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Section 66 - Physiologie

Les thèses se rapportant à la section CNU "Section 66 - Physiologie"

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  • Implications de Cx43 dans les tumeurs gliales humaines : approches in situ et in vitro    - Crespin Sophie  -  02 juillet 2008

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    La communication intercellulaire par les jonctions gap (CIJG) a été proposée comme l'un des éléments impliqués dans la cancérogenèse très rapidement après sa mise en évidence, dans les années 1960. Ainsi l'induction de l'expression de connexines, motif structural de base de la CIJG, a été décrite comme étant capable de " normaliser " le phénotype de cellules cancéreuses. Notre étude de la connexine 43 (Cx43), par tissue micro array, dans des tumeurs gliales humaines (59 échantillons) a montré une délocalisation et une perte de l'expression de la protéine. La situation s'avère complexe par l'hétérogénéité intratumorale; en effet, certaines cellules du tissu tumoral montrent un signal avec une localisation aberrante dans le cytoplasme ou dans le noyau. Certains travaux ayant suggéré que Cx43 pourrait " normaliser " le phénotype tumoral par une action indépendante de la CIJG, Cx43 ou des formes tronquées de la protéine ont été exprimées par des vecteurs rétroviraux dans des lignées de tumeurs gliales humaines. Les résultats obtenus ont suggéré que l'expression de la protéine ne permettait pas de réduire le potentiel prolifératif des cellules tumorales lorsque celles-ci sont maintenues en monocouche. En revanche, la capacité des cellules à proliférer sans ancrage est réduite par l'expression de Cx43 mais aussi par des formes tronquées de la protéine ne permettant pas la CIJG. De plus, les cellules exprimant Cx43, entière ou tronquée, apparaissent douées d'une plus grande motilité. En conclusion, Cx43 semble jouer un rôle complexe dans la progression des tumeurs gliales humaines, celle-ci apparaissant avec des localisations aberrantes dont l'effet demeure inconnu. L'expression de la Cx43 ne constituerait pas nécessairement un facteur de bon pronostic, car si les cellules montrent une diminution de leur prolifération dans un environnement défavorable, elles semblent, en revanche, plus aptes à migrer, ce qui permettrait l'invasion du tissu environnant.

  • Etude transcriptomique de la réponse de la vigne (Vitis vinifera cv. Cabernet Sauvignon) au champignon ascomycète vasculaire Eutypa lata, responsable de l' eutypiose    - Camps Céline  -  29 juillet 2008

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    Trois conditions expérimentales, in vitro, en serre et au vignoble, ont été utilisées pour produire des plantes saines et des plantes infectées par Eutypa lata. Chaque échantillon a été caractérisé par la notation des symptômes, le ré-isolement des champignons présents dans les parties lignifiées, et l' identification formelle du mycélium d'Eutypa lata par PCR. Cette caractérisation a permis de distinguer les plantes infectées avec symptômes (S+R+), des plantes infectées sans symptômes (S-R+), et des plantes saines (S-R-). L' expression de 15000 gènes de Vigne a été analysée à partir des feuilles de ces plantes grâce à des puces à ADN. La comparaison entre les plantes S+R+ et S-R- a révélé que 44% des gènes différentiellement exprimés et communs entre au moins 2 des 3 conditions sont déjà connus pour intervenir au cours d'une interaction plante/champignon, et que 21% des gènes sur-exprimés chez les plantes S+R+ sont impliqués dans des fonctions de défense. La comparaison entre les plantes S-R+ et S-R-, en serre et au vignoble, a permis l'identification de 17 gènes potentiellement utilisablespour le développement d' un outil de diagnostic précoce et non destructif. L'analyse combinée des résultats obtenus pour les comparaisons S+R+/S-R-, S-R+/S-R- et S+R+/S-R+, en serre et/ou au vignoble, a permis l'identification des gènes plus spécifiquement associés à la réponse à l'infection, à l'absence de symptômes ou à la présence de symptômes. Les profils d'expression de plusieurs gènes candidats ont été confirmés par RT-PCR et complétés avec les analyses de feuilles de vignes infectées par d'autres champignons pathogènes.

  • Etude comparative de deux ionophores carboxyliques chez la volaille : apport de la modélisation pharmacocinétique basée sur la physiologie    - Henri Jérôme  -  14 novembre 2008

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    Les ionophores carboxyliques utilisés comme additifs anticoccidiens dans l'alimentation des volailles sont actuellement en cours de réévaluation, pour l'Autorité européenne de sécurité sanitaire des aliments, afin d'en évaluer le risque pour le consommateur. Ce travail a contribué à l'évaluation de la pharmacocinétique du monensin chez le poulet et le dindon et de la salinomycine chez le poulet, afin de pouvoir établir quelques généralités concernant les ionophores carboxyliques chez la volaille. Les trois exemples pris comme sujet d'étude lors de cette thèse ont montré une faible biodisponibilité orale et une élimination rapide conduisant à un temps d'attente calculé qui ne dépasse pas 22 heures. Lors de ces travaux, des expérimentations in vitro et in vivo ont également servi à affecter des valeurs aux paramètres permettant d'implémenter un modèle pharmacocinétique basé sur la physiologie. Ce modèle a été appliqué au couple poulet-monensin. Un modèle physiologique du monensin chez le poulet a donc été testé. Les simulations de ce modèle reproduisent les concentrations observées après administration unique par voie intraveineuse ou orale, mais surestiment les concentrations après administrations orales répétées via l'aliment supplémenté.

  • Homéostasie calcique dans les cellules épithéliales mucoviscidosiques (F508del-CFTR)    - Antigny Fabrice  -  28 novembre 2008

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    Le calcium est un messager intracellulaire secondaire impliqué dans le contrôle de nombreux processus biologiques. Un mauvais contrôle de sa concentration peut conduire à la mort cellulaire. Pour ce faire, le Ca2 + est stocké dans les compartiments intracellulaires tel que le réticulum endoplasmique (RE). La mucoviscidose (CF) est une maladie génétique résultant de la mutation du gène codant pour la protéine CFTR (Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator). Chez une majorité de patients (92%), il est retrouvé une délétion d'un résidu phénylanine en position 508. La protéine ainsi délétée (F508del-CFTR) se retrouve retenue dans le RE par des protéines chaperonnes dépendantes du Ca2 + Dans un premier temps, nous avons caractérisé et comparé l'homéostasie calcique des cellules épithéliales CF et non FC, précisément au niveau : du ER, de la membrane plasmique et pour finir au niveau des mitochondries. Puis, nous avons regarder les conséquences sur l'homéostasie calcique de la correction du défaut de l'adressage défectueux de la protéine F508del-CFTR (correction pharmacologique ( miglustat) ou par une incubation 24 heures à 27 ° C) . Nous avons mis en évidence l'implication de 3 isoformes de recepteurs à l'IP3 (RIP3),des canaux calciques membranaires TRPC1 et TRPC6, ainsi qu'une participation des mitochondries. Dans la mucoviscidose, les RIP3s, les canaux TRPC6 apparaissent suractivés. Il semble que le contenu en cholestérol de la membrane plasmique joue un rôle primordial dans la régulation du TRPC6. tandis que le pouvoir tampon calcique des mitochondries apparaît diminué dans les cellules CF. Le contrôle du signal calcique des cellules mucovisidosiques apparaît fortement perturbé. Ces perturbations du signal calcique pourraient avoir de nombreuses implications dans la physiopathologie de la mucoviscidose, notamment au niveau de l'état inflammatoire des cellules mucoviscidosiques.

  • Etude in vitro de l'effet autocrine-paracrine du peptide natriurétique de type B, BNP, sur les cardiomyocytes normaux et hypertrophiés de rats adultes    - Nader Laurence  -  15 décembre 2008

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    Depuis plusieurs années, de nombreux travaux ont étayé la fonction endocrine du cœur. L'existence de systèmes hormonaux dans le tissu cardiaque plus particulièrement celui des peptides natriurétiques, a conféré au cœur la propriété de glande endocrine en plus de sa simple fonction de pompe. Le BNP constitue le second membre de peptides natriurétiques. Il est principalement secrété par les ventricules en réponse à une surcharge de pression ou de volume. Grâce à ses propriétés diagnostiques, thérapeutiques et pronostiques, ce peptide est actuellement considéré comme le marqueur hormonal de la décompensation cardiaque. A l'échelle des cardiomyocytes, le BNP semble être impliqué dans la modulation de l'homéostasie calcique, régulant ainsi la fonction contractile du cœur. Le but de notre étude est d'évaluer sur des cardiomyocytes normaux et hypertrophiés, la concentration plasmatique de BNP, le rôle des canaux calciques ventriculaires dans sa sécrétion et le profil d'expression de ce peptide ainsi que celui de ces récepteurs (NPR-A, -B et -C); De même, nous avons étudié l'effet autocrine du BNP sur le taux de calcium intracellulaire, sur la densité du courant calcique de type L (ICaL) et sur le potentiel d'action (PA) dans des cardiomyocytes normaux. En utilisant plusieurs approches, combinant les techniques d'ELISA, de RT-PCR, d'immunohistochimie, de cytofluorimétrie laser et de patch-clamp, nous avons pu mettre en évidence que les canaux calciques transmembranaires de type L moduleraient la sécrétion du BNP, qu'il existe une surexpression des récepteurs NPR-A et NPR-C dans l'hypertrophie cardiaque, et finalement nous avons démontré que le BNP module la libération de calcium intracellulaire, modifie le PA et diminue la densité du ICaL dans les cardiomyocytes normaux. En effet, dans notre modèle d'hypertrophie, nous avons montré que la concentration de BNP dans le sang et le milieu de culture est significativement augmenté, que cette augmentation est contrebalancée par la présence d'antagonistes calciques dans le milieu de culture des cardiomyocytes normaux et hypertrophiés ; De plus, l'expression génique des récepteurs NPR-A et -C est significativement augmenté dans les cardiomyocytes hypertrophiés et elle est en corrélation avec l'augmentation de la concentration plasmatique de BNP et son degré d'expression dans le myocarde ; finalement le BNP diminue la concentration de calcium intracellulaire, augmente la durée et la phase II du PA, réduit l'amplitude et le temps d'inactivation du ICaL, , augmente le courant de fenêtre et modifie la disponibilité d'activation et d'inactivation du canal calcique de type L. En conclusion, cette étude nous a permis de mettre en évidence une relation réciproque entre le BNP et l'homéostasie calcique, qui pourrait être responsable des effets autocrines et paracrines du BNP sur la fonction cardiaque normale et dans le remodelage myocardique en réponse à un stress hémodynamique.

  • Homéostasie calcique et survie des cellules musculaires squelettiques déficientes en dystrophine : effets de la modulation de l'activité et de l'expression des récepteurs à l'inositol trisphosphate    - Mondin Ludivine  -  18 septembre 2009

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    La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) est une pathologie musculaire sévère caractérisée par l'absence d'une protéine : la dystrophine, protéine sous-membranaire permettant de faire le lien entre la matrice extracellulaire et le cystosquelette. La déficience en dystrophine entraine une dégénérescence musculaire progressive conduisant à la mort du patient. Le lien entre l'absence de dystrophine et la mort des cellules musculaires reste encore mal établi. De nombreuses études ont mis en évidence une dérégulation calcique des cellules musculaires squelettiques déficientes en dystrophine, ainsi qu'une implication des stocks intracellulaires de calcium contenu dans le réticulum sarcoplasmique. De plus, le calcium libéré par les récepteurs à l'IP3 (IP3Rs) semblent être impliqué dans cette dérégulation calcique. Dans cette étude, nous avons confirmé la présence d'une libération calcique globale, après stimulation, supérieure dans les cellules sans dystrophine comparativement aux cellules exprimant la mini-dystrophine. De même, au repos, les libérations calciques localisées spontanées sont plus abondantes dans les cellules déficientes en dystrophine. Ces résultats ont également été observés dans les myotubes provenant de culture primaire de souris mdx (modèle animal de la DMD), comparativement aux souris Bl10 (souris contrôles). Afin d'étudier la régulation de la libération de calcium, des expérimentations de libération calcique artificielle par la méthode de photolyse de calcium encagé ont été menées à différents stades de maturation des cellules musculaires provenant des souris mdx et contrôles. Nous avons également étudié la régulation à court et à long terme du calcium..

  • Influx cationique dépendant des canaux TRPCs dans les cellules musculaires squelettiques : régulation par le complexe dystrophine/alpha1-syntrophine et par la voie PLC : implication dans la dystrophie musculaire de Duchenne    - Sabourin Jessica  -  27 novembre 2009

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    La dystrophine est une protéine du cytosquelette normalement exprimée sous la membrane des cellules musculaires squelettiques. L'absence de cette protéine dans la Dystrophie Musculaire de Duchenne (DMD) entraîne la nécrose des fibres musculaires, résultant entre autres d'une dérégulation des mouvements calciques à travers le sarcolemme et par conséquent d'une augmentation du calcium libre dans le myoplasme. A l'heure actuelle, le lien entre l'absence de dystrophine et l'altération calcique n'est toujours pas établi et l'objectif de ce travail a été de le mettre en évidence. Les expériences ont été principalement réalisées sur les lignées cellulaires SolC1 déficientes en dystrophine et SolD6 exprimant la mini-dystrophine ainsi que sur des cultures primaires de souris normales et de souris mdx, modèle animal de la DMD. Notre étude démontre que, dans les cellules déficientes en dystrophine, les entrées calciques activées par la déplétion en calcium du réticulum sarcoplasmique, sont considérablement augmentées. Par la technique de siRNA, nous avons pu identifier les canaux TRPC1 et TRPC4 par où transitent les influx cationiques dans les myotubes SolD6. Nous avons également décrit pour la première fois un lien moléculaire entre TRPC1/TRPC4 et la dystrophine, l'α1-syntrophine et le domaine PDZ de cette dernière. Ce complexe α1-syntrophine/TRPCs est réduit dans les cellules déficientes en dystrophine car l'expression de l'α1-syntrophine au sarcolemme est diminuée. Nous suggérons qu'une régulation normale des entrées de calcium à travers TRPC1/TRPC4 dépend de l'association entre ces canaux non dépendants du potentiel et l'α1-syntrophine. En effet, la surexpression de l'α1-syntrophine dans les cellules déficientes en dystrophine rétablit l'entrée de calcium. Inversement, des expériences avec des siRNAs dirigés contre l'α1-syntrophine entrainent une augmentation des influx cationiques dans les cellules exprimant la mini-dystrophine à des niveaux proches des influx mesurés dans les cellules déficientes en dystrophine. En plus de son rôle de protéine d'échafaudage, l'α1-syntrophine serait donc cruciale pour réguler l'activité des canaux TRPC1/TRPC4 dans le muscle squelettique. D'autre part, nous avons pu mettre en évidence par des traitements pharmacologiques que l'influx cationique exacerbé des cellules SolC1 déficientes en dystrophine est dépendant de la voie PLC/PKC. Dans ces myotubes, l'absence de la dystrophine et/ou de l'α1-syntrophine entrainent à travers TRPC1 des entrées accrues de calcium, potentialisées par la voie PLC/PKC. Ce travail de thèse a mis clairement en évidence un influx cationique dépendant des canaux TRPCs et régulé par l'α1-syntrophine dans la cellule musculaire squelettique. L'absence de cette dernière au sarcolemme pourrait conférer une nouvelle sensibilité au canal TRPC1 entrainant alors sa suractivation et une entrée incontrôlée de calcium dans le cytoplasme des cellules déficientes en dystrophine.

  • Étude des propriétés et de l'impact fonctionnel de canaux potassiques dans les fibroblastes cardiaques    - Benamer Najate  -  02 décembre 2009

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    Dans le coeur, les fibroblastes représentent la population cellulaire majoritaire en nombre. Ces dernières années, des études ont révélé un rôle important de ces cellules dans le fonctionnement normal et pathologique du coeur. Les fibroblastes sont physiologiquement la source de nombreux facteurs autocrines et paracrines. Ils sont également à la base du renouvellement de la matrice extra-cellulaire (MEC). En réponse à un stress pathologique, ils peuvent subir un processus de différenciation en myofibroblastes et une altération de leurs propriétés et de leur fonction à l'origine d'un dysfonctionnement cardiaque. Bien que les fibroblastes soient considérés comme des cellules non excitables, des études ont révélé ces dernières années l'expression fonctionnelle de différents canaux ioniques sur leur membrane. L'objectif de ma thèse a été d'une part de caractériser au niveau moléculaire et fonctionnel de nouvelles conductances dans les fibroblastes cardiaques et d'autre part d'évaluer leur impact sur les propriétés fonctionnelles de ces cellules. Un criblage par PCR à haut rendement a permis de révéler l'expression d'un ensemble de gènes codant des sous-unités canalaires dans les fibroblastes cardiaques. Parmi ces gènes, ceux codant les sous-unités SUR2 et Kir6.1 ont le niveau d'expression le plus élevé. L'association des unités SUR2 et Kir6.1 étant connue pour former un canal potassique, nous avons focalisé notre intérêt sur ces deux sous-unités. Des analyses par western-blot ont montré une augmentation progressive de l'expression des unités SUR2 et Kir6.1 au cours de la différenciation des fibroblastes en myofibroblastes...

  • Mise au point et validation d'un modèle cellulaire exprimant de façon stable le canal KCNQ1-KCNE1 : implication du courant Iks dans les mécanismes pro-arythmiques cardiaques    - Moha Ou Maati Hamid  -  16 décembre 2009

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    Les courants IKr et IKs jouent un rôle fondamental dans le contrôle de la phase de repolarisation du potentiel d'action cardiaque chez de nombreuses espèces. Une prolongation excessive de la durée de la repolarisation constitue un mécanisme proarythmique, pouvant générer des torsades de pointe aboutissant à la mort subite du patient par fibrillation ventriculaire. Il est clairement montré aujourd'hui que les molécules de toutes classes pharmacologiques, peuvent générer ces troubles du rythme par inhibition de la composante IKr. Ceci a conduit à la naissance de la pharmacologie de sécurité, qui évalue en phase pré clinique, les effets de toutes molécules sur la repolarisation cardiaque et plus particulièrement sur le courant potassique IKr. Ces évaluations ne concernent pas le courant IKs, qui néanmoins, joue un rôle important dans la régulation de la durée du potentiel d'action. Partant de ces données, l'objectif de notre étude a été la mise en place d'un modèle cellulaire exprimant de façon stable le canal KCNQ1 / KCNE1 responsable du courant IKs. Les résultats publiés dans le British Journal of Pharmacology montrant la prolongation de l'intervalle QT de l'électrocardiogramme par un agent anticancéreux inhibant le courant IKs, la doxorubicine, justifie l'intérêt de ce modèle. Dans la dernière partie de notre étude, nous avons étudiés les conséquences d'une inhibition du courant IKs sur la réserve de repolarisation, en présence du courant sodique lent (INaL), présent dans des situations pathologiques telles que le syndrome du QT long de type 3 ou les périodes post infarctus, au cours desquelles la durée de la repolarisation est allongée.

  • Impacts de la contrainte hydrique sur l'architecture du rosier miniature : étude des gènes impliqués et développement de protocoles de transformation génétique en vue de leur validation    - Portemer Virginie  -  17 décembre 2009

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    Afin de conserver la qualité architecturale du rosier miniature sans l'utilisation de régulateurs de croissance, l'application d'une contrainte hydrique a été substituée au paclobutrazole. La caractérisation de l'état de stress hydrique des rosiers a été réalisée par la mesure du potentiel hydrique et de la transpiration relative. Les effets morphologiques se traduisent par la réduction de la taille et l'augmentation du nombre de ramifications. Les études histologiques ont révèlé un accroissement significatif de l'aire du xylème. Ces impacts de la carence en eau sur la charpente des rosiers miniatures sont corrélés à l'accumulation du saccharose et du fructose dans la sève xylémienne. Le choix de gènes potentiellement impliqués dans la réponse du rosier au déficit hydrique a été effectué avec a priori en visant le transport et le métabolisme des sucres, des gènes du contrôle de la ramification et des marqueurs du stress hydrique. Des sondes spécifiques d'une vingtaine de gènes ont été clonées grâce à la base des EST de rosier existant ou par PCR avec des amorces dégénérées. Les gènes sélectionnés pour la modification de leur expression par macroarrays ont été confirmés par Northern blot et/ou RT-qPCR. Plusieurs gènes ont répondu face au stress hydrique imposé comme RhPGlcT1-2, RhSuSy et RhMAX1-2-3. La validation des gènes choisis requiert le développement de protocoles de transformation génétique du rosier. Deux protocoles de transformation via A. tumefaciens ont été mis en place. Le premier utilise une suspension cellulaire non embryogène et vise une régénération directe. Le deuxième, basé sur l'embryogenèse somatique, a atteint une efficacité de transformation de 25%.

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