraintes dues à la symbiose)
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NNT : 2016AZUR4136
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Croton urucurana Baillon (Euphorbiaceae), plant species popularly known in Brazil as “sangra-d’água”, is commonly found in Mato Grosso do Sul State (midwestern Brazil), where its latex is popularly used to treat several types of cancer. Despite the ethnopharmacological significance of the species, no phytochemical or cytotoxic studies of its latex have been published. In this context, the aim of the present study was to assess the cytotoxic activity of crude extracts, fractions and isolated compound from the latex of C. urucurana and to investigate the effects of crourorb A1 on the viability, apoptosis, cell cycle and cell migration of human hepatocarcinoma cell lines (Huh-7). Also, we have evaluated the viability of Huh-7 cells treated with crourorb A1 in 3D collagen gels. The cytotoxicity was detected using the sulforhodamine B (SRB) assay against six human cancer cells lines and one nontumor NIH/3T3 cell line (murine fibroblast). Studies on the mechanism of cell death of crourorb A1 were conducted in different test systems in vitro. The bioactive ethyl acetate phase obtained from the latex of C. urucurana afforded a novel cyclic peptide, [1−9-NαC]-crourorb A1, that proved active against NCIADR/ RES (ovary, multidrug-resistance phenotype) cells with the same potency as doxorubicin (positive control) and inactive up to the highest concentration tested against nontumor NIH/3T3 cells (GI50 = > 250 μg/mL). Crourorb A1 treatment decreases the cell viability of Huh-7 at dose and time dependent manner associated with induction of apoptosis by caspase 3/7 activation and increasing expression of pro-apoptotic proteins: Bak, Bid, Bax, Puma, Bim, and Bad and clived-caspase3 protein. The JNK/MAP pathway is involved in this induced cell death. Crourorb A1 effect is also associated with G2/M phase cell cycle arrest. In parallel, we observed that crourorb A1 treatment resulted in an increase of cyclin-dependent kinase (CDK1), cyclin B1 and cyclin D1 expressions. A significant reduction of Huh-7 cells migration by crourorb A1 can be assessed and we also show that cells grown on 3D collagen gels exhibited increased resistance to crourorb A1 when compared to 2D cell culture.
Croton urucurana Baillon (Euphorbiaceae), est une plante très connue et utilisée en médecine traditionnelle au Brésil, la «sangra-d’água» retrouvée dans l'État du Mato Grosso do Sul (région Centre-Ouest du Brésil). Son latex est abondamment utilisé en médecine traditionnelle dans le traitement de plusieurs types de cancer. En dépit de son importance ethnopharmacologique, on ne trouve aucune étude sur sa composition chimique ou sur sa potentielle activité anti-cancéreuse. L’objectif de ce travail a été d'évaluer l'activité cytotoxique des extraits totaux, fractions d’extraits et de molécules purifiées, isolées du latex de C. urucurana. Nous avons étudié plus particulièrement les effets du crourorb A1 sur la viabilité, l'apoptose, le cycle cellulaire et la migration de cellules issues de carcinome hépatocellulaire humaine (Huh-7). Nous avons également évalué l’effet du crourorb A1sur la viabilité des cellules Huh-7 cultivées dans les gels de collagène en 3D. L' activité cytotoxique ont été réalisées par le test à la sulforhodamine B sur six lignées cellulaire cancéreuses et sur une lignée cellulaire non cancéreuse de fibroblastes murins, les cellules NIH/3T3. L'étude phytochimique de la fraction ‘acétate d'éthyle’ du latex de C. urucurana bioguidé a permis d’obtenir un nouveau cyclopeptide que nous avons nommé [1-9-NαC]-crourorb A1. Le crourorb présente une cytotoxicité puissante sur la lignée cellulaire cancéreuse NCI-ADR/RES (ovaire, le phénotype de multirésistance) à un niveau équivalent à celle de la doxorubicine (témoin positif). Ce composé est de plus pratiquement inactif (GI50 = >250 μg/mL) sur la lignée non cancéreuse NIH/3T3. L'évaluation de la cytotoxicité in vitro du crourorb A1 (test wst1) sur les cellules Huh-7 a démontré que la viabilité des cellules est inhibée de manière dose et temps-dépendant. Nous avons mesuré une forte activation des caspases 3 et 7 et une nette augmentation de l’expression des protéines pro-apoptotiques (Bak, Bid, Bax, Puma, Bim et Bad) ainsi que de la caspase 3 clivée par le crourorb A1. Nous avons également déterminé que la voie de signalisation JNK-MAPkinase semble nécessaire à l’induction de la mort cellulaire des cellules Huh-7 traitées au crourorb A1. Le crourob A1 induit un arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M. En parallèle, les expressions de la cycline-dépendante kinase CDK1, des cyclines B1 et D1 sont augmentées après traitement au crourorb A1. De plus, le crourorb A1 a un effet inhibiteur significatif de la migration des cellules Huh-7, en présence ou absence de mitomycine C. Nous avons également confirmé, l’effet inhibiteur du crourob A1 sur la viabilité des cellules Huh7 cultivées en 3D dans les gels de collagène 1 et démontré que les cellules cultivées en 3D semblent plus résistantes au crourorb A1 par rapport aux cultures en monocouche 2D.
Croton urucurana Baillon (Euphorbiaceae) é uma espécie arbórea conhecida popularmente no Brasil como “sangra d´água”, comumente encontrada no estado de Mato Grosso do Sul, onde seu látex tem sido utilizado na medicina popular no tratamento de vários tipos de câncer. Apesar de sua importância etnofarmacológica, não há relatos de estudos relacionados à sua composição química ou atividades anticâncer na literatura. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade citotóxica de extratos, fases, frações e da substância isolada do látex de C. ururucurana e investigar os mecanismos celulares e moleculares in vitro responsáveis pela citotoxicidade da substância isolada considerando seu potencial apoptótico e influência sobre a progressão do ciclo celular em uma linhagem de hepatocarcinoma celular humano (Huh-7), bem como, os efeitos desta substância sobre a migração e viabilidade de células Huh-7 cultivadas em geis de colágeno em 3D. O ensaio de citotoxicidade in vitro foi realizado com o corante sulforrodamina B (SRB) em seis linhagens de células neoplásicas humanas e uma linhagem de células não neoplásicas NIH/3T3 (fibloblasto murinho). Os estudos de mecanismos de ação com crourorb A1 foram conduzidos em diferentes sistemas-teste in vitro. O estudo fitoquímico biomonitorado da fase bioativa acetato de etila do látex de C. urucurana resultou no isolamento de um novo ciclopeptídeo denominado [19-NαC]-crourorb A1, que apresentou potente atividade citotóxica frente à linhagem de células neoplásicas NCI-ADR/RES (ovário com fenótipo de resistência a múltiplos fármacos), com a mesma potência que a doxorrubicina (controle positivo), e foi inativa até a maior concentração testada (GI50 = >250 μg/mL) frente à linhagem de células não neoplásicas 3T3. A exposição de células Huh-7 ao crourorb A1 resultou em uma diminuição da viabilidade celular de maneira dose e tempo-dependentes. Nós observamos um aumento da atividade de caspases 3 e 7 e um aumento da expressão de proteínas próapoptóticas (Bak, Bid, Bax, Puma, Bim e Bad) e caspase 3 clivada após tratamento com crourorb A1. Além disso, observamos que a via de sinalização celular MAP/JNK foi necessária para induzir a morte celular em células Huh-7 tratadas com crourorb A1. Os efeitos de crourorb A1 foram também associados com o acúmulo de células na fase G2/M do ciclo celular. Em paralelo, as expressões da cinase dependente da ciclina (CDK1), ciclina B1 e ciclina D1 foram aumentadas após tratamento com crourorb A1. Foi demonstrado também o envolvimento de crourorb A1 na redução da migração de células Huh-7 cultivadas na presença e ausência de mitomicina C. A avaliação da viabilidade de células Huh-7 cultivadas em geis de colágeno em 3D apontou uma maior resistência destas células ao crourorb A1 quando comparadas com a cultura de células em 2D.
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NNT : 2016REN1B010
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Cell signaling contains the whole biological mecanisms allowing the response of a cell to its microenvironnement in an adapted way. Many extremely intertwinned biological reactions are involved in a network that behaves as a complex system. The understanding of cell response requires the development of data acquisition technics and methods to formalize data into models. This point is the main drive of this thesis. We present here two approaches in order to analyse different granularities of cell signaling. In the first one, we used differential model to study the role of a new component of TGF-β canonical pathway. In the second one, we explored the combinatorial complexity of cell signaling, developing a discrete formalism based on guarded transitions. In this approach, we interpreted the whole database Pathway Interaction Database into a single unified model of signal transduction. Simulation and analysis methods, such as reachability and invariance research, have been developed. The interests are presented through an application on cell cycle regulation by cell signaling, and a global analysis on the regulation of genes compared to experimental data.
La signalisation cellulaire regroupe l'ensemble des mécanismes biologiques permettant à une cellule de répondre de façon adaptée à son microenvironnement. Pour ce faire, de nombreuses réactions biologiques entrent en jeux avec un important enchevêtrement, créant ainsi un réseau dont le comportement s'apparente à un système complexe. Le compréhension de la réponse cellulaire à une stimulation passe par le développement conjoint des techniques d'acquisition de données, et des méthodes permettant de formaliser ces données dans un modèle. C'est sur ce dernier point que s'inscrivent les travaux exposés dans cette thèse. Nous présentons ici deux approches visant à répondre à des questions de natures différentes sur la signalisation cellulaire. Dans la première nous utilisons un modèle différentiel pour étudier le rôle d'un nouvel interactant dans la voie canonique du TGF-beta. Dans la seconde nous avons exploré la combinatoire de la signalisation cellulaire en développant un formalisme discret basé sur les transitions gardées. Cette approche regroupe l'interprétation de la base de données Pathway Interaction Database dans un unique modèle dynamique de propagation du signal. Des méthodes de simulations et d'analyses inspirées des techniques de vérification de modèles telles que l'atteignabilité et l'invariance ont été développées. En outre, nous avons étudié la régulation du cycle cellulaire en réponse à la signalisation, ainsi que la régulation des gènes de notre modèle en comparaison avec des données d'expressions.
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The trophic endosymbiosis interaction between a cnidarian host and its photosynthetic dinoflagellatessymbionts form the basis of coral reef ecosystems. Cnidarians host their symbionts in gastrodermis cells, in a phagocytosis-derived vacuole. Establishment and maintenance of the symbiotic interaction depend on an intimate molecular communication between the two partners. However, environmental and/or anthropogenic disturbances can lead to the breakdown of the symbiotic association, which is responsible for the worldwide decline of coral reefs. The main objectives of my research project are to improve the knowledge regarding symbiosis maintenance and disruption mechanisms, but also to define the molecular key players involved at the symbiotic interface in the sea anemone, Anemonia viridis. First, we have described the cellular mechanisms involved in the different types of symbiosis breackdown. Meanwhile, the characterization of npc1 and npc2 genes (involved in endosomal sterol transport), showed a duplication and a sub-functionalization of the npc2d gene. Both NPC1 and NPC2 proteins are expressed around symbionts. We therefore suggest that the duplicated protein NPC2-d is a biomarker of symbiosis health and that NPC1 protein is a marker of the perisymbiotic membrane. We then developed a protocol to characterize the proteome of the symbiotic interface between the two symbiotic partners. The newly-identified symbiotic key players will increase the general knowledge on the symbiotic interaction and its regulation during both stable and bleaching conditions.
L’endosymbiose trophique établie entre un hôte Cnidaire et ses symbiotes Dinoflagellés photosynthétiques est à l’origine du succès évolutif des écosystèmes coralliens. Les symbiotes sont internalisés par un mécanisme de phagocytose et maintenus dans les cellules du gastroderme de l'hôte. La symbiose est régie par un dialogue moléculaire intime entre les deux partenaires, interrompu lors de perturbations environnementales ou anthropiques, responsables du déclin mondial des récifs coralliens. Les objectifs de mon projet de recherche sont de définir les acteurs moléculaires localisés à l’interface symbiotique chez l’anémone de mer, Anemonia viridis. Premièrement, nous avons étudié les mécanismes cellulaires impliqués dans différents types de rupture de la symbiose et mis en évidence des phénomènes d’apoptose, nécrose et symbiophagie. Parallèlement, nous avons caractérisé chez l’anémone les gènes npc1 et npc2, impliqués chez les vertébrés dans le transport endosomal de stérols, et dont l’expression est modulée par l’état symbiotique. Nous avons pu montrer que le gène npc2d est issus d’une duplication et vraisemblablement d’une sub-fonctionnalisation et que les protéines NPC1 et NPC2 sont exprimées au voisinage des symbiotes. Nous proposons donc que la protéine NPC2-d soit utilisée comme marqueur de l’état de santé des Anthozoaires symbiotiques et que la protéine NPC1 soit un marqueur de la membrane périsymbiotique. Nous avons également développé un protocole afin d’identifier les protéines associées à l’interface symbiotique entre les deux partenaires. A terme, les cibles identifiées permettront une meilleure compréhension des mécanismes qui régulent la relation symbiotique.
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NNT : 2015NICE4105
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : International audience
A prospective study on randomized patients was conducted to determine how morphokinetic parameters are altered in embryos grown in sequential versus global culture media. Eleven morphokinetic parameters of 160 single embryos transferred were analyzed by time lapse imaging involving two University-affiliated in vitro fertilization (IVF) centers. We found that the fading of the two pronuclei occurred earlier in global (22.56±2.15 hpi) versus sequential media (23.63±2.71 hpi; p=0.0297). Likewise, the first cleavage started earlier at 24.52±2.33 hpi vs 25.76±2.95 hpi (p=0.0158). Also, the first cytokinesis was shorter in global medium, lasting 18±10.2 minutes in global versus 36±37.8 minutes in sequential culture medium (p <0.0001). We also observed a significant shortening in the duration of the 2-cell stage in sequential medium: 10.64 h±2.75 versus 11.66 h±1.11 in global medium (p=0.0225) which suggested a faster progression of the embryos through their first mitotic cell cycle. In conclusion, morphokinetic analysis of human embryos by Time lapse imaging reveals significant differences in five kinetic variables according to culture medium. Our study highlights the need to adapt morphokinetic analysis accordingly to the type of media used to best support human early embryo development.
Annales de Biologie Clinique

hal-01579406
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DOI : 10.1684/abc.2017.1259
PUBMED : 28751285

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The spectrin-based skeleton is an essential scaffold underlying different lipid bilayers in all animal cells. Spectrins (Sp), as giant extended flexible heterotetramers (αβ)2, constitute the filaments of this network, the nodes of which are cross-linked by actin filaments. The functions of the Sp-based skeleton, which are well defined in red blood cells (required for shape, resistance to shear stress and deformability) are less well understood in non-erythroid cells.The non-erythroid Sp might participate in the establishment and/or the maintenance of specialized membrane subdomains by accumulating integral membrane proteins (such as ionic channels, ionic pumps, receptors and cell adhesion molecules) as revealed by loss of the main non-erythroid β-Sp. However the effect of non-erythroid α-Sp are less well established. In mammals, α-Sp are encoded by two genes: one for αI-Sp mainly expressed in mature erythrocyte, the second one for αII-Sp which is expressed in all nucleated cells.In the pursuit of αII-Sp functions, we have checked the effect of αII-Sp knock down by siRNA melanoma human cell line. Our data revealed that spectrin depletion is associated with i) an arrest of cell cycle at G1 state ii) a loss of cell adhesion in spite of increase in some integrins iii) some modifications of actin organisation.
Le squelette dépendant de la spectrine, localisé sous la bicouche lipidique, est un échafaudage essentiel de toutes les cellules animales. La Spectrine (Sp), structure géante, robuste mais flexible d'hétéro tétramères (αβ)2, constitue les filaments de ce réseau, dont chaque nœud interagit avec des filaments d'actine. Les fonctions du squelette de Sp, qui sont bien définies dans le globule rouge (rôle dans sa forme, dans sa résistance aux forces de cisaillement et dans sa déformabilité) sont moins bien connues dans les cellules non-érythroïdes. La Sp non-érythroïde pourrait participer à l'établissement et/ou au maintien de sous-domaines membranaires spécialisés dans l'accumulation de protéines de membrane (telles que les canaux ioniques, les pompes ioniques, les récepteurs et les molécules d'adhérence) comme nous le font penser les invalidations de la Sp-β non-érythroïde. Cependant le rôle de la Sp-α non-érythroïde est moins bien établi. Chez les mammifères, la Sp-α est codée par deux gènes: un pour Sp-αI, principalement exprimée dans l'érythrocyte mature, le second pour Sp-αII qui est exprimée dans toutes les cellules nucléées. Pour étudier les fonctions de la Sp-αII, nous avons utilisé une approche de SiRNA sur des cellules de mélanome humain. Nos données montrent que la diminution de Sp-αII est associée à I) un arrêt en G1 du cycle cellulaire II) une perte d'adhérence des cellules malgré l'augmentation de quelques intégrines III) des modifications dans l'organisation du réseau d'actine.
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