ED Sciences Chimiques
Contrôle de la forme de cellules synthétiques minimales par reconstitution du cytosquelette
par Bastien LAMBERT (Centre de Recherche Paul Pascal)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre CRPP Centre de Recherche Paul Pascal (CRPP) 115 Avenue du Dr Albert Schweitzer, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Jean-Christophe BARET - Professeur des universités - Centre de Recherche Paul Pascal - Directeur de these
- Aurélie BERTIN - Directrice de recherche - Institut Curie, CNRS - Rapporteur
- Patrice GAURIVAUD - Ingénieur de recherche - Anses Laboratoire de Lyon - Rapporteur
- Anne LE GOFF - Maîtresse de conférences - Université de technologie de Compiègne - Examinateur
- Cécile ZAKRI - Professeure des universités - Centre de Recherche Paul Pascal - Examinateur
- Laure BEVEN - Professeure des universités - Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
La forme d'une cellule est étroitement liée à sa fonction et est finement contrôlée lors de processus comme la division cellulaire. Les cytosquelettes, réseaux dynamiques de protéines, jouent un rôle clé dans la structuration des cellules eucaryotes et procaryotes. Parce qu'elles sont dépourvues de paroi, les bactéries de la classe Mollicutes offrent des modèles simples pour étudier le rôle du cytosquelette sur la forme cellulaire. Parmi elles, les spiroplasmes se distinguent par leur forme hélicoïdale et leur motilité unique, basée sur la propagation de courbures le long de leur corps. Leur motilité et leur morphologie sont contrôlées par un cytosquelette composé principalement de plusieurs isoformes de MreB, dont l'arrangement et la fonction restent à définir. Mon objectif était de comprendre les rôles spécifiques de ces isoformes de MreB, en particulier dans l'induction de la forme hélicoïdale et des courbures. J'ai utilisé deux approches expérimentales complémentaires. La première a consisté à exprimer de manière hétérologue les protéines MreB de Spiroplasma dans Mycoplasma capricolum (Mcap), une bactérie phylogénétiquement proche, sans paroi et pléiomorphe. Ce système a permis de montrer que les deux isoformes MreB1 et MreB5 peuvent induire une forme hélicoïdale et initier la propagation de courbures chez Mcap. De plus, MreB5 seule peut permettre la propagation de courbures le long du corps cellulaire. La cryomicroscopie électronique a révélé que les filaments de MreB1 et MreB5 s'associent à la membrane plasmique, suggérant un rôle direct dans la courbure de la membrane. Cependant, ces cellules n'ont pas montré une motilité efficace en culture, indiquant que d'autres composants de Spiroplasma sont nécessaires pour une motilité complète. La seconde approche visait à reconstituer le cytosquelette de Spiroplasma in vitro, dans des microcompartiments synthétiques, notamment des vésicules géantes unilamellaires (GUVs). Cette méthode visait à recréer l'environnement cellulaire naturel pour mieux analyser l'effet des protéines MreB sur la forme et la mécanique des membranes. Elle s'est déroulée en trois étapes principales : 1. J'ai exprimé les protéines MreB de Spiroplasma de manière hétérologue dans E. coli, en optimisant un protocole de purification surmontant les défis liés à l'agrégation. Cela a permis d'obtenir des échantillons fortement enrichis en MreB pour les expériences suivantes. 2. J'ai utilisé des techniques microfluidiques pour produire des GUVs de tailles et compositions contrôlées. En utilisant une méthode d'assemblage de liposomes assistée par l'octanol sur des puces microfluidiques, j'ai créé des GUVs mimant l'environnement cellulaire, cruciales pour l'étude des interactions entre les protéines et les membranes lipidiques. 3. J'ai conçu un système microfluidique permettant l'encapsulation simultanée des protéines MreB et de l'ATP, recréant ainsi des conditions favorables à l'étude de l'impact de ces protéines sur la structure membranaire. Les résultats initiaux n'ont pas montré de déformations visibles des membranes, mais la stabilité des GUVs est fortement affectée par la présence de MreB encapsulées, qui pourraient altérer l'intégrité de la membrane des vésicules. En conclusion, mes recherches ont montré que les isoformes de MreB de Spiroplasma, en particulier MreB5, peuvent induire une forme hélicoïdale et des courbures dans Mcap, bien qu'une motilité complète nécessite des facteurs additionnels non identifiés. J'ai également optimisé les protocoles de production et de purification des protéines MreB, surmontant les défis liés à leur agrégation. De plus, ma méthode de production de GUVs et d'encapsulation de MreB ouvre la voie à des études futures, qui seront essentielles pour mieux comprendre la morphologie bactérienne et explorer le contrôle de la forme dans des systèmes synthétiques.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
INTELLIGENCE ARTIFICIELLE POUR LA CARACTÉRISATION DE CULTURES CELLULAIRES 3D ACQUISES EN IMAGERIE DE FLUORESCENCE À HAUT CONTENU
par Christer LOHK (Institut Interdisciplinaire de Neurosciences)
Cette soutenance a lieu à 14h30 - Salle de Conférence IBGC UMR 5095, 146 rue Léo Saignat 33000 Bordeaux
devant le jury composé de
- Jean-Baptiste SIBARITA - Cadre scientifique - Université de Bordeaux - Directeur de these
- Christophe ZIMMER - Full professor - Rudolf Virchow Center, University of Würzburg - Rapporteur
- Xavier DESCOMBES - Directeur de recherche - INRIA Sophia Antipolis, CNRS - Rapporteur
- Thomas WALTER - Directeur de recherche - Computational Oncology (U1331), Institut Curie - Examinateur
- Macha NIKOLSKI - Directrice de recherche - Computational Biology and Bioinformatics team, IBGC / CNRS, University of Bordeaux - CoDirecteur de these
Ces dernières années, les cultures cellulaires 3D sont devenues la référence en biologie cellulaire, avec des applications allant de la recherche fondamentale au criblage à haut contenu de médicaments et à la médecine personnalisée. Parmi celles-ci, les organoïdes présentent un avantage majeur par rapport aux cultures cellulaires bidimensionnelles traditionnelles, en reproduisant fidèlement l'architecture et les fonctions cellulaires du tissu d'intérêt. Ainsi, les cultures cellulaires 3D s'imposent désormais comme des modèles biologiques incontournables pour étudier les mécanismes pathologiques, le développement normal des tissus, et pour évaluer la réponse aux traitements médicamenteux. L'objectif principal de ce projet de thèse était le développement d'outils informatiques destinés à l'analyse d'images de cultures cellulaires 3D obtenues à partir d'une plateforme de criblage à haut contenu utilisant la microscopie à feuille de lumière développée dans notre laboratoire. Ce système d'acquisition repose sur des puces microfabriquées, comportant des réseaux de micro-puits pyramidaux permettant à la fois la culture et l'imagerie tridimensionnelle d'organoïdes individuels. Grâce à cette approche, des images d'une centaine d'organoïdes peuvent être acquises en parallèle en utilisant deux modalités complémentaires : i) la microscopie de fluorescence à feuille de lumière mono-objectif soSPIM (single-objective Selective Plane Illumination Microscopy), qui permet d'acquérir des piles d'images tridimensionnelles multicanaux, et ii) la lumière transmise, permettant une acquisition rapide et sans marquage, d'images bidimensionnelles des échantillons. Associée à un algorithme intégré de détection des puits, cette stratégie permet d'automatiser entièrement le processus d'acquisition sur de longues périodes. Cette thèse présente un ensemble d'outils informatiques destinés au suivi et à la quantification des changements induits par les médicaments dans les cultures de sphéroïdes et d'organoïdes. Les méthodes développées comprennent i) un modèle de segmentation en temps réel basé sur l'apprentissage profond (deep learning) pour identifier rapidement les contours des organoïdes dans les images en lumière transmise, ii) une approche utilisant un modèle fondamental (foundation model) pour la segmentation volumétrique des organoïdes dans les images de fluorescence tridimensionnelles, et iii) un pipeline d'extraction de caractéristiques combinant des descripteurs traditionnels d'images avec des caractéristiques profondes issues de réseaux de transformeurs de vision (Vision Transformers, ViTs) et d'autoencodeurs variationnels (Variational Autoencoders, VAEs), afin de quantifier les différences morphologiques entre les différents points temporels et conditions expérimentales. Cette stratégie d'extraction des caractéristiques vise à la fois à intégrer un filtrage automatisé des organoïdes dans le flux de travail d'acquisition, et à fournir des outils robustes pour la caractérisation phénotypique des organoïdes en imagerie de fluorescence. Associées à notre dispositif d'imagerie basé sur le soSPIM, ces méthodes établies constituent une base solide pour le développement futur de pipelines expérimentaux entièrement automatisés, capables de prédire la réponse des cultures cellulaires 3D à divers traitements chimiques et biologiques.
LA CHAPERONNE DNAJB6 COMME REGULATEUR DE L'AGREGATION DE L'ALPHA-SYNUCLEINE DANS DES MODELES NEURONAUX DE SYNUCLEINOPATHIE INDUITE
par Ænora LETOURNEUR (Institut des Maladies Neurodégénératives)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Salle de conférence Batiment CARF 146 rue Léo Saignat 33000 Bordeaux
devant le jury composé de
- Caroline NOCCA SMET - Full professor - Département Biologie de la Faculté des Sciences et Technologies l'Université de Lille - Rapporteur
- Pierre GENEVAUX - Directeur de recherche - Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaires (LMGM) de l'Université Toulouse 3 Paul Sabatier (UT3) et du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - Rapporteur
- Elodie ANGOT - Chef de projet - ROCHE - Examinateur
- Thierry BARON - Directeur de recherche - Unité Maladies Neuro-Dégénératives - Examinateur
La protéine α-synucléine (α-syn) s'auto-assemble en fibrilles amyloïdes qui sont retrouvées dans les inclusions neuronales ou gliales des synucléinopathies. Des études in vitro ont pu caractériser les mécanismes d'agrégation de la protéine, mais les processus que la cellule met en place afin de moduler cette agrégation sont en cours d'étude. Nous avons choisi de travailler dans des modèles neuronaux de synucléinopathie induite, en cultures primaires ou en cerveau de souris adultes. Notre étude s'est tout d'abord intéressée à un panel de chaperonnes moléculaires, acteurs impliqués dans cette régulation, avant de se concentrer en particulier sur DNAJB6. En effet, nous avons observé, chez cette protéine, une relocalisation spécifique de DNAJB6 sous forme de punctae, en périphérie des agrégats neo-formés. Cette observation, combinée aux études montrant son affinité pour les structures amyloïde et sa capacité à inhiber leur agrégation, nous a fait émettre l'hypothèse que DNAJB6 avait un rôle fonctionnel de régulation de la synucléinopathie induite. Effectivement, les études fonctionnelles nous ont permis d'observer une inhibition de l'agrégation de l'α-syn quand DNAJB6 est surexprimée, à la fois en culture primaire et en cerveau de souris adultes. Nous avons déduit que cet effet était lié à une interaction sélective de DNAJB6 avec l'α-syn fibrillaire, et non monomérique. De plus, nous avons pu montrer que cette inhibition de l'agrégation été due à une activité de DNAJB6 seule, et non, comme nous l'avions imaginé au départ, due à son implication dans un système contenant Hsp110 et Hsc70, dont elle est la co-chaperonne. En effet, la forme mutée H31Q de DNAJB6, ne pouvant pas interagir avec Hsc70, a montré le même effet inhibiteur que la forme sauvage. Nous avons confirmé ce point en reconstituant in vitro le système et en observant que, contrairement à DNAJB1, DNAJB6 ne permet pas d'activité désagrégase vis-à-vis des fibrilles d'α-syn.
ED Sociétés, Politique, Santé Publique
Évaluation des infections sexuellement transmissibles dans une stratégie avancée d'offre combinée de santé sexuelle dont la prophylaxie pré-exposition chez des travailleuses du sexe en Côte d'Ivoire
par N'Zébo Marcellin NOUAMAN (Bordeaux Population Health Research Center)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Salle n°4, rdc BU 146 rue Léo Saignat, 33076 Bordeaux
devant le jury composé de
- Valériane LEROY - Directrice de recherche - Université de Toulouse - Examinateur
- Charlotte CHARPENTIER - Professeure des universités - praticienne hospitalière - Université Paris Cité - Rapporteur
- Christian LAURENT - Directeur de recherche - Université de Montpellier - Rapporteur
- Didier Koumavi EKOUEVI - Chargé de recherche - Université de Bordeaux - Examinateur
Contexte L'Afrique subsaharienne représente à elle seule plus de 40 % des cas mondiaux d'infections sexuellement transmissibles (IST). Les travailleuses du sexe (TS) continuent d'être particulièrement plus exposées aux IST. En Côte d'Ivoire, à l'instar des autres pays ouest africains, la prise en charge des IST est basée sur une approche syndromique (un diagnostic et un traitement reposant sur les symptômes cliniques observés). En raison d'opportunités manquées de diagnostic et de risques de résistance, l'OMS recommande d'inclure si possible des tests biologiques de dépistage. En parallèle, l'arrivée de la prophylaxie préexposition (PrEP) dans le champ de la prévention du VIH pousse à redéfinir les stratégies de prise en charge des IST dans le cadre d'offres élargies en santé sexuelle pour les populations clés. L'objectif principal de cette thèse était d'évaluer l'exposition aux IST (dont le VIH) et de décrire leur prise en charge dans le cadre d'une offre globale de santé sexuelle à destination des TS dans la région de San Pedro. Méthodes Notre travail s'est appuyé, d'abord, sur les données d'une enquête exploratoire, le projet ANRS 12361 PrEP-CI, dans le cadre de l'évaluation de la pertinence et de la faisabilité d'une offre de PrEP chez les TS en Côte d'Ivoire. Une enquête, incluant une évaluation de l'incidence du VIH à partir de tests d'infection récente, a été menée afin de juger de l'opportunité d'un programme de PrEP. Ensuite, les constats issus de cette étude ont conduit à la mise en place d'une cohorte dont l'objectif était l'étude de santé sexuelle des TS par une approche communautaire, le projet ANRS 12381 Princesse. L'un des enjeux était, non seulement, d'estimer les prévalences des différentes IST syndromiques et biologiques, de la couverture du dépistage et d'identifier les facteurs associés aux IST syndromiques ; et enfin d'identifier des leviers et des freins à cette prise en charge globale des IST. Résultats Les TS restent une population toujours à risque d'exposition au VIH et aux autres IST malgré un recours important aux préservatifs dans cette ville portuaire de Côte d'Ivoire. En effet, l'incidence du VIH à San Pedro reste élevée, autour de 3%. Nos résultats montrent une forte prévalence des IST syndromiques et des prévalences des IST bactériennes curables semblables aux données antérieures dans cette même population et similaires aux estimations nationales. Cependant, ces taux d'IST bactériennes trouvés, pourraient être sous-estimés du fait des difficultés (menstruations, contraintes de temps, sensation de douleur, manque de confort) à réaliser des prélèvements ano-vaginaux pour des examens PCR. En outre, nos résultats montrent que le renforcement des capacités des médecins est primordial et reste un élément motivant pour leur implication à une meilleure gestion des IST. La mise à disposition d'examens biologiques et d'intrants est une véritable plus-value car elle facilite la création d'une relation de confiance entre les médecins et la population de TS et accroit ainsi leur accessibilité aux soins. Conclusion Ce travail confirme que les TS, même celles qui mènent cette activité depuis plusieurs années, restent très exposées au VIH et aux autres IST, surtout dans des groupes en situation de précarité et aux conditions de vie difficiles. Face à cela, il est nécessaire de mettre en place des programmes de prévention appropriés, axés sur les besoins des personnes, qui incluent de nouveaux outils de prévention (PrEP), et qui prennent en compte les conditions de vie et de travail des TS. L'autre priorité est de développer et de continuer à simplifier les tests diagnostiques au poste de soins, pour atteindre le maximum de personnes vulnérables, à haut risque, difficiles à atteindre et non engagés dans les soins. Il appartient aux différents programmes nationaux de conjuguer leurs efforts pour le dépistage couplé des IST syndromiques et biologique afin de réduire les fardeaux liés aux IST chez les TS.