MASTER RECHERCHE BIOLOGIE - SANTE de LILLE

Projets de Recherche 2021-2022

Sujets Tuteurs - Unités de recherche p.

Parcours Neurosciences

Caractérisation fonctionnelle des variants du gène PTK2B associés au risque de maladie d’Alzheimer

Julie DUMONT - INSERM UMR 1167 - julie.dumont@univ-lille.fr - Tel : 06.17.89.76.42

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Etude de l’interaction entre les facteurs de risque génétique BIN1 et PTK2B de la maladie d’Alzheimer

Pierre DOURLEN - INSERM UMR 1167, Institut Pasteur de Lille - Tel: 03 20 87 72 39 - pierre.dourlen@pasteur-lille.fr

15

Role of talin mechanotransduction in synaptic plasticity Devrim KILINC - Inserm U1167, RID-AGE - Tel : 03 20 87 78 01 - devrim.kilinc@pasteur-lille.fr

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Molecular Mechanisms of Hypothalamic Wiring

Sébastien G. BOURET - Inserm UMR-S 1172, Development and Plasticity of the Neuroendocrine Brain, Lille Neuroscience & Cognition Research Center – Tel. 03-5950-7551- sebastien.bouret@inserm.fr

16

Etude des marqueurs des pathologies neurodégénératives chez des rats prédisposés à développer une inflammation systémique

Marie DUBAR - UMR-S1172, éq. Maladie d’Alzheimer et tauopathies - Tel: 0633096186 - marie.dubar@univ-lille.fr marie.dubar@inserm.fr

17

Caractérisation des capacités cognitives et psycho-comportementales d’un modèle de rat de maladie de Parkinson

Charlotte LALOUX - Eq. Troubles cognitifs dégénératifs et vasculaires, Unité INSERM UMR1172 LilNCOG, Fac de médecine, place de Verdun, Lille - Tel : 03204454.49 - charlotte.laloux@univ-lille.fr

17

Caractérisation d’un nouveau mécanisme de régulation de la communication entre la périphérie et le cerveau pour maintenir l’homéostasie énergétique

Virginie MATTOT, INSERM UMRS-1172, éq Développement et plasticité du cerveau neuroendocrine, Centre Lille Neuroscience & Cognition, Lille. Tel : 0359507551 virginie.mattot@inserm.fr

18

Etudes des protéines parkine, alpha-synucléine et GBA1 dans la maladie de Parkinson

Marie-Christine CHARTIER-HARLIN - Univ. Lille, Inserm, CHU-Lille, LilNCog, UMR-S1172, place de Verdun, Lille - tel : 03 20 95 27 29 - Marie-Chistine.Chartier-Harlin@inserm.fr

18

Etude du déficit du centrosome associé à LRRK2 dans la maladie de Parkinson (MP)

Marie-Christine CHARTIER-HARLIN, Univ. Lille, Inserm, CHU-Lille, LilNCog, UMR-S1172, place de Verdun, Lille –tel : 03 20 95 27 29 - Marie-Chistine.Chartier-Harlin@inserm.fr

19

Analyse de complexes protéiques formés par la protéine parkinsonienne LRRK2

Jean-Marc TAYMANS/Nicolas LEBEGUE - Eq Brain Biology and Chemistry, Lille Neuroscience & Cognition, Place de Verdun - jean-marc.taymans@inserm.fr - nicolas.lebegue@univ-lille.fr

19

Phénotypes cellulaires de la protéine parkinsonienne LRRK2 Jean-Marc TAYMANS, Eq Brain Biology and Chemistry, Lille Neuroscience & Cognition, Place de Verdun - tel : 03 20 29 88 68 – jean-marc.taymans@inserm.fr

20

Etude d’une approche pharmacologique combinée sur la plasticité cérébrale et la cognition dans un modèle de souris âgées.

Julie DEGUIL – Centre LilNCog INSERM U1172, Eq Troubles cognitifs dégénératifs et vasculaires, Fac de Médecine, Place de Verdun, Lille – tel : 03 20 44 54 49 – julie.deguil@univ-lille.fr

20

Qualitative aspects of memory processing in Alzheimer's disease and related disorders

Maxime BERTOUX - éq Troubles cognitifs dégénératifs et Vasculaires, Institut Lille Neuroscience & Cognition, Université de Lille, Inserm, CHU de Lille - maxime.bertoux@inserm.fr

21

Modélisation in vitro de réseaux neuronaux impliqués dans les stades précoces de la maladie d’Alzheimer

Sophie HALLIEZ- sophie.halliez@inserm.fr - tél : 03 20 29 75 53 - Alzheimer & Tauopathies, UMR-S 1172, LilNCog

21

Therapeutic potential of neuroprotection of anti-ferroptotic drugs in Parkinson's disease.

David DEVOS, Jean-Christophe DEVEDJIAN - University of Lille, Lille Neuroscience & Cognition, Inserm, UMR-S1172 - Tel: 0320445449 david.devos@chru-lille.fr

22

Modulation du métabolisme des acteurs pathophysiologiques de la maladie d’Alzheimer par des petites molécules pharmacologiques

Nicolas SERGEANT - Inserm UMR S1172, Lille Neuroscience et Cognition, Eq. Alzheimer & Tauopathies - nicolas.sergeant@inserm.fr

22

Benefits of precise visual tasks and laser pointing tasks to improve postural control in patients with Charcot-marie Tooth

Arnaud DELVAL / Cédrick BONNET (to be contacted) - SCALab - cedrick.bonnet@univ-lille.fr ; https://pro.univ-lille.fr/cedrick-bonnet - Tel: 06 16 89 41 75

23

Impact de la dynamique phosphorylation/O-GlcNAcylation sur le réseau des filaments intermédiaires de desmine dans des cellules musculaires striées.

Caroline CIENIEWSKI-BERNARD / Onnik AGBULUT - URePSSS-ULR 7369, éq. Activité Physique, Muscle, Santé, Université de Lille / UMR 8256, éq. Cellules Souches et Biothérapies, Sorbonne Université -– Tel : 03 74 00 82 13 - caroline.cieniewski-bernard@univ-lille.fr

23

Effets de l’hypoactivité précoce sur le métabolisme mitochondrial cérébral chez le rat et rôle de l’activité physique pour contrecarrer ses effets délétères

Erwan DUPONT / Frédéric DAUSSIN - URePSSS), ULR 7369, Activité Physique, Muscle et Santé, Bâtiment Eurasport, Loos - erwan.dupont@univ-lille.fr / frederic.daussin@univ-lille.fr

24

Study of the transgenerational transmission of maternal stress in rat: molecular and behavioral approaches

Sara MORLEY FLETCHER - Team GlycoStress - UMR 8576 CNRS, Glycobiologie Structurale et Fonctionelle, Univ de Lille, Villeneuve d’Ascq - tel : 03.20.33.6402; sara.morley-fletcher@univ-lille.fr

24

Maternal stress programs the sex mediated-increased sensitivity to cocaine reward in the offspring

Stefania MACCARI - Team GlycoStress - UMR 8576 CNRS Glycobiologie Structurale et Fonctionelle, Univ Lille, Villeneuve d’Ascq – tel : 03.20.33.6402; stefania.maccari@univ-lille.fr

25

Un antidouleur à base de toxine naturelle Priscille BRODIN / Fabrice NESSLANY - Univ. Lille, CNRS, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille - U1019 - UMR 9017 – tel : 33679427853 priscille.brodin@inserm.fr ; fabrice.nesslany@pasteur-lille.fr

25

Influence des vésicules extracellulaires tumorales mammaires sur la réponse microgliale dans le développement de métastases cérébrales.

Christophe LEFEBVRE - christophe.lefebvre@univ-lille.fr - tel : 03 20 43 41 27 - Fac Sciences et Technologies, PRISM U1192 Inserm

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Parcours Diabètes et Maladies cardiovasculaires

Circadian regulation of the glycolytic pathway Philippe LEFEBVRE - Université de Lille, UMR Inserm 1011. philippe-claude.lefebvre@inserm.fr

28

Transcriptional control of hepatic cell phenotypic plasticity

Jérôme EECKHOUTE – jerome.eeckhoute@inserm.fr - INSERM U1011, Récepteurs nucléaires, maladies cardiovasculaires et diabète, Fac de Médecine, Bd du Pr. Leclerc, Bât. J&K, Lille - Tel: 0320974219

28

Caractérisation du remodelage cardiaque au cours du développement d’une NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease): focus sur le rôle des cellules immunitaires myocardiques.

Laura BUTRUILLE/David MONTAIGNE - INSERM U1011, Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires - 0320445230 laura.butruille@pasteur-lille.fr / david.montaigne@chru-lille.fr

29

Impact du moment de la journée sur la réaction immuno-inflammatoire péri-opératoire et le remodelage myocardique après chirurgie cardiaque

David MONTAIGNE/Laura BUTRUILLE - INSERM U1011, Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires - 032044530 david.montaigne@chru-lille.fr / laura.butruille@pasteur-lille.fr

29

Rôle physiopathologique des acides aminés de la voie des monocarbones dans la NAFLD: analyse des mécanismes moléculaires des variations observées dans une cohorte de patients.

Guillaume GRZYCH, CHU Lille – guillaume.grzych@chru-lille.fr - UMR 1011. Institut Pasteur de Lille, 1 rue du Pr Calmette, Lille

30

FASTRIP- Targeting strategy for the inhibition of FAT10/PPAR interaction to treat NASH

Réjane PAUMELLE-LESTRELIN - INSERM UMR1011, Nuclear receptor, metabolic and cardiovascular diseases, Lab J&K, Faculté de médecine, Bd Pr Jules Leclerc, Lille - rejane.lestrelin@univ-lille.fr - 0320974209

30

Caractérisation des interactions entre cellules dendritiques (DC) et lymphocytes T (LT) dans la stéatohépatite non alcoolique (NASH)

David DOMBROWICZ – david.dombrowicz@pasteur-lille.fr - UMR 1011, Institut Pasteur de Lille, rue du Pr Calmette, Lille – 0320877967

31

Caractérisation des effets métaboliques de l’activation du récepteur TGR5 dans l’intestin : étude dans un modèle murin par une approche pharmacologique

Anne TAILLEUX - Inserm UMR 1011, Institut Pasteur de Lille, Université de Lille - anne.tailleux@univ-lille.fr

31

Role of intestinal epithelial nuclear receptor FXR in the Non Alcoholic Fatty Liver Disease complication of Type 2 Diabetes

Sophie LESTAVEL - UMR 1011 INSERM - Laboratoire J&K, Pôle Recherche, Faculté de Médecine, Bd du Pr Jules Leclercq Lille - sophie.lestavel@univ-lille.fr - tel : +33 3 20 97 42 13

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Role of the mitochondrial protein import machinery in angiogenesis in health and disease

Anna Rita CANTELMO - U1011, Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires, Institut Pasteur de Lille, Rue du Pr Calmette, Lille - tel : 03 20 33 70 78 - anna-rita.cantelmo@univ-lille.fr

32

The nuclear receptor Rev-Erbα: a new player in intestinal dietary lipid metabolism?

Olivier BRIAND – INSERM U1011, EGID, Laboratoire JK, Faculté de médecine, bd du Pr Jules Leclercq, Lille – tel : +33 3 20 97 42 11 - olivier.briand@univ-lille.fr

33

Le tissu adipeux brun de l'embryon à l'adulte: implications dans les maladies métaboliques

Alicia MAYEUF-LOUCHART - Institut Pasteur de Lille, Univ Lille, Unité 1011, Eq. 5 - alicia.mayeuf-louchart@inserm.fr - tel : 03.20.87.77.75

33

Mécanismes de régulation du métabolisme énergétique et du stress oxydant dans l’IC: implication de la superoxyde dismutase 2

Emilie DUBOIS-DERUY - U1167, Institut Pasteur de Lille - tel : 0320277362 - emilie.deruy@pasteur-lille.fr

34

Pathophysiological role of glucose-induced metabolism pathways in Caenorhabditis elegans

Chantal FRADIN - RID-AGE UMR1167, éq 5, Faculté de Médecine, Pôle Recherche, Lille – tel : 03 20 62 34 86, chantal.fradin@univ-lille.fr

34

Impact de l'obésité maternelle sur l’homéostasie glucidique et la prédisposition au diabète de type 2 chez la descendance.

Christophe BRETON, UMR 1283-8199 INSERM/CNRS, Faculté de Médecine, place de Verdun, Lille - Christophe.breton@univ-lille.fr - Tel: 03 20 62 68 28

35

Rôle des régulateurs du cycle cellulaire et de l’inflammation dans la dédifférenciation des cellules ß pancréatiques dans le diabète et le vieillissement.

Jean-Sébastien ANNICOTTE – INSERM U1283 / CNRS UMR 8199, EGID, Faculté de Médecine, Pôle Recherche, place de Verdun, Lille - tel : 03 20 97 42 54 - jean-sebastien.annicotte@inserm.fr

35

Reprogrammation épigénomique des cellules ß pancréatiques dans le diabète.

Jean-Sébastien ANNICOTTE – INSERM U1283 / CNRS UMR 8199, EGID, Faculté de Médecine, Pôle Recherche, place de Verdun, Lille - tel : 03 20 97 42 54 - jean-sebastien.annicotte@inserm.fr

36

Caractérisation d’un nouveau mécanisme de régulation de la communication entre la périphérie et le cerveau pour maintenir l’homéostasie énergétique

Virginie MATTOT, INSERM UMRS-1172, éq Développement et plasticité du cerveau neuroendocrine, Centre Lille Neuroscience & Cognition, Bât Biserte - virginie.mattot@inserm.fr - Tel : 0359507551

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Investigations of the molecular mechanisms involved in the lipid-associated bone loss during early stages of osteoporosis development in the rat OVX model

Alexandrine DURING - Marrow Adiposity and Bone Laboratory, MABLab, ULR 4490, Université de Lille - Tel: +33 3 20 16 79 89 - alexandrine.during@univ-lille.fr

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Parcours Oncologie fondamentale et clinique

Rôle de la sénescence dans l’émergence des sarcomes secondaires post-radiothérapie

Corinne ABBADIE - UMR Canther Univ. Lille / CNRS / Inserm / Institut Pasteur de Lille, Institut de Biologie de Lille, rue du Pr. Calmette, Lille - tel: 03 20 87 11 02 - corinne.abbadie@ibl.cnrs.fr

39

Etude de cellules tumorales mammaires issues de souris bitransgéniques MMTV-Wnt1 x s-SHIP-GFP

Roland BOURETTE - CANTHER, CNRS UMR 9020, Inserm UMR 1277, Eq. “Plasticité Cellulaire et Cancer”, Université de Lille, Cité Scientifique, Villeneuve d'Ascq. roland.bourette@ibl.cnrs.fr

39

Implication de la voie HBP et des processus de O-GlcNAcylation dans la sénescence des cellules cancéreuses coliques en réponse à la chimiothérapie

Vanessa DEHENNAUT - UMR 9020 CNRS, UMR-S 1277 Inserm, Institut de Biologie de Lille, rue du Pr. Calmette, Lille - tel: 03 20 87 10 97 - vanessa.dehennaut@ibl.cnrs.fr

40

Recherche de biomarqueurs de la réponse UPR pronostiques et prédictifs de la réponse thérapeutique des tumeurs gastriques

Olivier PLUQUET - olivier.pluquet@ibl.cnrs.fr - UMR 9020 CNRS, UMR-S 1277 Inserm, Univ Lille, Institut Pasteur Lille, Tel : 03 20 87 10 26

40

Evaluation d’une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans la Leucémie Aigüe Myéloïde.

Marie-Hélène DAVID-CORDONNIER - INSERM UMR-S1277, CNRS UMR 9020 CANTHER, Eq. Facteurs de Persistance des Cellules

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Leucémiques, Lille - tél : 03201692 23 - marie-helene.david@inserm.fr

Signature calcique de la synapse immunologique dans les leucémies aigues myéloïdes

Yasmine TOUIL - yasmine.touil@inserm.fr - tel : 03 20 16 92 20. Loïc LEMONNIER - loic.lemonnier@inserm.fr - tel : 03 20 43 68 38 CANTHER UMR 9020 CNRS, UMR-S1277 Inserm., Eq. Facteurs de persistance leucémiques, Lille, et U1003, Laboratoire de Physiologie Cellulaire, SN3, Université Lille, Villeneuve d'Ascq.

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Longs ARNs non codants impliqués dans la résistance aux thérapies et la plasticité des cellules tumorales coliques.

Bernadette NEVE – CANTHER, Eq Mucins, Cancer and Drug Resistance - Tel : 03 20 29 88 64 – bernadette.neve@inserm.fr

42

Rôle de miR-21 dans le vieillissement et le processus de fibrose rénale

Christelle CAUFFIEZ - christelle.cauffiez@univ-lille.fr - CANTHER, UMR9020 CNRS, UMR-S1277 Inserm, Eq Sénescence, fibrose et cancer.

42

Exploration des mécanismes de résistances aux thérapies ciblées dans la Maladie de Waldenström

Stéphanie POULAIN - CANTHER, UMR 1277 /CNRS UMR 9020, Eq Facteurs de persistance des cellules leucémiques, IRCL, Place de Verdun, Lille, Plateforme de Génomique, Laboratoire d’Hématologie Cellulaire, CHRU de Lille -- Stephanie.POULAIN@CHRU-LILLE.FR / stephanie.poulain@univ-lille.fr - tel : 03.20.44.47.83

43

EMT mechanism and stem cell state in pancreatic cancer and their implication in chemo resistance to FOLFIRINOX.

Kaja BALCER - Kaja.balcer@gmail.com – tel : 06.79.16.47.39 - Canther UMR9020 CNRS, U1277 Inserm

43

Etude de l’impact de MUC1 et d’HIF1α sur l’oxydation des acides gras dans le cancer du rein.

Viviane GNEMMI - ONCOLille, CANTHER UMR 9020-CNRS, 1277-Inserm, Univ Lille, CHU de Lille, Eq. Mucins, Cancer and Drug Resistance, Bât Cancer, place de Verdun, Lille - Tel. 33+320444985 - viviane.gnemmi@univ-lille.fr

44

Criblage fonctionnel des canaux de type TRP au cours de l’activation endothéliale par des facteurs inflammatoires.

Dimitra GKIKA - Éq Plasticité cellulaire et Cancer, UMR 9020 CNRS, UMR-1277 Inserm - Tel: 03.20.43.68.38 - dimitra.gkika@univ-lille.fr

44

Paucimannose glycan recognition by antibodies : structure and specificity

Julie BOUCKAERT – Campus CNRS Haute Borne, Villeneuve dAscq, France, UGSF, UMR 8576, Université Lille - tel : (0)3 62 53 17 29 - julie.bouckaert@univ-lille.fr

45

Rôle de la O-GlcNAcylation dans la réponse à la chimiothérapie au 5-Fluorouracile dans le cancer colorectal

Ikram EL YAZIDI – Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle, UMR CNRS 8576, Université de Lille, FST. Cité scientifique, Bât C9, Villeneuve d’Ascq - Tél : 0320336499 – ikram.el-yazidi@univ-lille.fr

45

Régulation de la machinerie basale de transcription par O-GlcNAcylation de TBP

Stéphan HARDIVILLE – UMR CNRS 8576, Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle, Univ Lille, Cité Scientifique, Villeneuve d’Ascq - Tel: 0320337238 - stephan.hardiville@univ-lille.fr

46

Régulation de l’expression et de l’activité pro-tumorale de la HS3ST3B dans les cellules de cancer du sein

Fabrice ALLAIN – Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle, UGSF - UMR CNRS 8576, Université de Lille, Cité scientifique, Bât C9, Villeneuve d’Ascq - Tél : 0320337239 - fabrice.allain@univ-lille.fr

46

Vaisseaux-sur-puces pour l'étude de la perméabilité capillaire et de l'infiltration immune modulées par les thérapies anti-cancéreuses.

Fabrice SONCIN - CNRS IRL2820 LIMMS/IIS, SMMiL-E project, éq. Vaisseaux, Institut pour la Recherche sur le Cancer de Lille, Place de Verdun, Lille - fabrice.soncin@inserm.fr - tel : 03 20 29 56 96

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Role of the mitochondrial protein import machinery in angiogenesis in health and disease

Anna Rita CANTELMO - U1011, Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires, Institut Pasteur de Lille, Rue du Pr Calmette, Lille - tel. 03 20 33 70 78 - anna-rita.cantelmo@univ-lille.fr

47

Influence des vésicules extracellulaires tumorales mammaires sur la réponse microgliale dans le développement de métastases cérébrales.

Christophe LEFEBVRE - christophe.lefebvre@univ-lille.fr - tel: 03 20 43 41 27 -Faculté des Sciences et Technologies, Laboratoire PRISM, U1192 Inserm.

48

Evaluation pré-clinique de l’utilisation de la Thérapie Photodynamique (PDT) médiée par le Rose Bengale (PV-10) dans les carcinomes épidermoïdes cutanés : Impact sur la régulation de la réponse immunitaire

Laurent MORTIER - ONCOTHAI (Thérapie Laser Assistée et Immunothérapie pour l’Oncologie), Inserm U1189 - Tel: 03.20.87.12.53 - Laurent.MORTIER@CHRU-LILLE.FR (copie à Nadira.delhem@ibl.cnrs.fr)

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Parcours Immunité, Inflammation et Infection

Dissecting key factors for apicomplexan parasite proliferation using Toxoplasma gondii as a model.

Mathieu GISSOT – CIIL, CNRS UMR 8204, Institut Pasteur de Lille, Eq. BAP, Lab. de Biologie cellulaire et moléculaire du Toxoplasme, rue du Pr. Calmette, Lille -. Tel: 0359317430 - mathieu.gissot@pasteur-lille.fr

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Etude moléculaire du processus d’enkystement/dékystement du parasite intestinal Blastocystis

Eric VISCOGLIOSI - Institut Pasteur de Lille, Centre d’Infection et d’Immunité de Lille, Inserm U1019, UMR CNRS 9017, Univ Lille, CHU de Lille - Tel : 03 20 87 79 61 - eric.viscogliosi@pasteur-lille.fr

50

Characterization of a new Toxoplasma gondii protein family essential for parasite proliferation.

Emmanuel ROGER - emmanuel.roger@univ-lille.fr – CIIL, CNRS UMR 8204, Institut Pasteur de Lille, Eq. BAP (Bureau : 03 59 31 74 30)

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Implication des métabolites produits par le microbiote digestif dans l’altération des défenses macrophagiques contre Pseudomonas aeruginosa.

Rémi LE GUERN – Eq. OpInfIELD, Centre d’Infection et d’Immunité de Lille (U1019), Fac. de Médecine, place de Verdun, Lille - Tel : Pôle Recherche (après-midi): 0320626952 / CHU Lille (matin): 0320445480 - remi.leguern@chru-lille.fr

51

Développement d'un modèle de culture tridimensionnelle (3D) à partir de côlon humain comme modèle in vitro de cryptosporidiose

Gabriela CERTAD – Ecologie & Physiopathologie des Protozoaires Intestinaux, Centre d’Infection et d’Immunité de Lille, rue du Prof. Calmette, Lille - Tel: 0320877157 - gabriela.certad@pasteur-lille.fr

52

Réponses antivirales et inflammatoires des cellules épithéliales respiratoires néonatales à l’infection à VRS et RV dans un modèle murin.

Stéphanie LEJEUNE – Eq. Infections Opportunistes, Immunité, Environnement et Pathologies Pulmonaires (OpInfIELD), Centre d’Infection et d’Immunité de Lille - Tél : 03.20.87.79.65 - stephanie.lejeune@chru-lille.fr

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Des nanoparticules à base d’oligosaccharides pour éradiquer la tuberculose.

Arnaud MACHELART, Centre d’Infection et d’Immunité de Lille, U1019 UMR 9017, Campus Pasteur Lille, Eq CGIM - tel : 03.20.87.1204 - arnaud.machelart@inserm.fr

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Impact des protozaires sur le microbiote intestinal des ruminants

Magali CHABE – Laboratoire ECOPHIP, CIIL, INSERM U1019, CNRS UMR 9017, Univ Lille, Institut Pasteur de Lille, rue du Pr. Calmette, Lille, France - magali.chabe@univ-lille.fr

53

Etude in vivo de la réponse plaquettaire induite par Aspergillus fumigatus au cours de la BPCO

Emilie FREALLE – Eq. Infections Opportunistes, Immunité, Environnement & Maladies Pulmonaires" (OpInfIELD), CIIL, Institut Pasteur de Lille, rue du Pr Calmette, Lille - Tél : 03 20 87 79 65 - emilie.frealle2@univ-lille.fr

54

Tabagisme et régime non équilibré : impact du stress oxydatif sur l’immunité pulmonaire.

Muriel PICHAVANT – CIIL, Institut Pasteur de Lille, rue du Pr Calmette, Lille - Tél : 03 20 87 79 65 - muriel.pichavant@pasteur-lille.fr

54

Analyse des cellules myéloïdes dans le traitement antibiotique des pneumonies bactériennes.

Christelle FAVEEUW - Institut Pasteur de Lille, Centre d'Infection et d'Immunité de Lille, Eq. Bactéries, Antibiotiques et Immunité, rue du Pr. Calmette, Lille - christelle.faveeuw@inserm.fr - Tel : 0320871186

55

Métabolites du tryptophane et cellules de l’immunité innée

Odile POULAIN-GODEFROY - Centre d’Infection et d’Immunité de Lille, CIIL, INSERM U1019, CNRS UMR 9017, Univ Lille, Institut Pasteur de Lille - Tel : 03 20 87 77 77 - odile.poulain@pasteur-lille.fr

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Effet d’une alimentation hyperprotéique sur le renforcement de la barrière intestinale dans la maladie aiguë du greffon contre l'hôte (GvHDa)

David SEGUY – INFINITE, UMR1286 Inserm, Faculté de Médecine, Lille - Tél: 0665393212 - david.seguy@univ-lille.fr

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Establishement of a new model of long term 3D inverted organoid for better characterizing UC-associated intestinal fibrosis

Silvia SPECA - Inserm U1286, INFINITE, Institute for Translational Research in Inflammation - silvia.speca2@univ-lille.fr - Tel: (+33) 320 97 42 31

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Etude sur organoïdes intestinaux humains des effets des microplastiques alimentaires

Mathilde BODY-MALAPEL – INFINITE U1286, Faculté de Médecine Pôle Recherche - Tel : 03 20 97 42 33 - mathilde.body@univ-lille.fr

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Les métabolites de plastifiants et la rupture de membrane, étude in silico

Amaury FARCE - Infinite U1286 Inserm, Univ Lille, CHRU de Lille, Fac de Pharmacie, rue du Pr. Laguesse, Lille - amaury.farce@univ-lille.fr

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Etude des modifications phénotypiques et fonctionnelles au cours de l’activation des éosinophiles circulants

Guillaume LEFEVRE - Institut d’Immunologie, CHU Lille et U1286 Infinite - guillaume.lefevre@univ-lille.fr - Tél. 03 20 44 55 72

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Role of miRNAs in COVID-19 Ilka ENGELMANN - Lab de Virologie ULR3610, CHU Lille, Université Lille - Tel : +33 (0)320444880 - ilka.engelmann@chru-lille.fr

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Caractérisation des interactions entre cellules dendritiques (DC) et lymphocytes T (LT) dans la stéatohépatite non alcoolique (NASH)

David DOMBROWICZ - UMR 1011, Institut Pasteur de Lille, rue du Pr Calmette, Lille - david.dombrowicz@pasteur-lille.fr - tel. 0320877967

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Déprogrammation du risque à long terme de troubles métaboliques causés par le stress périnatal en limitant la perte induite par le microbiome de la communication épithéliale-neuronale.

Mathias CHAMAILLARD – U1003, Eq. 2, Institut pasteur de Lille, rue du Pr. Calmette, Lille - tel : 0359317427 et 0359317480 - mathias.chamaillard@inserm.fr

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Déterminants moléculaires et cellulaires de perte de tolérance au froid et nouvelles approches diagnostiques des maladies auto-inflammatoires.

Lionel POULIN – U1003 Eq. 2, Institut pasteur de Lille, rue du Pr. Calmette, Lille - tel : 0359317427 et 0359317480 - lionel.poulin@cnrs.fr

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Role of mucin glycosylation in Helicobacter pylori adhesion to the gastric epithelium and alternative strategies in H. pylori treatment in children

Catherine ROBBE MASSELOT– Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle, avenue de Halley - tél : 0362531738 - catherine.robbe-masselot@univ-lille.fr

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Mise en place d’un modèle de maturation intestinale ex-vivo pour l’étude de l’entérocolite ulcéro-nécrosante du nouveau-né prématuré

Jean-Luc DESSEYN & Jean LESAGE - INFINITE - UMR 1286, Inserm, Univ. Lille, CHU Lille, Faculté de Médecine, Pôle Recherche - jean-luc.desseyn@inserm.fr ; jean.lesage@univ-lille.fr

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Parcours Santé de Précision

Impact de la consommation chronique de caféine sur la progression des troubles moteurs et cognitifs des patients atteints de Sclérose Latérale Amyotrophique

Anne-Sophie ROLLAND / David BLUM - Lille Neuroscience & Cognition INSERM UMRS 1172, place de Verdun, Université de Lille – annesophie.rolland@chru-lille.fr / david.blum@inserm.fr

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Caractérisation fonctionnelle des variants du gène PTK2B associés au risque de maladie d’Alzheimer

Julie DUMONT - INSERM UMR 1167, Institut Pasteur de Lille - tél : 06 17 89 76 42 - julie.dumont@univ-lille.fr

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Etude de l’interaction entre les facteurs de risque génétique BIN1 et PTK2B de la maladie d’Alzheimer

Pierre DOURLEN - INSERM UMR 1167, Institut Pasteur de Lille - Tel: 03 20 87 72 39 - pierre.dourlen@pasteur-lille.fr

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Advanced glycation end-product receptor RAGE as a therapeutic target in ageing-diseases

Isabelle LANDRIEU - isabelle.landrieu@univ-lille.fr - tel. 0362531712 - Univ. Lille, Inserm, CHU Lille, Institut Pasteur de Lille, U1167, RID-AGE, Risk Factors and Molecular Determinants of Aging-Related Diseases, Lille, CNRS ERL9002 Integrative Structural Biology Lille, France

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Role of talin mechanotransduction in synaptic plasticity Devrim KILINC - Inserm U1167 RID-AGE - tel : 03 20 87 78 01 - devrim.kilinc@pasteur-lille.fr

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Transcriptional control of hepatic cell phenotypic plasticity

Jérôme EECKHOUTE – INSERM U1011, Récepteurs nucléaires, maladies cardiovasculaires et diabète, Fac de Médecine de Lille, Pôle Recherche, Bd du Pr Leclerc, Bâtiment J&K, Lille - Tel: 03.20.97.42.19 - jerome.eeckhoute@inserm.fr

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Characterization of cardiac remodeling during the development of NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease): focus on the role of myocardial immune cells.

Laura BUTRUILLE / David MONTAIGNE - INSERM U1011, Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires - 0320445230 - laura.butruille@pasteur-lille.fr / david.montaigne@chru-lille.fr

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Impact of time of day on perioperative immuno-inflammatory response and myocardial remodeling after cardiac surgery

David MONTAIGNE / Laura BUTRUILLE - INSERM U1011, Récepteurs nucléaires, maladies métaboliques et cardiovasculaires – 0320445 30 - david.montaigne@chru-lille.fr / laura.butruille@pasteur-lille.fr

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Pathophysiological role of amino acids involved in the one carbon metabolosm in NAFLD: analysis of the molecular mechanisms of the variations observed in a cohort of patients

Guillaume GRZYCH - AHU CHU Lille - guillaume.grzych@chru-lille.fr - UMR 1011, Pasteur Institute of Lille, rue du Pr Calmette, Lille.

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FASTRIP- Targeting strategy for the inhibition of FAT10/PPAR interaction to treat NASH

Réjane PAUMELLE-LESTRELIN - rejane.lestrelin@univ-lille.fr - Tel : 03 20 97 42 09 – INSERM, UMR1011 Nuclear receptor, metabolic and cardiovascular diseases, Laboratoire J&K - Faculté de médecine pôle recherché, Bd du Pr Julex Leclerc, Lille

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Brown adipose tissue from embryo to adult: implications in metabolic diseases

Alicia MAYEUF-LOUCHART - Institut Pasteur de Lille, Université de Lille, Unité 1011, Equipe 5 – tel: 03.20.87.77.75 alicia.mayeuf-louchart@inserm.fr

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Characterization of dendritic cell (DC) and T cell (T) interactions in non-alcoholic steatohepatitis (NASH)

David DOMBROWICZ – david.dombrowicz@pasteur-lille.fr - UMR 1011, Institut Pasteur de Lille, rue du Pr Calmette. Lille. 0320877967

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Characterisation of the metabolic effects of TGR5 activation in the gut: study in a murin model using a pharmacological tool

Anne TAILLEUX - Inserm UMR 1011, Institut Pasteur de Lille, Université de Lille - anne.tailleux@univ-lille.fr

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Role of intestinal epithelial nuclear receptor FXR in the Non Alcoholic Fatty Liver Disease complication of Type 2 Diabetes

Sophie LESTAVEL - UMR 1011 INSERM, Laboratoire J&K, Pôle Recherche Faculté de Médecine, Boulevard du Pr Jules Leclercq, Lille - sophie.lestavel@univ-lille.fr – Tel : +33 3 20 97 42 13

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The nuclear receptor Rev-Erbα: a new player in intestinal dietary lipid metabolism?

Olivier BRIAND – INSERM U1011, EGID, Laboratoire JK, Pôle recherche Faculté de médecine, boulevard du Pr Jules Leclercq Lille - tel : +33 3 20 97 42 11 – olivier.briand@univ-lille.fr

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Effects of maternal obesity on glucose homeostasis and susceptibility to type 2 diabetes in offspring

Christophe BRETON - UMR 1283-8199 INSERM/CNRS, Faculté de Médecine, Pôle recherche, 2ème étage (ouest), place de Verdun, Lille. Tel: 03 20 62 68 28. - Christophe.breton@univ-lille.fr

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Role of cell cycle and inflammation regulators in the dedifferentiation of pancreatic β cells during type 2 diabetes and aging.

Jean-Sébastien ANNICOTTE – INSERM U1283 / CNRS UMR 8199, EGID, Faculté de Médecine, Pôle Recherche, 2ème étage, place de Verdun, Lille – tel : 03 20 97 42 54 – jean-sebastien.annicotte@inserm.fr

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Epigenomic reprogramming of pancreatic β cells during type 2 diabetes.

Jean-Sébastien ANNICOTTE – INSERM U1283/CNRS UMR 8199 EGID, Faculté de Médecine, Pôle Recherche, 2ème étage, place de Verdun - Lille – tel : 03 20 97 42 54 – jean-sebastien.annicotte@inserm.fr

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Mise en place de la technique d'électroporation in ovo pour la caractérisation de séquences régulatrices impliquées dans le développement des membres

Florence PETIT - EA7364, RADEME, Université de Lille, Clinique de génétique, Hôpital Jeanne de Flandre, CHU Lille, LILLE - Tél: 0320 444 911 - florence.petit@chru-lille.fr

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EMT mechanism and stem cell state in pancreatic cancer and their implication in chemo resistance to FOLFIRINOX.

Kaja BALCER - Kaja.balcer@gmail.com - 06.79.16.47.39 - Canther UMR 9020 CNRS, U1277 Inserm

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Differential single-cell sequencing analysis of drug resistant subpopulation in acute myeloid leukemia

Meyling CHEOK - meyling.cheok@inserm.fr - Cancer Heterogeneity, Plasticity and Resistance to Therapies, UMR 9020 CNRS, UMR-S1277 Inserm, Team Factors of Leukemic cell Persistence, IRCL, place de Verdun, LILLE, France – tel: +33 (0)3 20 16 92 13

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The Role of Pancreatic Stone Protein / Regenerating Protein (PSP/reg) in islet cell regeneration and diabetogenesis (M2 Precision Health).

Caroline BONNER - Institut Pasteur de Lille / Inserm U1190, Translation Research of Diabetes - phone: +33 (0) 32 06 23 413 - caroline.bonner@univ-lille.fr

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Parcours Neurosciences

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Sujet: Caractérisation fonctionnelle des variants du gène PTK2B associés au risque de maladie d’Alzheimer

Tutrice : Julie DUMONT, julie.dumont@univ-lille.fr

La maladie d'Alzheimer (MA) est la principale cause de démence. Les études d’association pangénomiques ont identifié le gène PTK2B, connu pour contrôler la plasticité synaptique, comme facteur de risque génétique de la MA. Toutefois, le(s) variant(s) fonctionnel(s) susceptible(s) d’expliquer cette association reste(nt) à identifier.

Le but de ce projet est de caractériser in vitro l’impact fonctionnel de trois variants d’expression du gène PTK2B, préalablement sélectionnés par analyse bioinformatique.

Le projet consistera à évaluer l’effet des différents allèles sur l’expression d’un gène rapporteur luciférase dans une lignée monocytaire (THP1), de neuroblastome (SY-5Y), et dans des neurones humains dérivés de cellules souches pluripotentes (iPSC) induits par la neurogénine. En parallèle, l’impact de ces allèles sur la fixation de facteurs de transcription sera estimé par des retards sur gel (EMSA). Le cas échéant, des expériences de ChIP-qPCR à partir de la chromatine extraite de cellules porteuses des différents génotypes pourront ensuite confirmer la fixation différentielle des facteurs identifiés en fonction des allèles.

La caractérisation de la fonctionnalité des variants du gène PTK2B associés au risque de MA devrait permettre de préciser les mécanismes impliquant ce gène dans le processus physiopathologique.

Sujet: Etude de l’interaction entre les facteurs de risque génétique BIN1 et PTK2B de la maladie d’Alzheimer

Tuteur: Pierre DOURLEN, pierre.dourlen@pasteur-lille.fr

La maladie d’Alzheimer est la cause de démence la plus fréquente. Elle présente une forte composante génétique. Nous avons récemment identifié les gènes BIN1 et PTK2B comme facteurs de risque génétique de la maladie. Leurs rôles et leurs interactions au niveau cérébral et dans la maladie restent mal connu. Le but du projet est de déterminer s’ils pourraient interagir entre eux et ainsi mieux déterminer leurs rôles. Les études seront faites dans le modèle animal de la Drosophile en utilisant différents phénotypes notamment comportementaux. La conservation fonctionnelle chez les mammifères sera ensuite testée en modèle cellulaire. Comprendre le rôle des facteurs de risque génétiques tels que BIN1 et PTK2B permettra de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques de la maladie d’Alzheimer.

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Titre: Role of talin mechanotransduction in synaptic plasticity Tuteur: Devrim KILINC - devrim.kilinc@pasteur-lille.fr Talin is an integral component of the protein complex that couples the cytoskeleton to the synaptic machinery, members of which have recently been implicated with Alzheimer’s disease. Each talin molecule contains 13 mechanosensitive switch domains each of which can assume an open/closed conformation depending on the changes in contractility due to acting force, leading to the differential activation of multiple signaling pathways. The role(s) of talin conformational changes and mechanotransduction in synaptic signaling and plasticity remains unknown. This project aims to characterize talin conformational states and mechanical tension across talin in vitro using fluorescent probes and biosensors. Different talin conformations will be visualized and forces on talin will be measured in primary neurons cultured in microfluidic devices permit exclusively access synaptic regions and expose them to Alzheimer’s disease-related synaptotoxic molecules. Chemical induction of synaptic plasticity will be used to explore the role of talin mechanotransduction in synaptic plasticity. In summary, this project will couple mechanobiology with neurobiology to describe whether (i) changes in the shape of talin molecules occur during synaptic signaling and (ii) if these shape changes are involved in synaptic plasticity during physiological and disease-mimicking conditions

Sujet: Molecular Mechanisms of Hypothalamic Wiring

Mentor: Sebastien G. BOURET - sebastien.bouret@inserm.fr

The growing prevalence of obesity and associated type II diabetes is a major health concern, particularly among children. Recent evidence has shown that obesity might be a consequence of alterations in the developmental processes of neuronal systems involved in energy balance regulation, including the hypothalamus. The complex patterns of neuronal wiring in the hypothalamus depend on a series of developmental events that establish a framework on which functional circuits can be built. In particular, growing axons must then choose a path to follow and must decide the direction to go on this path to innervate the proper nucleus or to avoid other nuclei. The rate and direction of axon growth are defined by diffusible axon guidance cues. We recently published that development of hypothalamic circuits requires semaphorins, which act as chemoattractive axon guidance molecules1. Preliminary data from the lab also indicate that Slit, which is most widely known as a repulsive axon guidance cue, is highly expressed in the ventromedial nucleus during critical periods of hypothalamic development. The overall hypothesis of this Master project is that Slit signaling in the ventromedial nucleus repulses surrounding axons and that disruption of Slit signaling in the ventromedial nucleus disrupts hypothalamic development causing lifelong metabolic perturbations (including obesity and type 2 diabetes). Loss of function mouse genetic (Cre/LoxP, adenoviruses), neuroanatomical (axon tracing), and physiological (metabolic cages) approaches will be used to test this hypothesis.

1van der Klaauw A#, Croizier S#, Mendes de Oliveira E, Banton M, Stadler L, Kong Y, Hendricks A, Tandon P, Keogh J, Park S*, Papadia S, Henning E, Bounds R, Bochukova E, Mistry V, O’Rahilly S, Simerly RB, INTERVAL, UK10K consortium, Minchin JEN, Barroso I, Jones Y, Bouret SG*, Farooqi IS*. *co-senior/corresponding authors. Semaphorin 3 signaling directs the development of hypothalamic melanocortin circuits involved in mammalian energy homeostasis. Cell, 176(4):729-742, 2019

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Sujet: Etude des marqueurs des pathologies neurodégénératives chez des rats prédisposés à développer une inflammation systémique. Tutrice: Marie DUBAR - marie.dubar@inserm.fr ; marie.dubar@univ-lille.fr Le HLA-B27 est un allèle normal du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH). Le rat transgénique pour le HLA-B27 est un modèle connu pour l’étude des pathologies articulaires comme la spondylarthrite ankylosante et des pathologies inflammatoires de l’intestin. Récemment il a été constaté la présence d’inflammation spontanée parodontale et d’uvéite chez cet animal pouvant amener à penser qu’il développerait une inflammation systémique. Il pourrait alors constituer un modèle pour des études de pathologies modulées par une inflammation systémique chronique comme les pathologies neurodégénératives. L’induction d’inflammation systémique chez des murins a montré en effet conduire au développement de signes neuropathologiques de type Alzheimer au cours du vieillissement comme l’augmentation de la production d’APP, hyperphophorylation de la protéine Tau, augmentation du taux de cytokines pro-inflammatoires dans l’hippocampe et troubles mnésiques. Aucune information sur l’état neurocognitif des rats HLA-B27 n’est disponible dans la littérature scientifique. Le projet de recherche est composé de deux volets: (i) une caractérisation cognitive du rat transgénique pour le HLA-B27 à l’aide de différentes méthodes d’analyse: biochimie (analyses protéiniques), immunohistochimie de coupes cérébrales en paraffine, tests comportementaux; (ii) une caractérisation cognitive du rat HLA-B27 après induction d’une infection parodontale.

Titre : Caractérisation des capacités cognitives et psycho-comportementales d’un modèle de rat de maladie de Parkinson Tuteur : Charlotte LALOUX - charlotte.laloux@univ-lille.fr La maladie de Parkinson, outre ses symptômes moteurs connus, est aussi caractérisée par des troubles anxieux et une altération des fonctions cognitives. Ces troubles non-moteurs sont mal pris en charge car leur origine physiopathologique est encore méconnue. Pour mieux comprendre les causes possibles de l’apparition de ces altérations, l’objectif du présent projet de recherche est d’étudier un modèle animal mimant ces symptômes de la pathologie humaine. L’analyse comportementale des rats se déroulera sur 4 mois avec des tests évaluant le degré d’anxiété, des tests d’interaction sociale, un test d’évaluation de la mémoire visuo-spatiale et de flexibilité mentale, ainsi qu’une tâche attentionnelle qui sera réalisée en chambre de conditionnement opérant avec écran tactile. Le cerveau des animaux sera aussi étudié en imagerie cérébrale in vivo par IRM. Ce travail s’inscrit dans un projet de recherche visant à corréler les anomalies observées en imagerie avec des marqueurs de la dysfonction tissulaire dans les zones cérébrales impliquées dans les troubles psycho-comportementales et cognitives associés à la maladie.

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Sujet : Caractérisation d’un nouveau mécanisme de régulation de la communication entre la périphérie et le cerveau pour maintenir l’homéostasie énergétique

Tutrice : Virginie MATTOT, virginie.mattot@inserm.fr

Une constante communication entre la périphérie et le cerveau est essentielle pour le maintien de notre équilibre énergétique. L’altération de cette communication conduit à des désordres métaboliques tels que le surpoids, l’obésité ou le diabète, de graves problèmes de santé publique. Cette communication est assurée par des signaux circulants tels que les hormones qui gagnent le cerveau et l’informent constamment de l’état métabolique de l’individu. Nous nous intéressons au transport des molécules circulantes dans le cerveau via l’éminence médiane (EM), un organe circumventriculaire idéalement placé à l’interface entre un réseau vasculaire perméable et le noyau arqué (ARH), un centre hypothalamique de régulations métaboliques. Au cours du processus physiologique de prise alimentaire, nous avons, pour la première fois, mis en évidence à la frontière entre l’EM et l’ARH, un remodelage de la matrice extracellulaire dont la fonction et la régulation restent à déterminer. Nos objectifs consistent à évaluer le rôle de ce remodelage dans la communication périphérie/cerveau et à comprendre les mécanismes moléculaires conduisant à ce remodelage. Grâce à une analyse bio-informatique de séquençage d’ARN sur cellules uniques, nous avons identifié une sous-population de neurones orexigèniques de l’ARH participant au remodelage de cette matrice extracellulaire et avons déterminé le transcriptome spécifique de ces cellules. Notre projet consiste à nous appuyer sur ces données bio-informatiques pour caractériser cette nouvelle sous-population neuronale par des analyses en qPCR et en hybridation in situ (RNAscope). En particulier, les variations d’expression de ces gènes seront établies en fonction du statut énergétique des animaux (nourris, à jeun, re-nourris après un jeûne ou sous un régime riche en graisses). A l’issue de cette étude, les gènes les plus prometteurs seront sélectionnés pour caractériser, à plus long terme, leurs implications dans le remodelage de la matrice extracellulaire et la communication entre la périphérie et le cerveau.

Titre : Etudes des protéines parkine, alpha-synucléine et GBA1 dans la maladie de Parkinson Tutrice : Marie-Christine CHARTIER-HARLIN Marie-Chistine.Chartier-Harlin@inserm.fr La maladie de Parkinson (MP) est caractérisée par la mort des neurones dopaminergiques et des dépôts d’alpha-synucléine (a-syn) dans les neurones survivants. Les mutations de ce gène et celui de la parkine (PK) conduisent respectivement à des formes autosomiques dominantes et récessives de la MP. La PK est une E3-ligase et aussi un facteur de transcription (TF). La glucocérébrosidase 1 (GBA1) est un autre gène modulant le risque de MP et conduisant à une accumulation d’a-syn. L’hypothèse serait que la PK pourrait réguler la transcription de l’a-syn ex-vivo et in vivo directement ou indirectement, via le contrôle de GBA1. Le but ultime du projet est de mieux comprendre la biologie des 3 protéines clefs impliquées dans la MP et permettre la caractérisation de l’interaction fonctionnelle et moléculaire entre PK, a-syn et GBA1. Pour cela, différents tests cellulaires et moléculaires, in vivo et in vitro seront menés ainsi que des études ChIP-seq et transcriptomes de cellules issues de patients. De plus, la détection de modifications d’a-syn et GBA1 dans des échantillons de fluides humains pourrait conduire à de nouvelles voies d’identification de biomarqueurs de la MP. Ce projet est financé par une ANR Synapark et pourra se poursuivre par une thèse.

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Titre : Etude du déficit du centrosome associé à LRRK2 dans la maladie de Parkinson (MP) Tutrice : Marie-Christine CHARTIER-HARLIN Marie-Chistine.Chartier-Harlin@inserm.fr Le gène LRRK2, Leucine Rich Repeat Kinase 2 », est un déterminant génétique majeur de la MP, une affection neurodégénérative fréquente des formes familiales et sporadiques. Ces mutations induisent de nombreuses perturbations touchant par ex la fonction kinase de LRRK2 ou, des anomalies du trafic vésiculaire. Nous avons aussi montré des anomalies de cohésion du centrosome, un nouveau biomarqueur associé à certaines mutations. Seules 7 mutations causales de LRRK2 sont connues à ce jour. Le but du projet est d’étudier l’effet fonctionnel de certaines mutations en lignées cellulaires établies, et/ou issues de prélèvements de patients. Différents phénotypes seront étudiés comme le déficit du centrosome avant et après traitement par des inhibiteurs pharmacologiques de la fonction kinase de LRKK2. Ce projet fait appel à différentes techniques basées sur les cultures cellulaires, immortalisations cellulaires, immunocytochimie, PLA, microscopie confocale et les études du trafic vésiculaire. Ce projet est financé par un projet MJFF et pourra se poursuivre par une thèse.

Titre : Analyse de complexes protéiques formés par la protéine parkinsonienne LRRK2 Tuteurs: Jean-Marc TAYMANS – Nicolas LEBEGUE jean-marc.taymans@inserm.fr - nicolas.lebegue@univ-lille.fr La maladie de Parkinson (MP) est la maladie neurodégénérative motrice la plus répandue et la ‘leucine-rich repeat kinase 2’ (LRRK2) est considérée un des déterminants génétiques les plus importants de la MP. Notre recherche sur les voies de signalisation de LRRK2 ont permis d’identifier plusieurs étapes clefs de signalisation de LRRK2, notamment la modulation de ses complexes protéiques en fonction de sa phosphorylation. La protéine LRRK2 (leucine-rich repeat kinase 2) est considérée comme une cible d’intérêt dans le traitement de la maladie de Parkinson. La déphosphorylation de LRRK2 étant fortement associée avec le développement de la maladie, une approche thérapeutique consisterait à restaurer son niveau normal de phosphorylation via la modulation de ses phosphatases. Un des objectifs de ce projet et donc d’étudier la formation des complexes LRRK2-phosphatases en caractérisant par des approches biophysiques (Microscale Thermophoresis, MST et Surface Plasmon Resonance, SPR) les affinités d’interaction des différents complexes. La MST s’appuie sur une technologie unique permettant la mesure d’affinité d’interaction (constante de dissociation ou KD) en suivant le phénomène de thermophorèse correspondant à un mouvement de molécules fluorescentes en solution dans un gradient de température induit par un laser IR. La SPR utilise une technologie optique couplée à un système microfluidique permettant le suivi indirect de variations de masse de ligands immobilisés sur une surface métallique après interaction avec un analyte. En plus de la mesure de l’affinité, cette technique permet une analyse cinétique de l’interaction. L’étudiant sera chargé de produire et purifier les protéines de fusion LRRK2 et phosphatases et de développer les études de MST et de SPR.

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Titre : Phénotypes cellulaires de la protéine parkinsonienne LRRK2 Tuteur: Jean-Marc TAYMANS – jean-marc.taymans@inserm.fr La maladie de Parkinson (MP) est la maladie neurodégénérative motrice la plus répandue et la ‘leucine-rich repeat kinase 2’ (LRRK2) en est un déterminant génétiques importants. LRRK2 est une protéine codant plusieurs domaines fonctionnels tels que domaines GTPase, kinase et platformes d’interaction. LRRK2 est l’élément central d’une voie de signalisation régulant la morphologie cellulaire (comme l’arborization neuronale) et la physiologie vésiculaire (tels que l’autophagie ou le relachement de neurotransmetteurs). Notre recherche sur ces voies de signalisation ont permis d’identifier plusieurs étapes clefs de sa signalisation tant en modèles expérimentaux que dans des échantillons de patients de la MP, ouvrant des perspectives pour le développement de nouveaux biomarqueurs et de nouvelles thérapies neuroprotectrices. Les travaux de ce stage M2 porteront sur un ou plusieurs des mécanismes de la voie de signalisation LRRK2, en particulier à travers la phosphoregulation de LRRK2 et à travers les nouveaux substrats et interacteurs de LRRK2. Des approches moléculaires et pharmacologiques seront développées pour réguler l’activation de LRRK2 et pour étudier le lien entre l’activation de LRRK2 et effets cellulaires tels que la physiologie vésiculaire, relargage exosomal, la morphologie cellulaire ou les changements d’expression de gènes marqueurs de l’activité de LRRK2. Plusieurs techniques de pointe de la biologie moléculaire et cellulaire seront employées dont les manipulations moléculaires et pharmacologiques en culture cellulaire et in vivo, application de vecteurs viraux en culture cellulaire, la modulation de l'expression génique par la technologie CRISPR, l’immunocytochimie et l'immunohistochimie, microscopie confocale ou dosages enzymatiques in vitro.

Titre : Etude d’une approche pharmacologique combinée sur la plasticité cérébrale et la cognition dans un modèle de souris âgées.

Tuteur : Julie DEGUIL – julie.deguil@univ-lille.fr

L'âge est le facteur de risque le plus fréquent de déclin cognitif chez l'homme, notamment en lien avec des maladies neurodégénératives. Des études suggèrent que parmi les troubles cognitifs qui se manifestent chez les sujets âgés sains/non déments les déficits de l’attention pourraient précéder l’évolution vers un syndrome démentiel. D’autres symptômes neuropsychiatriques tels que l’apathie (expression comportementale d’une perte de motivation) ont par ailleurs été associés à un risque accru de démence. Ces manifestations cliniques sont associées à une atrophie des régions frontales et temporales, dont un des mécanismes est une atteinte précoce de la plasticité cérébrale, propice au développement de processus dégénératifs. L’ensemble de ces données cliniques ont été étayées grâce à l’analyse de nombreux modèles animaux mimant le vieillissement cérébral normal ou pathologique. Deux approches ont été proposées pour prévenir l’apparition des démences ou ralentir leur progression par la modulation des processus de plasticité cérébrale : (i) stimulation pharmacologique ; (ii) entrainement cognitif. Elles n’ont toutefois séparément apporté à ce jour qu’un bénéfice modeste. Sur la base des recherches précliniques et cliniques, nous avons identifié le méthylphénidate, qui agit comme inhibiteur de la recapture de la dopamine et la noradrénaline, comme un candidat intéressant, couplé à l’entrainement cognitif, pour améliorer les processus de plasticité cérébrale au sein des réseaux neuronaux frontaux altérés au cours du vieillissement et les manifestations comportementales précoces qui leur sont associés. Nous avons initié une étude clinique chez des volontaires sains âgés testant une approche combinant méthylphénidate et entrainement cognitif. En parallèle, nous souhaitons mener une étude préclinique, dans laquelle vous serez impliqué, évaluant les effets bénéfiques de cette même approche combinée dans un modèle de souris âgées. Cette étude préclinique aura l’avantage de pouvoir approfondir la partie clinique en : 1) évaluant l’évolution du profil cognitif des souris, en mettant l’accent sur l’évaluation de l’apathie et des fonctions exécutives grâce à des paradigmes très innovants, 2) en analysant structurellement des cerveaux grâce à l’imagerie par résonnance magnétique, 3) en étudiant des marqueurs de plasticité cellulaire et moléculaire (et en particulier la communication neuro-gliale) grâce à l’étude immunohistochimique des cerveaux post-mortem (et microscopie dynamique). Nous vous proposons donc de participer à cette étude translationnelle originale, en vous impliquant dans l’étude préclinique tout en contribuant au transfert clinique de cette recherche.

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Title: Qualitative aspects of memory processing in Alzheimer's disease and related disorders

Supervisor: Maxime BERTOUX - maxime.bertoux@inserm.fr

Behavioural variant frontotemporal degeneration (bvFTD) and Alzheimer’s disease (AD) are the most common cognitive degenerative diseases around 65 years old. For two decades, memory assessment was employed to distinguish both diseases clinically. The traditional clinical heuristic assumed that amnesia was a characteristic of AD but not bvFTD. Recent studies however highlighted that severe amnesia could be observed in 50% of patients with bvFTD. Given the predominance of frontal atrophy in bvFTD, the classical approach would interpret memory deficits in bvFTD as originating from a failure of strategic mnemonic processes linked to executive functioning. By contrast, memory deficits in AD would be interpreted by such models as impairments of memory storage and consolidation processes, in relation to hippocampal degeneration. Numerous and relevant evidences published from the past years however suggest that this view is outdated. Nevertheless, the qualitative explorations of memory deficits in bvFTD and AD that would allow to update this theory are still rare, as past studies were only focused on quantitative performance. The present project aims to perform a qualitative study of memory performance in bvFTD and AD. A short bibliographic phase will be first conducted to identify the different indicators of strategic mnemonic organization in words-list based tests. Then, the student will qualitatively analyse the individual performance of bvFTD and AD patients (with and without neuropathological confirmation of diagnoses) at the Free and Cued Selective Reminding Test. The project is retrospective: data are already acquired and most of the neuropsychological records have been extracted from the clinical database of the Lille Memory Clinic. The student will record and measure the primacy and recency effects, index of subjective clustering, concreteness effects. S.he will also perform a count of errors and intrusions committed during the recall phases of the test, which will be classified in different types. The findings of the project should allow to update the traditional theory opposing frontal vs hippocampal functioning during the clinical memory assessment. It should also provide the first qualitative exploration of memory impairments in bvFTD in comparison to AD and has, therefore, the potential to identify key neuropsychological indicators to enhance the clinical diagnosis or help designing future assessment tools.

Titre: Modélisation in vitro de réseaux neuronaux impliqués dans les stades précoces de la maladie d’Alzheimer Tuteur : Sophie HALLIEZ, sophie.halliez@inserm.fr Les tauopathies sont des maladies neurodégénératives affectant les réseaux neuraux qui se caractérisent par l’agrégation anormale d’une protéine associée aux microtubules, la protéine tau. Pour certaines tauopathies, dont la maladie d’Alzheimer (MA), la distribution des agrégats de tau dans le cerveau progresse de façon séquentielle et stéréotypée entre régions connectées parallèlement à l’avancée clinique de la maladie. Ces observations ainsi que d’autres évidences expérimentales ont conduit à proposer que la progression de la MA reposait sur la dissémination d’espèces pathologiques de tau entre différentes régions du cerveau via les connexions nerveuses. La présence de connexions entre deux zones du cerveau n’est cependant pas une condition suffisante à la propagation efficace de la pathologie tau entre ces zones ce qui implique une spécificité régionale/cellulaire. Le projet consiste à modéliser in vitro le transfert de différentes isoformes normales et mutées de tau au sein de réseaux neuronaux. Ces réseaux consisteront en des cultures organotypiques et/ou primaires neurales réalisées en chambres microfluidiques simples et/ou sur MicroElectrode Arrays. Ce système permettra d’évaluer la fonctionnalité de ces réseaux et de caractériser le transfert de tau par des techniques d’imagerie.

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Title: Therapeutic potential of neuroprotection of anti-ferroptotic drugs in Parkinson's disease. Supervisors: David DEVOS, Jean-Christophe DEVEDJIAN david.devos@chru-lille.fr Neurodegenerative diseases are an upcoming tsunami already affecting millions of people. After 40 years of failure, there is an urgent need of a game changing strategy for neuroprotective treatment. Degeneration occurs in central nervous system regions associated with memory (Alzheimer's disease), automaticity (Parkinson's disease, PD) and motor function (amyotrophic lateral sclerosis), all of which require a high oxygen demand for harnessing neuronal energy. In PD, a progressive degeneration of the substantia nigra pars compacta is associated with the appearance of iron accumulation. At a molecular level, α-synuclein regulates dopamine and iron transport with PD-associated mutations in this protein causing functional disruption to these processes. The molecular pathways that cascade down from such dyshomeostasis still remain to be fully elucidated but strong inroads have been made in recent years. We demonstrated that these alterations can trigger susceptibility to an iron-dependent cell-death pathway with unique lipoperoxidation signatures called ferroptosis. This project proposes to go further into key modulators of this cell-death pathway that could be new therapeutic targets against ferroptosis using human dopaminergic cell culture and unique murin models (GPX4 and ACSL4 KO) with genetic and pharmacologic modulation associated with human dosages coming from large cohorts of patients and clinical trials in progress (European clinical trial Fairpark-II) and upcoming (6 new drugs in development).

Titre : Modulation du métabolisme des acteurs pathophysiologiques de la maladie d’Alzheimer par des petites molécules pharmacologiques

Tuteur : Nicolas SERGEANT - nicolas.sergeant@inserm.fr

La maladie d’Alzheimer associe deux protéinopathies, les dépôts amyloïdes et la dégénérescence neurofibrillaire (DNF) dont les constituants principaux sont les protéines microtubulaires Tau. Il est bien établi que la progression dans le cerveau de la DNF est associée aux atteintes cognitives. Un lien existe donc entre ces deux processus supposant que la pathologie amyloïde alimenterait la progression de la DNF dans le cerveau. Le métabolisme complexe de la protéine transmembranaire APP est dépendant du trafic vésiculaire, lui-même dépendant du réseau microtubulaire dont la dynamique est régulée par les isoformes des protéines microtubulaires Tau. Pour comprendre les interactions fonctionnelles entre ces deux molécules, un modèle exprimant à la fois l’APP humaine et plusieurs isoformes de protéines Tau a été développé. En collaboration avec l’équipe du Professeur Melnyk, plusieurs familles de molécules pharmacologiques ont été synthétisées pour agir sur ces métabolismes. Objectif : A l’aide d’une étude de relation structure fonction, l’objectif du projet est de définir quel type de molécule est la plus efficace pour agir sur le métabolisme de l’APP et de Tau. Méthodes : Ce projet fera appel à des techniques de biologie cellulaire (culture cellulaire et différentiation), de biologie moléculaire (transfection, PCR et RT-PCR), de microscopie et de biochimie. Résultats attendus : A l’aide d’outils moléculaires ou de petites molécules pharmacologiques agissant à l’interface de l’APP et de Tau, les liens fonctionnels liant ces deux molécules seront étudiés et l’objectif est de définir la ou les molécules les plus efficaces pour mieux comprendre l’interface entre les deux acteurs de la maladie d’Alzheimer et envisager ainsi un projet thérapeutique in vivo à l’aide de nouveaux modèles animaux du laboratoire.

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Title: Benefits of precise visual tasks and laser pointing tasks to improve postural control in patients with Charcot-marie Tooth

Main director: Arnaud DELVAL; co-director: Cédrick BONNET; cedrick.bonnet@univ-lille.fr ; https://pro.univ-lille.fr/cedrick-bonnet/

Patients with Charcot-Marie Tooth (CMT) are unstable upright as a consequence of their peripheral neuropathy. Postural instability is problematic for everyday activities because it is directly linked to higher risk of falls and related injuries. The project’s main objective will be to test the stabilizing power of performing two sorts of visual task on patients with CMT and healthy controls. In young adults, the realization of precise visual tasks and pointing laser tasks is known to be beneficial to improve postural stability. Patients with CMT et healthy controls will perform three studies. They will be standing on a force platform and will wear three markers (Polhemus motion system) located at the head, upper back, lower back levels and an eye tracker (glasses). We will measure kinematic eye and body movements, task performance as well as attentional resources to perform the tasks. The visual tasks will consist of i) maintaining a laser light as best as possible within a central target located in front of the participants on a wall (study n°1); ii) localizing targets on pictures as best as possible (study n°2). Patients with CMT should improve their postural stability more than healthy controls thanks to these visual tasks. In study n°3, we will study the stabilizing effects of the combination of these two tasks (secondary objective n°1). We will expect that pointing a laser within a target and localizing targets within images simultaneously should better stabilize patients with CMT and controls than the realization of both tasks separately. In our secondary objective n°2, we will study 1) if healthy controls get better visuo-motor performances than patients with CMT in the three studies and 2) if performances of patients are closer to the controls’ ones in study n°3 than in studies n°1 and n°2, thus showing the benefits of adding these tasks. Our project should allow us to discuss new therapeutic perspectives for patients with CMT with respect to visual tasks with/without pointing. The doctorate fellow will interact with two neurologists at the regional hospital of Lille (CHRU), one professor of rehabilitation (CHRU) and one American colleague. The experimental setup is ready for an optimal use. Thank you very much to contact Cédrick Bonnet if you would like to discuss this opportunity by zoom meeting.

Titre : Impact de la dynamique phosphorylation/O-GlcNAcylation sur le réseau des filaments intermédiaires de desmine dans des cellules musculaires striées. Tuteurs: Caroline CIENIEWSKI-BERNARD / Onnik AGBULUT caroline.cieniewski-bernard@univ-lille.fr

Les filaments intermédiaires de desmine sont les gardiens de l'intégrité du muscle strié, contribuant à la régulation de nombreux processus intracellulaires. La desmine est régulée par des modifications post-traductionnelles, notamment la phosphorylation et la O-GlcNAcylation, semblant être impliquées dans le remodelage des filaments de desmine. Cependant, bien que des données du laboratoire suggère que la O-GlcNAcylation soit essentielle à l’organisation du réseau de desmine, son rôle précis reste encore mal compris.

Le but de notre projet est de caractériser le rôle de la O-GlcNAcylation et la phosphorylation comme régulateurs clés du réseau de desmine. Nous déterminerons si la phosphorylation et/ou la O-GlcNAcylation de la desmine sont dérégulées dans des modèles cellulaires de desminopathies. Enfin, nous nous focaliserons également sur son interaction avec son chaperon moléculaire, l’alphaB-crystalline, interaction mise à défaut dans des pathologies musculaire, notamment les myopathies myofibrillaires. A termes, notre projet pourrait permettre de mieux comprendre la physiopathologie des myopathies myofibrillaires (notamment les desminopathies), mais aussi définir de nouvelles stratégies thérapeutiques dans des pathologies résultant de l'altération du réseau de desmine.

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Titre : Effets de l’hypoactivité précoce sur le métabolisme mitochondrial cérébral chez le rat et rôle de l’activité physique pour contrecarrer ses effets délétères Tuteurs : Erwan DUPONT / Frédéric DAUSSIN erwan.dupont@univ-lille.fr / frederic.daussin@univ-lille.fr L’hypoactivité précoce est une situation que l’on rencontre chez des enfants souffrants de troubles développementaux ou encore contraints à l’alitement prolongé (maladie, accident…). Elle est à l’origine d'un développement anormal durable de l'organisation et des fonctions du système nerveux, et conduit à un risque accru de pathologies à l’âge adulte (diabète, hypertension...). Toutes approches thérapeutiques ou contre-mesures, notamment non-pharmacologiques, sont donc essentielles à développer pour limiter les conséquences délétères de l’hypoactivité et pour améliorer la qualité de vie future de ces individus. L’activité physique se révèle être bénéfique pour le cerveau en améliorant les fonctions cognitives et la plasticité cérébrale. Récemment, des études ont suggéré que l'expression du BDNF, médiée par l'exercice, pouvait favoriser les adaptations du métabolisme mitochondrial cérébral (Marques-Alexo et al. 2015, Dietrich et al. 2018, Jeong et al. 2021). Les mitochondries sont des organites essentiels qui fournissent aux neurones les besoins énergétiques nécessaires au déclenchement du potentiel d'action, au flux des canaux ioniques, au recyclage des neurotransmetteurs, au maintien du potentiel de la membrane et qui participent à la plasticité synaptique. Favoriser le métabolisme mitochondrial par l’activité physique serait donc crucial non seulement pour la neurotransmission, mais aussi pour les adaptations neuronales et cognitives à court et à long terme. L’objectif de ce travail de master est de caractériser les effets d’une hypoactivité précoce chez le rat sur le métabolisme mitochondrial et de déterminer si l’activité physique pourrait renforcer la fonction mitochondriale afin d’améliorer les capacités cognitives et motrices dans de telles situations.

Title: Study of the transgenerational transmission of maternal stress in rat: molecular and behavioral approaches

Supervisor: Sara MORLEY FLETCHER - sara.morley-fletcher@univ-lille.fr

Stressful events occurring during the perinatal period alter the programming of the neurodevelopmental trajectory of the offspring (Maccari et al. 2014). We have shown that exposure to perinatal stress (PRS) in rats induces in the descendants’ long-term behavioral changes and molecular alterations at the level of the hypothalamus pituitary adrenal (HPA) axis and circadian rhythms, in association with reduced neurogenesis and glutamatergic neurotransmission in the hippocampus (Marrocco et al. 2012). Males appear to be more vulnerable than females and present a general profile of demasculinization (being similar to unstressed females) (Verhaeghe et al. Geroscience, in revision). The alterations induced by PRS are persistent along life span up to aging, and are predicted by the reduced maternal behavior as a consequence of gestational stress (Gatta et al. 2018). Altogether, this indicates the existence of epigenetic signatures mediated by the mother in the programming induced by PRS. By mating first-generation (F1) PRS female rats with naïve males and exploring the phenotype of F1 and F2 offspring, we have reported that 1) the effects of gestational stress on maternal behavior are transmitted from mother to daughter, with a reduction in maternal behavior both in the female stressed during gestation (F0) but also in their lactating mother offspring (F1) and 2) the effects of PRS in the offspring are transmitted from one generation (F1) to the second generation (F2), and to greater extent in males at the level of HPA axis, BDNF expression and exploratory behavior. Aim of this Master's project is to further examine in two generations of both sexes of the PRS rat model, the transgenerational effect of maternal stress at the molecular level on the glucocorticoids/oxytocin balance, glutamatergic neurotransmission, sialylation and DNA methyl-transferases in offspring of both sexes. Furthermore, this project proposes to study the role of maternal environment in this programming. The brain region will be the hippocampus, a key region in the regulation of emotional processes and the stress response. Training in animal handling, behavioral characterization, qPCR and immunoblotting will be provided.

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Title: Maternal stress programs the sex mediated-increased sensitivity to cocaine reward in the offspring

Supervisor: Stefania MACCARI - stefania.maccari@univ-lille.fr

Perinatal stress in the rat (PRS) programs long-lasting neurobiological and behavioral alterations as increased sensitiveness to psychostimulants. Indeed, in PRS males, we have gathered evidence for greater self-administration of amphetamine and increased sensitiveness to locomotor activation induced by nicotine. In PRS females, we have observed delayed metabolism following MDMA “Ecstasy” administration. When assessed for place preference in response to natural stimulants, PRS enhances hedonic sensitivity in males and reduces it in females, so PRS males behave like unstressed females, displaying a demasculinized profile for behavioral response and activity of the glutamatergic synapse. The enhanced sensitivity to psychostimulants in PRS rats is associated with changes in sex-dimorphic changes in risk-taking / exploratory and motivational behaviors. Furthermore, PRS induced impairment in the glutamate machinery and metabotropic glutamate receptors system together with an imbalance in the levels of gonadal and stress/anti-stress hormones, a lifelong disruption in the activity of the HPA axis, hippocampal neurogenesis, as well as reduced oxytocinergic tone in the glutamatergic synapse. The differential impact due to sex on the long-term neurodevelopment programming induced by early life stress is generally an under-explored question. We found that PRS adult rats of both sexes developed increased locomotor response to escalating doses of cocaine and a greater cocaine-preference in a conditioned place preference (CPP) paradigm with respect to sex-matched unstressed rats. Aim of this Master's project is to further examine in unstressed and PRS rats of both sexes, the effect of a history of chronic cocaine administration on risk-taking behavior in the light/dark box test and its modulation by the hormonal status. Furthermore, the project aims to investigate the PRS effects on the glucocorticoids/oxytocin balance, glutamatergic neurotransmission, sialylation and DNA methyl-transferases in offspring of both sexes and assess the role of maternal environment on this programming. The brain region will be the ventral and dorsal hippocampus, dorsal and ventral striatum, prefrontal cortex and amygdala. Training in animal handling, behavioral characterization, qPCR and immunoblotting will be provided.

Sujet: Un antidouleur à base de toxine naturelle Tuteurs: Priscille BRODIN / Fabrice NESSLANY priscille.brodin@inserm.fr ; fabrice.nesslany@pasteur-lille.fr Comprendre la douleur et soulager ses symptômes, sont deux défis scientifiques et sociétaux cruciaux puisque l’arsenal d’analgésiques est largement insuffisant. Une solution pour remédier à cette situation est de s’inspirer des solutions « analgésiques » déployées et conservées par la mère nature. Notre projet s’appuie sur un système naturel, la mycolactone, un polykétide synthétisé par les mycobactéries présentant un effet analgésique local prolongé. Le candidat devra analyser différentes formulations de mycolactone sur tissus extraits de modèles de douleurs post-opératoires. Un accent sera mis sur les études de toxicité et les possibles effets génotoxiques. Le candidat sera formé à la culture cellulaire, à la préparation de formulation d’analgésiques dans différent excipients, à la mise au point d’essais sur sphéroïdes de mesures de génotoxicité, aux acquisitions par microscopie confocale, à l’analyse d’images automatisée et à la mise en forme des résultats.

Financement (ANR-17-CE18-0001; ANR-20-CE19-0020)

Références (Marion, DOI: 10.1016/j.cell.2014.04.040; Song, DOI: 10.3390/toxins9070227, Babonneau, DOI: 10.3389/fphar.2019.00378)

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Titre : Influence des vésicules extracellulaires tumorales mammaires sur la réponse microgliale dans le développement de métastases cérébrales. Tuteur : Christophe LEFEBVRE - christophe.lefebvre@univ-lille.fr La majorité des tumeurs intracrâniennes se développe du fait de métastases cérébrales (dissémination viscérale des cellules cancéreuses). Dans ce contexte, il est établi que la microglie (macrophages résidents du parenchyme nerveux) est influencée par des facteurs tumoraux primaires afin de contribuer à la préparation de niches métastatiques. Bien que tout cancer périphérique soit à même de développer ces métastases, les différents sous-types de cancer du sein représentent environ 20% des cas. La disponibilité de modèles sphéroïdes mixtes spécifiquement associés à ces sous-types de cancer du sein permet de reconstituer in vitro un microenvironnement tumoral. Celui-ci, constitué de cellules cancéreuses et de cellules immunitaires, sera étudié pour sa capacité à produire des signaux pro-métastatiques sous la forme de vésicules extracellulaires (VE) avant même que les cellules - dans un contexte qui serait in vivo - soient à même de migrer vers d’autres sites. Les VE produites seront isolées, caractérisées puis utilisées en tant que facteurs tumoraux périphériques pour activer la microglie. Leurs effets sur les profils inflammatoires et pro-tumoraux de la microglie seront évalués ainsi que sur la capacité microgliale à recruter les cellules tumorales primaires par chimiotactisme. L’objectif de ce projet sera donc de découvrir et identifier des signaux moléculaires précoces pouvant constituer de nouvelles voies thérapeutiques pour empêcher le développement métastatique.

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Parcours Diabètes et Maladies cardiovasculaires

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Title: Circadian regulation of the glycolytic pathway

Mentor: Philippe LEFEBVRE - philippe-claude.lefebvre@inserm.fr

Depending on the cellular state which can be very schematically defined as either quiescent (differentiated) or proliferating, glucose usage is routed either toward a highly efficient slow oxidative phosphorylation, or toward fast, inefficient anaerobic glycolysis respectively. Metabolic pathways are submitted to numerous regulations to achieve adaptative responses that match cellular energy requirement and fuel availability. Among these regulations, the circadian rhythm is a major player and through components of the molecular clock (CMC), cellular responses are adjusted to the day-night cycle. How the cross-talk between circadian rhythm and glycolysis takes place is unknown. We have discovered molecular interactions between CMCs and glycolytic enzymes (GE) that potentially control glucose routing toward aerobic or anaerobic glycolysis, hence facilitating, or not, cellular proliferation. Project and technical aspects : The project aim at investigating molecular aspects of the CMC/GE crosstalk. Molecular and cellular biology techniques will be used to characterize cellular metabolic responses after manipulation of expression levels of CMCs and GEs through RNA interference or CrispR/Cas9 gene invalidation. Cellular differentiation and proliferation will be measured. Targeted or unbiased investigations of the transcriptome and/or the proteome will be used to assess the functional consequences of this cross-talk. Objectives : Upon completion of his/her training in an environment fostering scientific interactions, the candidate is expected to master basic cellular and molecular biology techniques and essential analysis tools, to be able to apprehend the general purpose of his/her research project, and to acquire written and oral presentation skills.

Title: Transcriptional control of hepatic cell phenotypic plasticity Tutor: JÉRÔME EECKHOUTE - jerome.eeckhoute@inserm.fr https://u1011.pasteur-lille.fr/lunite/theme-4-analyse-transcriptionnelle-integree-des-maladies-hepatiques/ The liver exerts instrumental metabolic functions which need to be constently adjusted to the nutritional and energy status of the body. We have recently identified that the hepatic transcriptome is controlled by a functional interplay between the chromatin structure, the epigenome and several transcriptional regulatory complexes. In this context, we are seeking to identify how transcriptional regulators interact with the chromatin to ensure specificity and appropriate levels of liver gene expression. We are also interested in the perturbation of these mechanisms in the context of liver dysfunction. We propose a Master 2 internship on this topic for a student interested in the elucidation of the molecular mechanisms of transcriptional regulation.

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Sujet: Caractérisation du remodelage cardiaque au cours du développement d’une NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease): focus sur le rôle des cellules immunitaires myocardiques.

Tuteurs : Laura BUTRUILLE, laura.butruille@pasteur-lille.fr / David MONTAIGNE, david.montaigne@chru-lille.fr

Les NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Diseases) sont des manifestations hépatiques du syndrome métabolique associées à l’obésité et au diabète de type 2. Le terme NAFLD regroupe la succession progressive du stade NAFL (Non Alcoholic Fatty Liver) caractérisé par la présence d’une stéatose hépatique, puis du stade NASH (Non Alcoholic Steato-Hepatitis) caractérisé par la présence d’une stéatose et d’une inflammation hépatique. Sur le long court, le stade NASH peut aboutir à une fibrose hépatique, induisant ultimement une cirrhose ou un cancer. Ces pathologies hépatiques chroniques n’ont pas de traitement à ce jour, et de nombreuses études épidémiologiques rapportent un risque accru d’apparition de pathologies cardiovasculaires comme l’athérosclérose, l’insuffisance cardiaque ou l’arythmie, chez ces patients. Cependant, les mécanismes liant les NAFLD aux pathologies cardiaques sont imparfaitement compris. Nos premiers résultats suggèrent une dérégulation de l’immunité innée induite par les NAFLD, favorisant l’apparition de foyers inflammatoires intra-cardiaques et de fibrose dans les oreillettes et les ventricules. Le projet consiste à caractériser ces mécanismes dans un modèle pré-clinique murin. La description des phénotypes hépatiques et cardiaques se fera à partir d’observations macroscopiques, de tests fonctionnels de stimulation cardiaque, d’analyses histologiques, d’analyses d’expressions géniques et protéiques et d’un immunophénotypage complet. Ces données viendront renforcer les études cliniques réalisées sur les biopsies de myocarde obtenues au cours de chirurgies cardiaques et le suivi post-opératoire de patients d’une cohorte lilloise générée à l’institut Cœur-Poumon (POMI-AF: NCT03376165).

Sujet: Impact du moment de la journée sur la réaction immuno-inflammatoire péri-opératoire et le remodelage myocardique après chirurgie cardiaque

Tuteurs : David MONTAIGNE, david.montaigne@chru-lille.fr / Laura BUTRUILLE, laura.butruille@pasteur-lille.fr

Le rétrécissement valvulaire aortique est la pathologie valvulaire cardiaque la plus fréquente. Cette valvulopathie est responsable d’un obstacle chronique à l’éjection du ventricule gauche (VG). Face à cette post-charge élevée, le VG s’adapte à travers une augmentation de sa masse musculaire. Ce remodelage initialement adaptatif concourt à l’installation d’une fibrose intra-myocardique et d’une altération de la relaxation et de la compliance du VG. Le remodelage myocardique devient ainsi maladaptatif et conduit à une insuffisance cardiaque. Le remplacement valvulaire aortique (RVA) est la seule option thérapeutique. Des études pré-cliniques tissent un lien entre rythme circadien, inflammation et remodelage cardiaque. Nous avons démontré récemment que le remplacement valvulaire aortique (RVA) est associé à moins de complications lorsqu'il est réalisé l'après-midi vs le matin. Nous émettons l'hypothèse que l'horloge biologique module le recrutement de cellules immunitaires per-opératoire et ainsi les processus de cicatrisation et remodelage inverse myocardique après RVA. Nous souhaitons compléter nos observations cliniques à l’aide d’une étude pré-clinique dans un modèle murin. Nous réaliserons un transcriptome et un épigénome sur les leucocytes circulants après une chirurgie le matin vs l’après-midi afin de déterminer l’impact du rythme circadien sur la réponse inflammatoire systémique. Nous analyserons les populations de cellules inflammatoires intra-myocardiques à l’aide d’un immunophénotypage complet. Enfin, nous définirons l'impact de la signalisation du gène de l'horloge et récepteur nucléaire REV-ERBɑ sur les signatures épigénétiques des leucocytes et le remodelage cardiaque dans ce modèle animal.

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Sujet: Rôle physiopathologique des acides aminés de la voie des monocarbones dans la NAFLD: analyse des mécanismes moléculaires des variations observées dans une cohorte de patients.

Tuteur : Guillaume GRZYCH guillaume.grzych@chru-lille.fr

La NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease), enjeu majeur de santé publique, est la complication hépatique du syndrome métabolique et est très associée au diabète et à l’obésité. La NAFLD est une pathologie évolutive qui se caractérise par des lésions hépatiques dues à une accumulation de triglycérides dans le foie ou stéatose isolée (NAFL Non-Alcoholic Fatty Liver). En cas d’inflammation associée, la NAFL évolue vers la stéato-hépatite (NASH Non-Alcoholic Steato Hepatitis). Les complications possibles de la NAFLD sont la fibrose, la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire. Les mécanismes induisant le passage de la NAFL à la NASH sont encore mal compris. Grâce à une étude de cohorte, nous avons mis en évidence chez les patients atteints de NASH, un profil plasmatique métabolique particulier impliquant des changements des acides aminés participant au métabolisme des monocarbones. Il s’agit d’un métabolisme régulateur, notamment, de la méthylation qui peut entrainer des modifications épigénétiques. Afin de comprendre les mécanismes moléculaires sous-tendants les variations plasmatiques observées chez les patients NASH, nous souhaitons étudier ces modulations dans un modèle murin dans lequel la NASH est induite par un régime spécifique. La littérature rapporte que l’activation du récepteur nucléaire PPARɑ par le fénofibrate dans un modèle murin et chez l’Homme entraine une augmentation plasmatique d’un des intermédiaires du métabolisme des monocarbones, l’homocystéine. L’expression de PPARɑ étant elle-même diminuée dans la NASH, nous émettons l’hypothèse que PPARɑ puisse être un des régulateurs du métabolisme des monocarbones dans la NASH. Le projet vise à analyser les variations des acides aminés plasmatiques et hépatiques ainsi que les variations d’expression génique dans un modèle murin de NASH induit par régime avec contrôle de l’expression et/ou de l’activité de PPARɑ. Les modèles murins utilisés présenteront une NASH induite par régime avec soit une inactivation génétique de PPARɑ (Ko total ou Ko spécifique dans les hépatocytes) ou soit une activation pharmacologique de PPARɑ (par les fibrates). Les analyses de métabolomique ciblée par spectrométrie de masse seront réalisées sur des échantillons plasmatiques et hépatiques de ces modèles. En fonction des résultats de métabolome, des analyses d’expression génique dans le foie par Q-PCR ou analyse transcriptomique, permettront d’identifier les gènes responsables des variations métaboliques observées. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le Dr Joël Haas et le Pr Anne Tailleux (UMR1011 équipe 1).

Title: FASTRIP- Targeting strategy for the inhibition of FAT10/PPARα interaction to treat NASH

Tutor: Réjane PAUMELLE-LESTRELIN. rejane.lestrelin@univ-lille.fr

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is rapidly becoming the most common liver disease affecting 80% of the obese population. NAFLD is initiated by the accumulation of fat in the liver (steatosis) which evolves to non-alcoholic steato-hepatitis (NASH). NASH is a risk factor for disabling and deadly liver diseases, such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC), as well as cardiovascular disease. Currently, there is no drug treatment to limit the severity of NASH. In this context, it is important to well characterize the molecular mechanisms responsible for the development and progression of this pathology in order to provide preventive and/or therapeutic solutions. The results of the UMR1011 laboratory revealed an involvement of FAT10/UBD, in NASH progression. FAT10 is a member of the eukaryotic ubiquitin-like protein family not or poorly expressed in normal tissues, which expression is increased in inflammatory context. FAT10 contains two UBL domains allowing covalent interaction (FATylation) through ligases (USE1 and UBA6), or non-covalent interaction, leading its substrates to proteasomal or lysosomal degradation. Transcriptomic analysis showed a high increase of FAT10 expression in the liver of NASH patients, which correlated positively with steatosis, fibrosis, ballooning scores, and also NASH severity. Interestingly, FAT10 overexpression was associated with a decrease in the expression of the peroxisome proliferator activated receptor-α (PPARα), a nuclear receptor controlling lipid metabolism and inflammation, as well as a down-regulation of the PPARα-signaling pathway. Our results suggest that FAT10 may modulate NASH progression by interacting with PPARα and promoting its deactivation highlighting FAT10/ PPARα interaction as a new potential target to treat NASH. In this context, the objective of this project is: (1) to well characterize the type of physical interaction between FAT10 and PPARα; (2) to develop a cellular assay for analyzing the impact of FAT10/ PPARα interaction on PPARα activity; (3) to transfer the assay on the U1177 screening platform for miniaturization and automation to increase the throughput; (4) to perform the screening of 30 000 compounds of the U1177 library to identify molecules inhibiting FAT10/PPARα interaction. The Master 2 project will be involved in the part 1) and 2) of this project. We expect to identify new molecules disrupting FAT10/PPARα interaction that could enter a drug discovery program to ultimately lead to an optimized candidate for a proof of concept in murine model of NASH developed in the UMR1011 laboratory. The results should highlight additional mechanisms of the NASH development and lead to the identification of new therapeutic tools for this disease.

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Titre : Caractérisation des interactions entre cellules dendritiques (DC) et lymphocytes T (LT) dans la stéatohépatite non alcoolique (NASH)

Tuteur : David DOMBROWICZ – david.dombrowicz@pasteur-lille.fr

Contexte. La NASH ou « maladie du foie gras » est une pathologie dont l’incidence à très fortement augmenté dans le monde entier et pour laquelle il n’existe actuellement aucun traitement pharmacologique. Nous avons montré (Haas et al. Nat. Metab. 2019), chez l’homme et dans un modèle animal, que cette pathologie métabolique était associée à de profonds changements du système immunitaire affectant en particulier des sous-populations de DC (cDC1 et cDC2) et de LT CD8 cytotoxiques. Ces altérations sont potentiellement causales dans la pathologie mais les mécanismes fonctionnels mis en jeu, notamment les interactions entre DC et LT, demeurent inconnus et ces populations n’ont pas été précisément caractérisées. Objectif. Le Master 2 visera à analyser caractériser phénotypiquement et fonctionnellement les populations de LT CD8 (et CD4). Méthodes. Dans un modèle murin de NASH induit par l’alimentation, les populations lymphocytaires T CD8 et CD4 hépatiques seront caractérisées par diverses techniques : cytométrie de flux, RNA-seq sur cellules uniques (avec une analyse particulière des voies métaboliques et du récepteur antigénique des lymphocytes T -TCR-), mesures du métabolisme intracellulaire (Seahorse). En fonction des résultats obtenus, les interactions avec les DC pourraient être évaluées dans des tests fonctionnels. Collaborations. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le Dr Joël Haas (UMR1011 équipe 1). Mots clé. NASH, Lymphocytes T, DC, métabolisme, scRNA-seq, bioinformatique, tests fonctionnels

Sujet: Caractérisation des effets métaboliques de l’activation du récepteur TGR5 dans l’intestin : étude dans un modèle murin par une approche pharmacologique

Tuteur : Anne TAILLEUX - anne.tailleux@univ-lille.fr

Contexte - L’intestin est un organe contribuant à l’homéostasie métabolique et inflammatoire via 1/ sa fonction d’absorption des nutriments 2/ sa flore commensale métaboliquement active 3/ sa fonction de barrière, en contrôlant la perméabilité, 4/ sa fonction entéro-endocrine, en synthétisant et sécrétant des molécules de signalisation et 5/ sa fonction homéostatique, par les cellules immunes qu’il contient. TGR5 est un récepteur membranaire aux acides biliaires couplé aux protéines G exprimé par différents types cellulaires impliqués dans la régulation de l’homéostasie métabolique, en particulier les cellules entéro-endocrines produisant l’incrétine glucagon-like-peptide-1 (GLP-1), connue pour ses effets bénéfiques sur l’homéostasie métabolique. Un outil pharmacologique a été développé, composé d’un pharmacophore conférant une activité agoniste du récepteur TGR5 murin et d’un kinétophore qui en réduit l’absorption intestinale et cible les actions de la molécule dans la partie distale de l’intestin. Hypothèse - L’activation de TGR5 dans l’intestin pourrait conduite à une amélioration de l’homéostasie métabolique, une diminution de la prise alimentaire, une amélioration de la tolérance au glucose. Objectif - Dans le cadre du M2, notre objectif sera d’analyser les effets métaboliques et leurs mécanismes moléculaires de l’activation sélective du récepteur TGR5 dans l’intestin par un agoniste sélectif, le BDM72881. Méthodes – Chez la souris C57BL6 mâle les effets d’une administration aigüe du composé seront évalués par mesure de la prise alimentaire et de la dépense énergétique (cages métaboliques), mesure de l’activation neuronale (immunohistochimie), test fonctionnel d’évaluation de l’homéostasie métabolique (OGTT), et mesure des peptides gastro-intestinaux co-sécrétés avec le GLP-1 (ELISA multiplex). Ce projet de master 2 pourra ouvrir sur un projet de thèse qui évaluera plus globalement le rôle de TGR5 dans l’intestin sur la fonction endocrine. Mots clé - récepteur TGR5, fonction entéro-endocrine, incrétines, peptides gastro-intestinaux, homéostasie métabolique, approche pharmacologique, analyses biochimiques, analyses histologiques, mesure d’expression génique.

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Title: Role of intestinal epithelial nuclear receptor FXR in the Non Alcoholic Fatty Liver Disease complication of Type 2 Diabetes

Supervisor: Sophie LESTAVEL - sophie.lestavel@univ-lille.fr

The importance of the intestine and its crosstalk with the liver in the development of Type 2 diabetes (T2D) and Non-Alcoholic Fatty Liver Diseases (NAFLD) has received increasing attention. Notably, the dysregulation of intestinal endocrine and immune functions play a central role in metabolic diseases and disruption of intestinal permeability worsens T2D and NAFLD. FXR is a nuclear receptor expressed in metabolic tissues such as intestine, liver, adipose tissue and pancreas. FXR regulates energy metabolism via the modulation of bile acid synthesis, and lipid and glucose metabolism. Our preliminary results show that FXR deficiency restricted to intestinal epithelial cells impacts on gut immune system, even if mice are submitted to a normal chow diet. We have submitted, for 24 weeks, C57Bl/6 mice deficient for FXR only in the epithelial cells of their intestine (intFXR KO mice) and their control littermates to a control or a NAFLD-inducing diet. The M2 internship period will be devoted to the processing of the samples we collected during the diet and at sacrifice. intFXR KO mice and their control littermates will be characterized on chow and NAFLD-inducing diet regarding progression of the hepatic pathology (body weight monitoring, plasma ASAT/ALAT by ELISA, qPCR and histology of the liver) in relation to intestinal health (gut histology and immunofluorescence) and gut permeability (serum IgA by ELISA). The study of the intestinal immune system and the immune cell recruitment will be performed in small intestine and colon (biocomputing and statistical analysis of immunophenotyping data generated at the sacrifice, qPCR, and immunofluorescence). This program should strengthen the preclinical proof-of-concept of FXR as a potential pharmacological target for the treatment of diabetes and its NAFLD complication.

Title: Role of the mitochondrial protein import machinery in angiogenesis in health and disease Tutor: Anna Rita CANTELMO - anna-rita.cantelmo@univ-lille.fr Mitochondria exert central functions in bioenergetics, metabolism, and apoptosis. The correct function of these organelles requires the import of > 1000 nucleus-encoded proteins as the mitochondrial genome provides only 13 proteins. A key component of the mitochondrial protein import machinery is the evolutionarily conserved Mia40/CHCHD4 oxidoreductase that catalyzes the oxidative folding of targeted proteins after they cross the outer mitochondrial membrane. This mechanism is finely tuned and it is affected in disease. Using a multidisciplinary approach, combining molecular and cellular biology, and in vivo mouse models, this project aims at i) studying the role and functional relevance of Mia40/CHCHD4 in endothelial cells, and ii) characterizing the signaling pathways that impact on the Mia40/CHCHD4-dependent import pathway in angiogenesis in disease. The working hypothesis is that aberrant activity of this import pathway drives pathological angiogenesis. The results generated with this project promise to provide unprecedented insights that will be useful for the development of novel therapeutic strategies for a variety of human diseases characterized by dysfunctional vasculature, such as cardiovascular disorders and cancer.

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Title: The nuclear receptor Rev-Erbα: a new player in intestinal dietary lipid metabolism? Supervisor: Olivier BRIAND – olivier.briand@univ-lille.fr Obesity and diabetes are multifactorial chronic diseases whose etiology is an imbalance between energy intake and expenditure. Significant abnormalities of intestinal functions, including overproduction of triglyceride-rich lipoproteins, accompany these metabolic disorders and contribute to the development of atherosclerosis and fatty liver disease (NAFLD). The nuclear receptor Rev-Erbα integrates the biological clock with metabolism in major organs. Based on our current work, we hypothesize that Rev-Erbα in the gut is a key molecular player in the orchestration of dietary lipid metabolism, as well as in the control of lipoprotein production. This M2 project is focused on studying, in ex vivo organoid (or mini-gut) models from human and murine origin, the mechanisms involved in the control by Rev-Erbα of the intestinal postprandial lipidemic response. The inhibition in enteroids of the expression of candidate target genes, coupled with the use of inhibitors of biological processes (lipophagy, vesicular trafficking...) will allow to elucidate the molecular mechanisms. The link with the clinic will be achieved by using pharmacological modulators of Rev-Erbα The approaches used are based on cell and molecular biology techniques (gene and protein expression analysis, indirect immunofluorescence, gene invalidation and overexpression...). This project is based on an important work of cell culture and image analysis.

Titre : Le tissu adipeux brun de l'embryon à l'adulte: implications dans les maladies métaboliques Tuteur : Alicia MAYEUF-LOUCHART - alicia.mayeuf-louchart@inserm.fr Le tissu adipeux brun représente une nouvelle cible thérapeutique pour le traitement des maladies métaboliques. Lorsqu’il est activé par différents stimuli tels qu’une exposition au froid, le tissu adipeux brun métabolise environ 20% de l’apport énergétique quotidien. Une partie du glucose capté par les adipocytes bruns est stockée sous forme de glycogène. Pourtant, le rôle du glycogène et son devenir au sein des adipocytes bruns est peu connu. Récemment, nous avons publié un article dans lequel nous montrons que la dynamique du glycogène, c’est-à-dire sa formation puis sa dégradation, est essentielle à la formation des gouttelettes lipidiques au cours de la différenciation des adipocytes bruns. L’objectif de ce projet est d’étudier le métabolisme du glycogène dans les adipocytes bruns et beiges, afin de déterminer si son métabolisme peut représenter une cible potentielle pour améliorer l’activité du tissu adipeux brun dans le contexte des maladies métaboliques. Cette étude sera basée sur des expérimentations réalisées chez le modèle murin, au cours du développement et chez l’adulte dans différentes conditions patho-physiologiques. Au cours du M2R, l’étudiant(e) réalisera des expériences d’histologie (coupes de tissus, colorations, immunoshistochimie, microscopie), de biologie cellulaire (culture cellulaire, immunohistofluorescence, microscopie confocale), de biologie moléculaire (extraction d’ARN, RTqPCR) et métaboliques (dosages biochimiques). Ce projet a pour ambition d’initier un projet de thèse.

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Titre: Mécanismes de régulation du métabolisme énergétique et du stress oxydant dans l’IC: implication de la superoxyde dismutase 2

Tuteur: Emilie DUBOIS-DERUY - emilie.deruy@pasteur-lille.fr

Dans les pays développés, les cardiopathies ischémiques restent la principale cause de morbi-mortalité. Après un infarctus du myocarde (IDM), 20% des patients développent un remodelage ventriculaire gauche (RVG). D’un point de vue thérapeutique, la compréhension des voies de signalisation conduisant au RVG (hypertrophie et à fibrose) reste essentielle. Au niveau physiopathologique, le métabolisme énergétique et le stress oxydant sont fortement impactés lors du RVG. Après un IDM, le stress oxydant augmente et la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) au niveau de la mitochondrie perturbe la fonction mitochondriale. Par ailleurs, la superoxyde dismutase 2 (SOD2) est la principale enzyme anti-oxydante mitochondriale et une augmentation de son expression est connue pour protéger la morphologie du cœur. Nous avons montré précédemment que l’acétylation de SOD2 en lysine 68 augmente dans les cardiomyocytes hypertrophiés. Cette acétylation inactive SOD2 et est associée à une augmentation du stress oxydant mitochondrial. Nous avons identifié que la sirtuine 3 était l’enzyme capable de désacétyler et donc d’activer SOD2. But : Etudier l’impact de la régulation de SOD2 sur les différents mécanismes impliqués dans le développement du RVG. Projet : Notre hypothèse est que l’acétylase P300 est l’enzyme capable d’acétyler et donc d’inactiver SOD2. Afin de valider cette hypothèse, nous inhiberons P300 à l’aide de siRNA spécifiques et étudierons par western blot l’effet de cette inhibition sur l’acétylation totale des protéines et l’histone H3 acétylée, une des cibles décrites de P300 ainsi que sur SOD2 et sa forme acétylée en lysine 68. Nous analyserons également l’effet de l’inhibition de P300 sur l’hypertrophie des cardiomyocytes (immunofluorescence après marquage à l’alpha-actinine) et le stress oxydant mitochondrial (marquage avec la sonde mitoSOX). Le métabolisme énergétique pourra également être quantifié par mesure de la biogénèse mitochondriale en RTqPCR. La même approche sera utilisée pour l’étude de la surexpression de P300. Ces résultats nous permettront d’identifier si SOD2 peut être acétylée par P300 dans les cardiomyocytes et de déterminer l’impact de cette régulation sur le développement de l’hypertrophie te du stress oxydant mitochondrial.

Title: Pathophysiological role of glucose-induced metabolism pathways in Caenorhabditis elegans Tuteur : Chantal FRADIN - chantal.fradin@univ-lille.fr Advanced glycation end-products (AGEs) formation is considered as a potential mechanism to induce complications under hyperglycemia condition. AGEs accumulate during aging and age-related diseases like type 2 diabetes (T2D) but whether AGEs formation is a causal mechanism or simply a consequence of aging and age-related diseases is still under discussion. We have recently highlighted a potential association between high-glucose diet and activation of one glucose-induced metabolism pathway, the polyol pathway. Oxidative stress, oxidation and glycation of endogenous proteins and reduction of C. elegans lifespan were induced by the high-glucose diet. The main objective of the master's project will be to confirm the link between the activation of the polyol pathway and the pathophysiological effects of the high-glucose diet. Different techniques (RNA interference, cloning, worm transfection to generate reporter strains, extraction of nucleic acids and proteins, RT-qPCR, western blot and cell imaging) will be used to carry out the project. The expected results should highlight the mechanism (s) of AGEs formation under pathophysiological conditions and it could be continued in thesis to identify the mechanism (s) involved in the pathophysiology of AGE.

https://doi:10.1051/medsci/20183406017 https://Doi:10.1016/S1957-2557(19)30182-8 https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.104308

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Titre: Impact de l'obésité maternelle sur l’homéostasie glucidique et la prédisposition au diabète de type 2 chez la descendance. Tuteur: Christophe BRETON, Christophe.breton@univ-lille.fr

En accord avec le concept de DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease), des études cliniques et expérimentales ont montré qu’une obésité maternelle, un poids de naissance élevé et une croissance post-natale accélérée programment des altérations de la structure et de la fonctionnalité du tissu adipeux et des îlots de Langerhans, prédisposant la descendance à l’obésité et au diabète de type 2 (DT2). En effet, des adipocytes hypertrophiés présentant une capacité amoindrie de stockage, une inflammation de bas grade et un dysfonctionnement des cellules pancréatiques ont été observés chez la descendance de mère obèse. Cependant, les mécanismes sous-jacents impliqués dans la susceptibilité transgénérationnelle à l’obésité et au diabète de type 2 restent peu connus.

Notre projet vise à développer et à caractériser un modèle expérimental d’obésité maternelle chez la souris afin d’analyser les effets d’un régime hyperlipidique hypercalorique (high-fat) appliqué en période pré-gestationnelle, gestationnelle et durant la lactation sur l’adiposité et le métabolisme glucidique de la descendance. Pour ce faire, des mesures de paramètres physiologiques et métaboliques (masse corporelle, prise alimentaire, test de tolérance au glucose et de sensibilité à l’insuline, dosages hormonaux…), des études histologiques ainsi qu’une analyse transcriptomique du tissu adipeux et des cellules pancréatiques seront effectuées chez les mères et chez la descendance au sevrage et à l’âge adulte.

Titre: Rôle des régulateurs du cycle cellulaire et de l’inflammation dans la dédifférenciation des cellules ß pancréatiques dans le diabète et le vieillissement.

Tuteur: Jean-Sébastien ANNICOTTE jean-sebastien.annicotte@inserm.fr

Le diabète de type 2 se caractérise par une glycémie élevée et se développe en raison d’une insuffisance de la capacité des cellules bêta pancréatiques à produire de l'insuline. L'incidence et la sensibilité au diabète de type 2 augmentent avec l'âge, mais le (s) mécanisme (s) sous-jacent (s) dans les cellules bêta qui contribuent à cette susceptibilité accrue n'ont pas été entièrement élucidés. Nous proposons dans ce projet d’étudier le rôle de l’inflammation dans la perte de fonction des cellules béta pancréatiques au cours du vieillissement et/ou du diabète. Le but de ce projet de recherche sera d'évaluer la relation entre inflammation, différenciation et plasticité des cellules ß pancréatiques en utilisant des stratégies in vitro, mais également des modèles de souris génétiquement modifiées spécifiquement dans certains tissus et permettant le lignage cellulaire. Nous espérons ainsi, au travers de ce projet, identifier de nouvelles cibles responsable du vieillissement prématuré des cellules productrices d’insuline afin de développer des stratégies thérapeutiques originales qui constitueront les traitements de demain.

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Titre: Reprogrammation épigénomique des cellules ß pancréatiques dans le diabète.

Tuteur: Jean-Sébastien ANNICOTTE jean-sebastien.annicotte@inserm.fr

Les cellules ß pancréatiques, considérées comme le capteur des

niveaux de glucose circulants, contrôlent la sécrétion d’insuline par un processus finement régulé. Des dysfonctionnements de ce type cellulaire, associés à une diminution du nombre de cellules ß sont à l’origine de pathologies métaboliques comme le diabète de type 2. Des études récentes ont montré une plasticité de ces cellules entrainant une perte de leur fonction associée au développement du diabète de type 2. Nos résultats préliminaires semblent démontrer que l’épigénome joue un rôle clé dans cette reprogrammation cellulaire. Le but de ce projet recherche de master 2 sera d’étudier les mécanismes épigénomique impliqués dans la plasticité des cellules ß pancréatiques en utilisant des stratégies in vitro. Ces données permettront de mieux comprendre les mécanismes de dysfonctionnement des cellules ß au cours du développement du diabète.

Sujet : Caractérisation d’un nouveau mécanisme de régulation de la communication entre la périphérie et le cerveau pour maintenir l’homéostasie énergétique

Tutrice : Virginie MATTOT, virginie.mattot@inserm.fr

Une constante communication entre la périphérie et le cerveau est essentielle pour le maintien de notre équilibre énergétique. L’altération de cette communication conduit à des désordres métaboliques tels que le surpoids, l’obésité ou le diabète, de graves problèmes de santé publique. Cette communication est assurée par des signaux circulants tels que les hormones qui gagnent le cerveau et l’informent constamment de l’état métabolique de l’individu. Nous nous intéressons au transport des molécules circulantes dans le cerveau via l’éminence médiane (EM), un organe circumventriculaire idéalement placé à l’interface entre un réseau vasculaire perméable et le noyau arqué (ARH), un centre hypothalamique de régulations métaboliques. Au cours du processus physiologique de prise alimentaire, nous avons, pour la première fois, mis en évidence à la frontière entre l’EM et l’ARH, un remodelage de la matrice extracellulaire dont la fonction et la régulation restent à déterminer. Nos objectifs consistent à évaluer le rôle de ce remodelage dans la communication périphérie/cerveau et à comprendre les mécanismes moléculaires conduisant à ce remodelage. Grâce à une analyse bio-informatique de séquençage d’ARN sur cellules uniques, nous avons identifié une sous-population de neurones orexigèniques de l’ARH participant au remodelage de cette matrice extracellulaire et avons déterminé le transcriptome spécifique de ces cellules. Notre projet consiste à nous appuyer sur ces données bio-informatiques pour caractériser cette nouvelle sous-population neuronale par des analyses en qPCR et en hybridation in situ (RNAscope). En particulier, les variations d’expression de ces gènes seront établies en fonction du statut énergétique des animaux (nourris, à jeun, re-nourris après un jeûne ou sous un régime riche en graisses). A l’issue de cette étude, les gènes les plus prometteurs seront sélectionnés pour caractériser, à plus long terme, leurs implications dans le remodelage de la matrice extracellulaire et la communication entre la périphérie et le cerveau.

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Title: Investigations of the molecular mechanisms involved in the lipid-associated bone loss during early stages of osteoporosis development in the rat OVX model Tutor: Alexandrine DURING - alexandrine.during@univ-lille.fr

Osteoporosis (OP) is a silent and age-related disease characterized by a progressive reduction of bone mass correlated with an increased bone marrow adiposity. Our hypothesis is that local lipids originated from bone marrow adipocytes might accumulate in the vicinity of bone cells and affect their survival and functions, and thus play a key role in the bone loss during OP development. This work is part of an on-going project “LIPIDOs” – supported by MSDAvenir - and will have two major objectives: 1°) to evaluate the contribution of marrow adipocytes by gene expression profiling associated to the lipid metabolism, in particular genes involved in the de novo lipogenesis, and 2°) to examine the functionality and viability of osteocytes by histological observations looking at lipid droplet accumulation in osteocytes and empty lacuna number as well as gene expression profiling related to osteocyte activities, apoptosis and lipid metabolism. The data generated can allow us to begin to understand OP from a molecular point of view and be a first step in finding potential biomarkers of bone lipid status discriminating for OP. We are looking for a motivated candidate with a solid background in molecular biology, preferably linked to the lipid domain, and aware of good laboratory practices.

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Parcours Oncologie fondamentale et clinique

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Sujet : Rôle de la sénescence dans l’émergence des sarcomes secondaires post-radiothérapie

Tutrice : Corinne ABBADIE – corinne.abbadie@ibl.cnrs.fr

En France, environ la moitié des patients atteints d’un cancer est traitée par radiothérapie. Ce traitement repose sur la génération de dommages à l’ADN létaux pour les cellules cancéreuses. Paradoxalement, comme les dommages à l’ADN sont mutagènes, une complication sévère de la radiothérapie est le développement de seconds sarcomes. Il s’agit d’une pathologie très rare (taux de prévalence de 0.14 à 0.20%), mais de très mauvais pronostic, avec une survie à 5 ans de seulement 10 à 40%.

De façon assez surprenante, les sarcomes secondaires post-radiothérapie se développent préférentiellement non pas dans le volume ciblé pour le traitement par radiation ionisante, mais en bordure de celui-ci, sur une distance de quelques centimètres. Cela suggère que les cellules normales du tissu conjonctif péri-tumoral à l’origine du développement ultérieur du sarcome n’ont été affectées que par des doses faibles sub-létales déposées par des photons de faible énergie.

Nos résultats préliminaires indiquent que les fibroblastes péri-tumoraux pourraient entrer en sénescence suite aux dommages à l'ADN induits par les radiations marginales.

L’objectif du projet de M2 sera de déterminer si des traitements sénolytiques, c'est-à-dire capables de tuer les cellules sénescentes, pourraient être envisagés comme traitement préventif contre les sarcomes se développant en territoire irradié.

Titre: Etude de cellules tumorales mammaires issues de souris bitransgéniques MMTV-Wnt1 x s-SHIP-GFP

Tuteur: Roland BOURETTE. roland.bourette@ibl.cnrs.fr

Le thème du projet est l’étude des cellules souches mammaires normales (CSN) et cancéreuses (CSC). Nous utilisons comme marqueur de CS, l’activité du promoteur de s-SHIP. Les souris transgéniques (Tg) s-SHIP-GFP expriment la protéine fluorescente GFP sous contrôle de la région promotrice/régulatrice de s-SHIP, ce qui a permis de repérer in situ et d’isoler par cytométrie en flux une population de CSN s-SHIP/GFP+. En croisant ces souris avec les souris Tg C3(1)-TAG, un modèle de tumorigénèse mammaire, nous avons récemment démontré que s-SHIP est aussi un marqueur de CSC mammaires (Tian et al. 2019, Stem Cell Reports 13,10-20). L’hétérogénéité et la plasticité des CSC du cancer du sein sont connues et la question se pose de savoir si des cellules s-SHIP/GFP+ dans d’autres modèles de tumorigénèse possèdent des potentialités de CSC, et si oui, quelle est leur signature moléculaire. Pour répondre à cette question, nous avons débuté le croisement entre les souris Tg s-SHIP-GFP et un autre modèle de tumorigénèse mammaire, les souris Tg MMTV-Wnt1. Ces souris génèrent des tumeurs mixtes avec des cellules luminales et des cellules myoepithéliales basales. Elles représentent un modèle reconnu pour appréhender la complexité du cancer du sein (Pfefferle et al., 2019, Diseases Models & Mechanisms 12, dmm037192). L’objectif du projet de M2R sera d’analyser les tumeurs mammaires obtenues dans ces souris bitransgéniques MMTV-Wnt1 x s-SHIP-GFP pour déterminer la présence et la nature des cellules tumorales s-SHIP/GFP+. A différents stades du développement tumoral, les cellules s-SHIP/GFP+ seront analysées in situ sur coupe par immunofluorescence. Elles seront également isolées par FACS après dissociation des tumeurs pour analyse par différentes techniques (RT-qPCR, cytométrie en flux, culture de sphères, …). Le but sera de déterminer en première analyse leur phénotype et si elles présentent des caractéristiques de CSC.

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Sujet: Implication de la voie HBP et des processus de O-GlcNAcylation dans la sénescence des cellules cancéreuses coliques en réponse à la chimiothérapie

Tutrice: Vanessa DEHENNAUT – vanessa.dehennaut@ibl.cnrs.fr

Initialement décrite comme l’état atteint par des fibroblastes humains normaux après un nombre fini de doublements, la sénescence est maintenant reconnue comme un programme de réponse au stress et peut notamment être induite dans les cellules cancéreuses par nombre des agents génotoxiques utilisés en thérapie anti-néoplasique. Dans ce cadre précis, la sénescence est définie comme un mécanisme suppresseur de tumeur et la possibilité d'utiliser des thérapies pro-sénescentes pour le traitement du cancer suscite donc un intérêt considérable. Plusieurs études ont prouvé l’existence d’une reprogrammation métabolique dans les cellules sénescentes et ont suggéré que la modulation de l’expression de certaines enzymes métaboliques dans les cellules cancéreuses pourrait être envisagée comme thérapie pro-sénescente. En revanche, le rôle de la O-GlcNAcylation, une modification post-traductionnelle des protéines nucléocytoplasmiques dont la dynamique est perturbée dans de nombreux cancers, dans la sénescence associée aux chimiothérapies n’est pas connu. Nos résultats préliminaires montrent une diminution des niveaux de O-GlcNAcylation et de l’expression de la GFAT2 (l’enzyme limitante de la voie HBP qui fournit l’UDP-GlcNAc, substrat de l’OGT) dans des cellules cancéreuses coliques HCT116 induites en sénescence par un traitement à l’étoposide ou au SN38. Nos premiers résultats suggèrent que cette diminution de O-GlcNAcylation joue un rôle important dans l’induction de la sénescence en réponse aux chimiothérapies puisqu’une élévation artificielle des niveaux de O-GlcNAcylation, par inhibition de l’OGA (l’enzyme responsable de l’hydrolyse du résidu de GlcNAc), réduit le pourcentage de cellules sénescentes en réponse à ces 2 drogues alors qu’une inhibition de la GFAT2 ou de l’OGT semble la potentialiser. Ces premiers résultats soutiennent donc l’hypothèse qu’une inhibition des processus de O-GlcNAcylation pourrait être envisagée comme thérapie pro-sénescente. L’objectif du stage de master 2 Recherche sera de conforter l’ensemble de ces résultats préliminaires en les validant notamment avec d’autre drogues et dans d’autres lignées cancéreuses coliques.

Sujet: Recherche de biomarqueurs de la réponse UPR pronostiques et prédictifs de la réponse thérapeutique des tumeurs gastriques Tuteur : Olivier PLUQUET - olivier.pluquet@ibl.cnrs.fr Les adénocarcinomes gastriques ont un pronostic sombre et le taux de récidive reste très élevé. L’exploration du profil moléculaire de ces tumeurs pourrait nous amener à mieux comprendre les déterminants de la réponse ou de la résistance aux traitements préopératoires. Les voies de l’UPR (Unfolded Protein Response) ont une importance capitale dans la régulation de l’homéostasie protéique de la cellule. Cette réponse est fortement impliquée dans le développement tumoral, la résistance aux traitements, et peuvent exercer une sélection positive des cellules cancéreuses dans les tumeurs solides. Nous disposons d’échantillons tumoraux de cancers gastriques ayant reçu ou non un traitement préopératoire, ainsi que les sérums correspondants. Nos premières données sur les tissus de la jonction oeso-gastriques montrent des profils spécifiques de signature UPR avec ou sans traitement pré-opératoire. Notre but est de déterminer si les signatures UPR pourraient être pronostiques et prédictives de réponses aux chimiothérapies in vitro. Pour cela: 1-Nous poursuivrons la caractérisation des signatures moléculaires de l’UPR dans les tumeurs gastriques (ARNm et protéique) 2-Nous étudierons l’hétérogénéité tumorale et l’infiltration immunitaire de ces tumeurs en relation avec les signatures établies 3-Nous définirons sur des lignées cellulaires, les sensibilités aux traitements chimiothérapeutiques par chimiogrammes et déterminerons s’ils modifient les signatures moléculaires de l’UPR.

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Titre : Evaluation d’une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans la Leucémie Aigüe Myéloïde. Tutrice : Marie-Hélène DAVID-CORDONNIER marie-helene.david@inserm.fr La leucémie aiguë myéloïde (LAM) est la leucémie la plus fréquente de l’adulte. Elle est caractérisée par un blocage de la différenciation en cellules hématopoïétiques matures. Son traitement repose encore principalement sur des chimiothérapies conventionnelles avec de nombreuses rechutes et un impact sur le pronostic vital du patient. Très peu de thérapies ciblées sont utilisées en clinique dans la LAM mais celles ré-induisant la différenciation hématopoïétique ont connu une percée toute récente dans seulement ~15% des LAM. La recherche de nouvelles cibles associées au blocage de la différenciation ou de la mort des cellules leucémiques et la détermination de leur mode d’action sont primordiaux pour espérer des progrès thérapeutiques. Le projet de M2R portera plus particulièrement sur l’évaluation d’une nouvelle cible potentielle sur modèles cellulaires de LAM. Les différents objectifs seront (1) la construction de lentivirus exprimant des shRNA dirigés contre la cible ou exprimant la cible elle-même, (2) l’évaluation des effets de l’invalidation de la cible par ces shRNA ou sa surexpression par transduction lentivirale des vecteurs construits sur la survie cellulaire et les processus de mort et enfin (3) d’établir des modèles cellulaires d’études par sélection de clones transduits. Les méthodologies mises en œuvre seront : clonage plasmidique, culture cellulaire, production et infections lentivirales, extractions de protéines/ARN, Western Blot, qRT-PCR, cytométrie en flux, immunohistochimie.

Sujet : Signature calcique de la synapse immunologique dans les leucémies aigues myéloïdes Co-tuteurs : Yasmine TOUIL, yasmine.touil@inserm.fr

Loïc LEMONNIER, loic.lemonnier@inserm.fr Le système immunitaire adaptatif participe à l’élimination ou à la dormance des cellules tumorales selon leurs propriétés intrinsèques (expression de certains récepteurs, statut prolifératif…). Néanmoins, des mécanismes immunosuppresseurs aboutissant à un échappement tumoral peuvent se mettre en place tels que la signalisation PD-1/PD-L1. Il est donc primordial de mieux comprendre le dialogue bilatéral entre les cellules du système immunitaire adaptatif et les cellules tumorales afin de prévenir les rechutes chez les patients. La signalisation calcique gouverne de nombreuses fonctions cellulaires et moléculaires et peut déterminer le devenir de la cellule tumorale mais également de la cellule souche tumorale : prolifération, apoptose et quiescence. Pour ce projet, nous proposons donc d’étudier la signature calcique de la synapse immunologique en présence de la signalisation PD-1/PD-L1 dans un contexte clinique de leucémies aiguës myéloïdes (LAM). Une meilleure connaissance de ces mécanismes régulateurs permettra d’offrir de nouvelles perspectives d’immunothérapies ou d’optimisation de protocoles de chimiothérapies actuellement utilisés en clinique.

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Titre : Longs ARNs non codants impliqués dans la résistance aux thérapies et la plasticité des cellules tumorales coliques. Tutrice : Bernadette NEVE – bernadette.neve@inserm.fr Les cancers colorectaux sont devenus la deuxième cause de mortalité liée au cancer en Europe. Ils présentent notamment un fort potentiel de dissémination métastatique et de résistance aux agents anticancéreux, ce qui est lié à la plasticité des cellules tumorales. Les longs ARNs non codants (lncARNs) jouent un rôle clé dans la régulation épigénétique et l’expression des gènes. Notre objectif est d’identifier parmi les lncARNs surexprimés dans les cancers colorectaux, ceux qui sont impliqués dans le maintien des propriétés des cellules souches, comme la capacité à s’auto-renouveler ou à se différencier, assorties des capacités prolifératives des cellules cancéreuses. Le projet de Master 2 consistera à analyser l’impact d’une invalidation d’un lncARN d’intérêt par la technique de CRISPR/Cas9 dans différentes lignées cellulaires afin d’identifier son rôle potentiel dans le phénotype souche. En particulier, nous envisagions de développer une méthode de cultiver des tumorosphères de façon mono-clonale. Cette méthode est bases sur l’ingénierie biologique Primo (Alvéolo, France) capable de capturer les cellules individuellement. Les approches méthodologiques utilisées seront les techniques histologiques, immunologiques (ex. cytométrie en flux), de biologie moléculaire (ex. RT-qPCR, CRISPR/Cas9), et de biologie cellulaire (ex. culture de sphères en condition non-adhérente).

Titre : Rôle de miR-21 dans le vieillissement et le processus de fibrose rénale Tutrice: Christelle CAUFFIEZ - christelle.cauffiez@univ-lille.fr Le vieillissement rénal, tout comme l’ensemble des maladies rénales chroniques indépendamment de leur origine, se caractérise par le développement de lésions de fibrose rénale et une perte de fonction qui peut, à terme conduire vers l’insuffisance rénale chronique terminale. Les microARN interviennent de manière cruciale dans le développement et de nombreux processus physiologiques et sont des outils précieux pour le diagnostic et le pronostic de plusieurs maladies rénales De plus, une modulation de leur expression a été démontrée dans diverses maladies rénales. En particulier, miR-21 est un microARN ubiquitaire semblant jouer un rôle ambivalent au cours des lésions rénales, protecteur à la phase précoce d’une agression rénale aiguë et délétère lorsque le processus se prolonge dans le temps. Des résultats préliminaires de l’équipe ont permis de montrer que l’expression de miR-21 est augmentée au cours du vieillissement (souris 18 mois versus souris de 3 mois). Afin d’appréhender le rôle de miR-21 dans le vieillissement rénal et le développement des lésions de fibrose associées, des prélèvements sanguins et rénaux ont été réalisés chez des souris sauvages et déficientes pour miR-21 âgées de 3, 6, 12, 18 et 24 mois. L’objectif principal de ce projet consistera ainsi à évaluer l’intensité de marqueurs de fibrose (expression transcriptomique et protéique de composants de la matrice extracellulaire, analyses histologiques) et de sénescence (activité b-galactosidase, expression de p21, p16…) sur ces échantillons issus d’animaux d’âges différents. Par ailleurs, les mécanismes moléculaires mis en jeu seront évalués dans un modèle cellulaire par des études de perte et gain de fonction.

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Titre: Exploration des mécanismes de résistances aux thérapies ciblées dans la Maladie de Waldenström

Tutrice : Stéphanie POULAIN - Stephanie.POULAIN@CHRU-LILLE.FR / stephanie.poulain@univ-lille.fr

La Maladie de Waldenström (MW) est une hémopathie lymphoïde chronique B rare. La mutation gain de fonction MYD88L265P est identifiée chez 90% des patients (pt). L’utilisation de l’ibrutinib, inhibiteur de la kinase BTK activée par MYD88 et l’émergence d’autres thérapies ciblées (inhibiteur de PI3K ou de Bcl2) a marqué un cap décisif dans la prise en charge thérapeutique de la MW. Des résistances sont toutefois décrites. Une dépendance fonctionnelle de ces cellules résistantes à d’autres voies de signalisation peut apparaitre devenant ainsi le « talon d’Achille » de la cellule tumorale pour une autre thérapie ciblée. C’est le concept de létalité synthétique. Mieux comprendre ces mécanismes de résistance est donc nécessaire pour optimiser les nouvelles combinaisons thérapeutiques. L’objectif du projet est d’analyser les mécanismes de résistance aux thérapies ciblées dans la MW. Des lignées cellulaires de MW résistantes aux principales thérapies ciblées sont disponibles. Une étude de l’évolution clonale sera réalisée par des techniques de génomique à haut débit. A partir de cette caractérisation moléculaire, les mécanismes de létalité synthétique seront recherchés à partir des réseaux fonctionnels dérégulés afin d’identifier de nouvelles classes ou combinaison thérapeutiques actives sur les cellules résistantes. Les facteurs de résistances identifiés dans les modèles seront validés par l’étude de cellules primaires de pts résistants (accès aux biobanques protocolaires nationales). Ce projet devrait permettre d’identifier de nouveaux biomarqueurs théranostiques et d’optimiser l’association de nouvelles classes thérapeutiques dans la MW en exploitant le concept de létalité synthétique. Méthodologies envisagées : culture cellulaire, séquençage à haut débit (whole exome sequencing et/ou NGS ciblé, single cell), GEP et validation des cibles en QPCR et expression en cytométrie en flux, drug screening …

Title: EMT mechanism and stem cell state in pancreatic cancer and their implication in chemo resistance to FOLFIRINOX.

Tutor: Kaja BALCER - Kaja.balcer@gmail.com

Pancreatic adenocarcinoma (PDAC) is likely to become the most frequent cause of cancer related mortality within the next 10 years, with a 5 years survival rate inferior to 10 %. The silent nature of the disease and its poor prognosis lead to a late diagnosis for 80 % of the patients, i.e. when it is unresectable (locally advanced or metastatic). Even when patients are up for surgery followed by adjuvant chemotherapy, 90 % of them present local or systemic recurrence. Recently, FOLFIRINOX (5 FU, OXALIPLATIN and IRINOTECAN) was described as the more efficient chemotherapy in neo-adjuvant, adjuvant and even metastatic cases compared to previous treatment by GEMCITABINE. FOLFIRINOX also demonstrated its efficacy in downstaging borderline and locally advanced tumors, allowing patients to undergo surgery. Unfortunately, a majority of patients become resistant to chemotherapy, leading to a spread of the disease with the occurrence of metastasis. In order to demonstrate the acquisition of resistance, several research teams studied in vitro models resistant to GEMCITABINE. Indeed, it was the first chemotherapy used in patients with PDAC. Those models revealed that epithelial-mesenchymal transition (EMT) is one of the mechanism responsible for resistance to this drug. The alteration from one state to another is not total and gets through a stem cell state, which is more mobile and tends to lead to a systemic spread of the cancer cells. Lately, our research team in INSERM Lille, succeeded in creating in vitro cellular models resistant to FOLFIRINOX, which was not achieved anywhere before. This breakthrough allows to run a new series of research, about how the chemoresistance to FOLFIRINOX is acquired. Our hypothesis is that EMT is the principal mechanism of resistance associated to the gain of stem cell characteristics, similar to what we observe with GEMCITABINE. To assess the role of EMT, we will observe the behavior of transcription factors involved, such as ZEB-1, SLUG, SNAIL and TWIST. They suppress the epithelial cell’s characteristics and activate mesenchymal ones. On one hand, there is a decrease of the E-Cadherine and Occludine with loss of cell polarity and shape. On the other hand there is an increase of the N-Cadherine, Vimentine and Fibronectine with the apparition of mobile spindle shaped cells. Lastly, we will assess the apparition of stem cells during EMT by measuring the expression of ABCG2 pump and their mobility. The long term goal of this study, is to understand the mechanisms of resistance to FOLFIRINOX in order to find how to inhibit them and lengthen patients’ survival.

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Titre : Etude de l’impact de MUC1 et d’HIF1α sur l’oxydation des acides gras dans le cancer du rein. Tuteur : Viviane GNEMMI - viviane.gnemmi@univ-lille.fr MUC1 est une mucine membranaire qui est surexprimée dans deux tiers des cancers et est associée à un mauvais pronostic. HIF1α (Hypoxia Inducible Factor) est une protéine majeure impliquée dans le métabolisme cellulaire (activation de la glycolyse, d’AMPK…) et dans le carcinome rénal à cellules claires (CRCC). Une boucle de régulation positive existe entre MUC1 et HIF1α : MUC1, est un gène cible de HIF1α et MUC1 est capable d’activer la transcription de HIF1α. Le CRCC est parfois considéré comme une « maladie métabolique » avec altération des métabolismes des lipides, des glucides et de la glutamine et est caractérisé par un cytoplasme chargé de vacuoles de lipides. Notre équipe a montré une surexpression de MUC1 et d’HIF1α dans le CRCC. Notre hypothèse est que MUC1 et HIF1α inhibent l’oxydation des acides gras (FAO) et donc favorisent l’accumulation de lipides au niveau du cytoplasme. Dans cette étude, des lignées cancéreuses et non cancéreuses rénales (qui surexpriment ou non MUC1) seront soumises à une hypoxie ou à une stimulation par le TGFβ. L’expression des enzymes impliquées dans le processus de FAO (qPCR, IHC/IF), les fonctions mitochondriales (génération d’espèces réactives de l’oxygène, respiration mitochondriale) et une coloration par le rouge à l’huile seront réalisés. Dans un second temps, une étude sur tissus de souris et/ou humains sera envisagée selon les premiers résultats obtenus in vitro. Notre but est de mieux comprendre les rôles potentiels de MUC1 et d’HIF1α dans le métabolisme des CRCC. Mots-clés: MUC1, fatty acid oxidation, metabolic reprogramming, renal clear cell carcinoma.

Sujet: Criblage fonctionnel des canaux de type TRP au cours de l’activation endothéliale par des facteurs inflammatoires. Tutrice: Dimitra GKIKA - dimitra.gkika@univ-lille.fr L’activation des cellules endothéliales est essentielle à l'infiltration dans les tumeurs solides des cellules de l'immunité circulant dans le sang. Les canaux ioniques sont récemment émergé comme des cibles thérapeutiques anti-cancéreuses ainsi que comme des médiateurs de signaux moléculaires affectant les fonctions physiologiques des cellules endothéliales,telles que la prolifération, la migration ,la tubulogenèse et la perméabilité vasculaire.Ce projet émergent a pour but l’identification et la caractérisation des canaux de type TRP (Transient Receptor Potential) qui participent à l’activation de l’endothélium en réponse ou non aux cytokines proinflammatoires. L’étudiant(e) en Master étudiera ainsi la régulation d’expression des TRP dans les cellules endothéliales en réponse à des facteurs inflammatoires au niveau des transcrits par qPCR quantitative et protéique par immunoblots et imagerie confocale. Le rôle des candidats TRP intéressants dans l’activation des cellules endothéliales sera ensuite étudié par approches d'activation/inhibition en suivant le profil d’expression de récepteurs d'adhérence des leucocytes par qPCR ainsi que, fonctionnellement, leur capacité à moduler l’adhérence des cellules immunes à l'endothélium en conditions statiques et sous perfusion microfluidique. Ce projet sera réalisé en collaboration avec le Dr Soncin au sein de l'équipe de microtechnologies du CNRS UMI2820-LIMMS-IIS-SMMiL-E project à l'IRCL

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Sujet: Paucimannose glycan recognition by antibodies: structure and specificity Tutrice : Julie BOUCKAERT - julie.bouckaert@univ-lille.fr Today, human protein paucimannosylation have received much attention (https://doi.org/10.1111/brv.12548). Paucimannoses are often called immature N-glycans because they bear only one to three mannosides, still little is known about their biosynthesis. They have been described in a quantitative proteomics study as being significantly enriched in human cancers (https://doi.org/10.1002/pmic.201900010). In particular, they form significant biomarkers in colorectal cancer and were found to temper tumorigenic processes in glioblastoma multiforme (GBM). A monoclonal IgM antibody triggers glioblastoma cells to overexpress a giant cell adhesion and signalling molecule, AHNAK, with which it interacts via its paucimannosylated epitopes. AHNAK was identified as a PauciMannose-carrying Protein (PMP) and as a tumor suppressor in GBM. Synapsin-1 is another major PMP identified in aging mouse brain. A pull-down of PMPs from cell cultures using a high-affinity lectin, FimH, is envisioned reveal new PMPs structures from GBM. We will set up the recombinant protein production in glycosylation-sensible cells and make use of in-house antibody-PMP complexes for crystallization and molecular modelling, to make the first steps in gaining insights in these unknown and recently discovered molecular interactions.

Sujet : Rôle de la O-GlcNAcylation dans la réponse à la chimiothérapie au 5-Fluorouracile dans le cancer colorectal Tuteur : Ikram EL YAZIDI – ikram.el-yazidi@univ-lille.fr La O-GlcNAcylation des protéines est une modification post-traductionnelle augmentée dans les cancers colorectaux (CCR) et les désordres métaboliques. Le 5-FU est administré comme chimiothérapie dans le traitement du CCR avancé et métastatique. Une étude clinique établit une corrélation entre la mortalité par CCR au stade III, la récidive après traitement 5-FU et un régime riche en glucides. D’autres études montrent le lien entre cette récidive et désordres métaboliques. Afin d’appréhender la chimiorésistance au 5-FU, nous proposons de décrypter les relations moléculaires entre cette glycosylation simple qu’est la O-GlcNAcylation et cette résistance. Le sujet a pour but d’identifier les acteurs régulés par O-GlcNAcylation et impliqués dans la réponse au 5-FU par des études transcriptomiques et glyco-protéomiques. Ces recherches seront menées sur des cellules normales ou cancéreuses coliques humaines, sensibles ou résistantes au 5-FU et des tissus tumoraux. Nous compléterons ces études par des analyses sur un modèle de souris mimant les CCR humains. Pour tous les groupes de souris, traités ou non avec des régulateurs de la O-GlcNAcylation en présence ou non de 5-FU, des quantifications d'ARNm par Q-PCR en temps réel pour les acteurs de la voie du 5-FU seront réalisées. De même, les taux et la distribution subcellulaire des protéines correspondantes et les niveaux de O-GlcNAcylation seront analysés par Western-blot et immunohistochimie. La confrontation des résultats obtenus in vitro et in vivo contribuera à la compréhension du rôle de la O-GlcNAcylation dans les mécanismes de résistance du cancer colorectal au 5-Fluorouracile.

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Sujet: Régulation de la machinerie basale de transcription par O-GlcNAcylation de TBP

Tuteur: Stéphan HARDIVILLE – stephan.hardiville@univ-lille.fr

L'expression génique est réalisée par 3 ARN polymérases nécessitant un complexe de pré-initiation (PIC) pour initier la transcription. Parmi la variété de facteurs formant un PIC fonctionnel, la TATA-Box Binding Protein (TBP) était considérée comme une plate-forme universelle d'assemblage ne participant pas à la régulation de l’expression des gènes. De nouvelles données place TBP au cœur d'une régulation dynamique de l'initiation de la transcription. En effet, TBP est modifiée par O-GlcNAcylation qui est une modification post-traductionnelle dynamique et réversible impliquée dans une pléthore de processus biologiques. Elle est considérée comme un « senseur nutritionnel » et sa dérégulation est associée à diverses maladies métaboliques. Nos résultats montrent que la O-GlcNAcylation du résidu T114 de TBP bloque la formation du complexe B-TFIID et altère ainsi la dynamique d’interaction de TBP avec la chromatine. Grâce à la méthode CRISPR/Cas9 nous avons montré que l’invalidation de ce site impacte l’expression de 408 gènes et est associée à une profonde modification du métabolisme lipidique. Par ailleurs, les analyses transcriptomiques de la lignée cellulaire invalidée pour la glycosylation du site T114 de TBP et des colons de rats diabétiques montrent que la voie Wnt/ -caténine impliquée dans la survenue du CCR est fortement altérée dans ces deux modèles. Le projet a pour but d’étudier les mécanismes moléculaires de régulation de la transcription par la O-GlcNAcylation dépendante de l’environnement nutritionnel de TBP et de leur effet sur la physiologie et le métabolisme cellulaire dans un contexte de pathologies métaboliques. Les méthodologies utilisées seront: SDS-PAGE, immunoblotting, PCR, immunoprecipitation de la chromatine, immunofluorescence, FRET et culture cellulaire (lignées et culture 3D d’organoïdes colorectals sains et cancéreux).

Sujet : Régulation de l’expression et de l’activité pro-tumorale de la HS3ST3B dans les cellules de cancer du sein Tuteur : Fabrice ALLAIN – fabrice.allain@univ-lille.fr Les héparanes sulfates sont des glycanes sulfatés dont la biosynthèse et les propriétés sont souvent dérégulées dans le cancer. Il a récemment été reporté qu’une forte expression de la HS 3-O-sulfotransférase-3B (HS3ST3B) est associée à un mauvais pronostic chez certains patients. Au laboratoire, nos premiers travaux ont montré que la surexpression de cette enzyme dans les cellules de cancer du sein MDA-MB-231 augmente leurs propriétés de survie et de migration/invasion. Dans ce projet, nous envisageons de poursuivre ces travaux en étudiant la régulation d’expression de la HS3ST3B dans différentes lignées de cancer du sein afin de savoir si ses effets sont dépendants du sous-type moléculaire des cellules et/ou d’un environnement inflammatoire. Puis, nous vérifierons si l’expression de la HS3ST3B est responsable de l’émergence de clones résistants aux chimiothérapies conventionnelles, et/ou si les mêmes anticancéreux ne provoquent pas une adaptation des cellules tumorales en induisant l'expression de la HS3ST3B. A plus long terme, l’aboutissement de ce projet devrait montrer que l'expression de la HS3ST3B dans les cellules tumorales est un mécanisme d’adaptation des cellules cancéreuses en leur confèrant un phénotype plus agressif et plus résistant aux traitements anticancéreux.

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Titre: Vaisseaux-sur-puces pour l'étude de la perméabilité capillaire et de l'infiltration immune modulées par les thérapies anti-cancéreuses. Tuteur: Fabrice SONCIN - fabrice.soncin@inserm.fr

Les vaisseaux sanguins forment une barrière au passage efficace des

cellules immunes et des thérapies vers les tissus tumoraux. Les vaisseaux sanguins sont également à l’origine de l'angiogenèse, la mise en place de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux préexistants. Nous créons des vaisseaux-sur-puces qui permettent, d’une part, de reproduire en 3D un vaisseau sanguin initial composé de cellules endothéliales et périvasculaires et, d'autre part, de moduler sa perméabilité et son état d'activation envers les cellules de l'immunité.

Le projet de M2R consiste à: - optimiser le modèle de vaisseau-sur-puce avec une perfusion

microfluidique afin d'y reproduire le flux sanguin et la circulation de cellules immunes,

- étudier l'attachement au vaisseau et la migration trans-endothéliale de cellules de l'immunité en fonction des conditions de flux, de perméabilité induite, de l'état de la jonction endothéliale et de la présence et de la densité des cellules périvasculaires autour du vaisseau,

- étudier le rôle de cytokines proinflammatoires et de thérapies anti-cancéreuses modulant la perméabilité capillaire sur ces interactions cellulaires.

Ce projet sera encadré par un biologiste dans une équipe pluridisciplinaire. Il s'adresse à un.e étudiant.e interessé.e par les aspects d'organes sur puce et de microfluidique appliqués à la biologie et souhaitant poursuivre sur une thèse d'Université.

Title: Role of the mitochondrial protein import machinery in angiogenesis in health and disease Tutor: Anna Rita CANTELMO - anna-rita.cantelmo@univ-lille.fr Mitochondria exert central functions in bioenergetics, metabolism, and apoptosis. The correct function of these organelles requires the import of > 1000 nucleus-encoded proteins as the mitochondrial genome provides only 13 proteins. A key component of the mitochondrial protein import machinery is the evolutionarily conserved Mia40/CHCHD4 oxidoreductase that catalyzes the oxidative folding of targeted proteins after they cross the outer mitochondrial membrane. This mechanism is finely tuned and it is affected in disease. Using a multidisciplinary approach, combining molecular and cellular biology, and in vivo mouse models, this project aims at i) studying the role and functional relevance of Mia40/CHCHD4 in endothelial cells, and ii) characterizing the signaling pathways that impact on the Mia40/CHCHD4-dependent import pathway in angiogenesis in disease. The working hypothesis is that aberrant activity of this import pathway drives pathological angiogenesis. The results generated with this project promise to provide unprecedented insights that will be useful for the development of novel therapeutic strategies for a variety of human diseases characterized by dysfunctional vasculature, such as cardiovascular disorders and cancer.

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Titre : Influence des vésicules extracellulaires tumorales mammaires sur la réponse microgliale dans le développement de métastases cérébrales. Tuteur : Christophe LEFEBVRE - christophe.lefebvre@univ-lille.fr La majorité des tumeurs intracrâniennes se développe du fait de métastases cérébrales (dissémination viscérale des cellules cancéreuses). Dans ce contexte, il est établi que la microglie (macrophages résidents du parenchyme nerveux) est influencée par des facteurs tumoraux primaires afin de contribuer à la préparation de niches métastatiques. Bien que tout cancer périphérique soit à même de développer ces métastases, les différents sous-types de cancer du sein représentent environ 20% des cas. La disponibilité de modèles sphéroïdes mixtes spécifiquement associés à ces sous-types de cancer du sein permet de reconstituer in vitro un microenvironnement tumoral. Celui-ci, constitué de cellules cancéreuses et de cellules immunitaires, sera étudié pour sa capacité à produire des signaux pro-métastatiques sous la forme de vésicules extracellulaires (VE) avant même que les cellules - dans un contexte qui serait in vivo - soient à même de migrer vers d’autres sites. Les VE produites seront isolées, caractérisées puis utilisées en tant que facteurs tumoraux périphériques pour activer la microglie. Leurs effets sur les profils inflammatoires et pro-tumoraux de la microglie seront évalués ainsi que sur la capacité microgliale à recruter les cellules tumorales primaires par chimiotactisme. L’objectif de ce projet sera donc de découvrir et identifier des signaux moléculaires précoces pouvant constituer de nouvelles voies thérapeutiques pour empêcher le développement métastatique.

Titre: Evaluation pré-clinique de l’utilisation de la Thérapie Photodynamique (PDT) médiée par le Rose Bengale (PV-10) dans les carcinomes épidermoïdes cutanés: Impact sur la régulation de la réponse immunitaire

Tuteur: Laurent MORTIER - Laurent.MORTIER@CHRU-LILLE.FR

Le carcinome épidermoïde (CE) de la peau, également appelé carcinome spinocellulaire, est la deuxième forme la plus courante de cancer de la peau, caractérisée par une croissance anormale et accélérée des cellules squameuses. Lorsqu’ils sont détectés tôt, la plupart des CE sont curables. Néanmoins, si on les laisse se développer ou s’ils ne sont pas traités précocement, ces lésions peuvent devenir invasives, se développer dans des couches plus profondes de la peau et se propager à d’autres parties du corps. Dans ce contexte, les patients ont, pour une minorité d’entre eux, recours à un traitement dit « curatif » mais globalement, les résultats obtenus dans le traitement tardif des CE sont décevants et ont engagé les chercheurs dans le développement d’une nouvelle approche thérapeutique translationnelle : la thérapie photodynamique (PDT). En effet, de façon intéressante, l'utilisation de la PDT, basée sur l'utilisation d'un photosensibilisateur (PS) et d'une lumière d'une longueur d'onde spécifique, présente un intérêt croissant dans le domaine de l'oncologie. Ainsi, l’objectif principal de ce projet sera d’étudier, en plusieurs étapes, la faisabilité, et l’intérêt oncologique d’une utilisation de la PDT adjuvante médiée par un PS modifié [le Rose Bengale modifié: PV-10] pour traiter les CE cutanés. En conclusion, ce projet de M2R vise à évaluer, en amont d’un essai clinique, l’utilisation de la PDT médiée par le PV-10, en étudiant (i) l’efficacité du traitement à lyser les cellules tumorales de CE cutanés; (ii) les mécanismes de mort induit par cette modalité de PDT en analysant le cycle cellulaire, l’apoptose et la nécrose et enfin (iii) l’impact de cette thérapie anti-tumorale sur la regulation de la réponse immunitaire humaine.

Parcours Immunité, Inflammation et Infection

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Title: Dissecting key factors for apicomplexan parasite proliferation using Toxoplasma gondii as a model. Supervisor: Mathieu GISSOT - mathieu.gissot@pasteur-lille.fr

Toxoplasma gondii is responsible for toxoplasmosis, a disease of importance for pregnant women and immuno-deficient patients. T. gondii is an eucaryotic unicellular pathogen member of the apicomplexa phylum which includes other parasites of medical and veterinary interests. The pathogenesis of these parasites is based on their ability to divide in order to multiply efficiently and rapidly while producing a large number of parasites. The division of these parasites is controlled by the centrosome. However, the composition and centrosome structure of apicomplexes remains largely unknown suggesting the presence of a large number of apicomplex-specific proteins. Using T. gondii as a model Apicomplexa, we propose to dissect the role of new centrosomal proteins that were identified in a previous study [1]. We will produce mutants for centrosomal proteins and inspect their localization together with known markers of the centrosome using state-of-the-art imaging techniques. The consequences of the conditional expression of these proteins will also be examined. The selected trainee will gain significant experience in molecular and cellular biology. In the longer term, this study aims at identifying new therapeutic targets for future therapies against these parasites. 1. Khelifa AS, Guillen Sanchez C, Lesage KM, Huot L, Mouveaux T, Pericard P, et al. TgAP2IX-5 is a key transcriptional regulator of the asexual cell cycle division in Toxoplasma gondii. Nat Commun. 2021;12: 116. doi:10.1038/s41467-020-20216-x

Titre: Etude moléculaire du processus d’enkystement/dékystement du parasite intestinal Blastocystis Tuteur: Eric VISCOGLIOSI : eric.viscogliosi@pasteur-lille.fr Blastocystis est un protozoaire anaérobie parasitant le tube digestif de l’Homme et responsable de troubles gastro-intestinaux. Il est l’unicellulaire eucaryote le plus fréquemment trouvé dans les selles humaines en faisant ainsi un parasite d’intérêt majeur en santé publique. La forme de transmission du parasite, principalement par voie féco-orale, est le kyste alors que la forme infectieuse trouvée dans le côlon est la forme vacuolaire extra-cellulaire. Dans le climat hostile de l’interaction entre Blastocystis et son hôte, l’enkystement/dékystement du parasite représente une étape clé de la colonisation et du cycle biologique du parasite. A ce jour, aucune donnée n’est disponible concernant les molécules impliquées dans ce mécanisme qui est vital pour le parasite. Le projet proposé aura donc d’abord pour but d’induire in vitro l’enkystement de Blastocystis à partir des formes vacuolaires en culture à l’aide de drogues ou en faisant varier les conditions de culture. La viabilité, la nature et la composition des formes kystiques obtenues seront analysées via différentes approches. Ces kystes permettront ultérieurement le développement d’un modèle animal de blastocystose. En parallèle, des approches de transcriptomique/ protéomique réalisées dans différentes conditions et pour plusieurs sous-types permettront de compléter cette identification et de suivre l’expression des gènes impliqués dans l’enkystement/dékystement du parasite. Enfin, certaines des protéines identifiées pourront faire l’objet d’une analyse préliminaire sur un plan phylogénétique et structural en vue d’un éventuel ciblage thérapeutique.

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Titre: Characterization of a new Toxoplasma gondii protein family essential for parasite proliferation.

Tuteur: Emmanuel ROGER - emmanuel.roger@univ-lille.fr

The phylum Apicomplexa groups unicellular, obligate, intracellular protozoan parasites that cause medically and veterinary important diseases, like Toxoplasma gondii responsible for toxoplasmosis. Each stage of the T. gondii life cycle is characterized by a specific expression profile implying tight regulation of gene expression. Recently, we have functionally characterized an ApiAP2 transcription factor named TgAP2IX-5, which is a master regulator of cell cycle dependent expression [1]. It does so by binding to the promoter of hundreds of genes and controlling activation of the S/M-specific cell cycle expression program [1]. Amino acid sequence analysis of TgAP2IX-5 reveals that, in addition to the AP2 DNA binding domain, the protein encodes a new unknown domain (named Domain1). Preliminary data strongly suggests that Domain1 is functional and essential for parasite growth. We found that Domain1 is present, in addition of TgAP2IX-5, in 3 hypothetical proteins in T. gondii and we hypothesize that these proteins may play a crucial role in parasite survival. We therefore propose to characterize the role of this new Apicomplexa-specific family of proteins. We will produce mutants for these Domain1-containing proteins and performed standardized assays to asses their ability to proliferate in vitro. To determine if the protein bind DNA, Chip-Seq will be performed. Moreover, to test whether Domain1 binds DNA, we will perform in vitro experiments like EMSA.The selected trainee will gain significant experience in cellular and molecular biology. In addition, we may discover new drug targets that will led to new therapeutic strategies. 1. Khelifa AS, Guillen Sanchez C, Lesage KM, Huot L, Mouveaux T, Pericard P, et al. TgAP2IX-5 is a key transcriptional regulator of the asexual cell cycle division in Toxoplasma gondii. Nat Commun. 2021;12: 116. doi:10.1038/s41467-020-20216-x

Titre: Implication des métabolites produits par le microbiote digestif dans l’altération des défenses macrophagiques contre Pseudomonas aeruginosa. Tuteur: Rémi LE GUERN - e-mail : remi.leguern@chru-lille.fr Le microbiote digestif participe au développement et au maintien des mécanismes de défense de l’hôte lors d’une infection bactérienne pulmonaire. La synthèse de certains métabolites par le microbiote est altérée en cas de dysbiose digestive, et elle est associée à une susceptibilité accrue à l’infection pulmonaire. Des travaux menés dans l’équipe OpInfIELD (U1019) ont montré une diminution de la concentration en acides gras à chaîne courte (AGCC) et en métabolites du tryptophane suite à une dysbiose induite par une antibiothérapie. Les AGCC (butyrate, propionate, acétate) et certains métabolites du tryptophane (sérotonine, indole-propionate, indole-3-carboxaldehyde) sont connus pour moduler la réponse macrophagique notamment en inhibant l’activation de l’inflammasome. L’objectif de ce travail est d’évaluer l’impact de ces métabolites séparément et/ou en association sur la réponse macrophagique à l’infection par Pseudomonas aeruginosa. Des macrophages humains (lignée U937 différenciée par du PMA pendant 48 heures et des cellules primaires dérivées de monocytes) seront stimulés par différents métabolites digestifs, puis infectés par P. aeruginosa. Les métabolites digestifs seront d’abord testés isolément pour une première étape de criblage, puis en combinaison à des concentrations physiologiques. Les paramètres évalués seront l’efficacité de la phagocytose et la réponse cytokinique pro-inflammatoire. Le rôle de l’inflammasome NLRP3 dans l’effet de ces métabolites sera également évalué. Les résultats obtenus in vitro permettront de mieux comprendre le lien existant entre altération du microbiote digestif et modulation de la réponse immunitaire pulmonaire.

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Titre : Développement d'un modèle de culture tridimensionnelle (3D) à partir de côlon humain comme modèle in vitro de cryptosporidiose Tuteur : Gabriela CERTAD – gabriela.certad@pasteur-lille.fr Les parasites du genre Cryptosporidium (Apicomplexa) sont des protistes cosmopolites infectant le tractus gastro-intestinal d’un grand nombre de vertébrés dont l'homme. La cryptosporidiose est une maladie opportuniste émergente à fort impact chez le patient immunodéprimé, chez qui elle peut devenir chronique voire létale. Récemment, nous avons mis en évidence que l'espèce Cryptosporidium parvum était par ailleurs dotée d’un pouvoir carcinogène chez la souris, induisant chez celle-ci le développement d'adénocarcinomes digestifs invasifs. Cependant les mécanismes par lesquels ce parasite induit le développement de ces lésions cancéreuses restent non élucidés. Nous proposons de réaliser une étude pour répondre à la question suivante : est-ce que l’infection expérimentale par le parasite est capable de se développer dans un explant d’intestin humain et surtout est-elle capable d’induire le développement de néoplasies in vitro ? Pour se faire des morceaux de colons humains prélevés en routine pendant l’acte chirurgical seront conservés dans un milieu de culture spécial avant la mise en culture. Un modèle de culture en trois dimensions (3D) sera standardisé. Des approches histologiques et moléculaires seront utilisées pour évaluer la viabilité du tissu, l’infection par différentes espèces de Cryptosporidium et le développement de lésions néoplasiques. En parallèle, des approches moléculaires seront réalisées afin d'identifier des mécanismes impliqués dans la transformation cancéreuse des cellules épithéliales.

Titre : Réponses antivirales et inflammatoires des cellules épithéliales respiratoires néonatales à l’infection à VRS et RV dans un modèle murin.

Tutrice : Stéphanie LEJEUNE, stephanie.lejeune@chru-lille.fr

Les premières années de la vie se caractérisent par une susceptibilité aux virus pneumotropes, comme le virus respiratoire syncytial (VRS) et les rhinovirus (RV). De plus, plusieurs études épidémiologiques ont montré une association entre une infection précoce à VRS ou RV et l'évolution ultérieure vers un asthme. Cette période coïncide également avec le développement du système immunitaire, en particulier muqueux. À la naissance, il a été montré dans des modèles murins, un défaut de maturation des cellules dendritiques (DC) myéloïdes en réponse à l’infection, une réponse lymphocytaire T préférentielle de type Th2 (pro-allergisante). Les cellules épithéliales respiratoires (CER), cellules sentinelles jouant un rôle clé dans les premières étapes de l’infection présentent in vitro des spécificités de réponse chez le nouveau-né, comme suggéré par des travaux préliminaires menés dans le laboratoire : défaut d’expression de certains récepteurs de reconnaissance virale, modulation de la réponse Th2 différente entre le VRS et le RV. L’objectif du projet de Master 2 est de confirmer ces données dans un modèle murin d’infection chez le souriceau avec l’inoculation de VRS et de RV. Nous étudierons les réponses anti-virales et inflammatoires du poumon (IFN de type I et III, chimiokines et alarmines) ainsi que l’expression des principaux gènes d’intérêt au sein des cellules pulmonaires triées : cellules épithéliales bronchiques, macrophages et DC obtenues soit par microdissection soit par tri par cytométrie en flux. Sur ces différents échantillons, nous analyserons l’expression des ARNm et protéines en ciblant les principaux éléments de la réponse anti-virale et inflammatoire à ces virus. Des modèles de coculture CER/DC seront utilisés pour préciser les interactions cellulaires propres à ce contexte néo-natal. A terme, ces expérimentations devraient permettre de caractériser le défaut de réponse des CER et de déterminer s’il existe des spécificités de réponse au VRS et au RV. Cette étude permettra ensuite d’envisager la répétition du modèle d’infection chez des souriceaux ayant un prédisposition Th2, par sensibilisation in utero aux acariens de la poussière de maison.

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Titre : Des nanoparticules à base d’oligosaccharides pour éradiquer la tuberculose.

Tuteur : Arnaud MACHELART, arnaud.machelart@inserm.fr

Mycobacterium tuberculosis, l’agent infectieux responsable de la tuberculose, tue chaque année 1,6 millions de personnes. Si la mortalité associée à la pathologie est en déclin, la lutte contre l’émergence de souches multi-résistantes au traitement antibiotique s’annonce comme le grand challenge de ces prochaines décennies dans le domaine de la santé publique. Le traitement actuel, administré par voie orale, est contraignant, couteux et responsable de nombreux effets indésirables. Dans ce projet de recherche, nous proposons d’utiliser des nanoparticules originales à base d’oligosaccharides (poly--cyclodextrines ou pCD) pour améliorer les traitements actuels contre la tuberculose. Ce projet ambitieux est interdisciplinaire et repose sur de solides preuves de concept. Pour répondre à nos questions, nous utiliserons des technologies de pointes comme la cytométrie en flux et la microscopie à haut contenu. Nous avons démontré que l’encapsulation d’antibiotique dans ces nanoparticules et leur administration directement dans les poumons, l’organe principalement touché par la tuberculose, augmentaient considérablement l’efficacité du traitement en faveur de l’administration par voie orale chez la souris. Nous avons observé que ces nanoparticules étaient phagocytées par les macrophages alvéolaires. Etant donné que ce type cellulaire est l’une des principales cibles de la bactérie, cela démontre que l’administration pulmonaire de ces particules chargées d’antibiotiques permet la vectorisation de ceux-ci, non seulement dans l’organe infecté, mais directement dans la cellule hôte permettant un meilleur ciblage de l’agent infectieux. De manière intéressante, nous avons découvert que ces particules « nues » (en l’absence d’antibiotique) avaient la particularité intrinsèque d’améliorer les défenses de l’hôte et donc de diminuer la charge bactérienne. Sur base de ces résultats publiés en 2019 (Machelart et al., ACS Nano 2019), nous proposons dans ce projet de recherche d’étudier en profondeur, au niveau fondamental et appliqué, ces observations. Dans ce projet, nous voulons développer un outil qui permettra d’améliorer le traitement contre la tuberculose en – augmentant la biodisponibilité des antibiotiques actuels au site d’infection et – en stimulant les défenses de l’hôte (thérapie dirigée par l’hôte). A travers ce projet, le candidat aura l’opportunité d’acquérir de nombreuses compétences dans différents domaines comme la microbiologie cellulaire, la manipulation d’agents infectieux, l’expérimentation animale et la microscopie à haut contenu.

Titre : Impact des protozaires sur le microbiote intestinal des ruminants

Tutrice : Magali CHABE – magali.chabe@univ-lille.fr

La prise de conscience du rôle du microbiote intestinal dans la biologie et la santé de son hôte s'est accrue ces dernières années. Chez les ruminants, les altérations du microbiote sont par exemple à l’origine d’une dégradation de la fonction digestive et impliquées dans diverses pathologies (diarrhées, acidose, mammites, métrites…). Cependant, la plupart des recherches sur le microbiome (incluant bactéries, archées, virus et eucaryotes) se concentre sur les bactéries et, dans l'ensemble, nous savons peu de choses sur le rôle des eucaryotes associés à l'hôte en dehors du domaine de la Parasitologie. L’objectif de ce projet de recherche est d’évaluer l’impact des protozoaires intestinaux sur le microbiote intestinal bovin, et en particulier deux parasites : Cryptosporidium spp., pathogène entérique zoonotique bien connu des éleveurs car responsable de diarrhées chez les jeunes veaux, et Buxtonella sulcata, un parasite à la pathogénicité incertaine qui pourrait être la cause de colites ulcératives et également de diarrhées. Au cours de ce stage, l’étudiant(e) explorera l’impact de l’infection par Cryptosporidium spp. et/ou Buxtonella sulcata sur le microbiote intestinal de vaches en mettant en œuvre la détection moléculaire de ces parasites (l’ADN fécal de plus de 2000 animaux est déjà disponible au laboratoire), ainsi que l’analyse des résultats de métagénomique 16S en fonction de la présence de ces protozoaires par des méthodes statistiques et bioinformatiques (analyse de données de séquençage). Mots-clés : microbiote intestinal, ruminants, métagénomique 16S, microeucaryotes intestinaux, protozoaires, Cryptosporidium spp., Buxtonella sulcata

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Titre : Etude in vivo de la réponse plaquettaire induite par Aspergillus fumigatus au cours de la BPCO

Tutrice : Emilie FREALLE– emilie.frealle2@univ-lille.fr

Les plaquettes sont maintenant des médiateurs reconnus de la réponse immune. Leur implication dans la réponse anti-Aspergillus, et la susceptibilité des patients atteints de Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) aux infections aspergillaires (colonisation, aspergillose pulmonaire chronique ou invasive) suggèrent que l’activation plaquettaire induite par Aspergillus pourrait participer à l’inflammation chronique pulmonaire et systémique observée au cours de la BPCO, et qui est associée au risque athérothrombotique et au développement de manifestations extra-pulmonaires chez les patients. Notre objectif est d’étudier in vivo la réponse plaquettaire associée au développement d’aspergillose au cours de la BPCO. L’aspergillose sera induite par inoculation intra-nasale de conidies d’Aspergillus fumigatus à des souris C57BL/6 exposées à la fumée de cigarette, avec ou sans administration orale de dexaméthasone, afin de mimer un traitement systémique par corticoïdes, qui est un des principaux facteur de risque d’aspergillose invasive chez des patients BPCO. La charge fongique pulmonaire sera quantifiée dans le LBA et dans les poumons par culture et qPCR à J2, J7 et J28. L’expression des marqueurs plaquettaires pulmonaires et sanguins sera évaluée par cytométrie en flux. Le recrutement plaquettaire pulmonaire sera étudié par immunohistochimie. Enfin, les concentrations plasmatiques de marqueurs plaquettaires seront déterminées par méthode ELISA et l’expression de miARN associés à l’activation plaquettaire et/ou à Aspergillus sera étudiée. In fine, cette étude devrait permettre d’améliorer nos connaissances sur la contribution d’A. fumigatus à l’inflammation plaquettaire chronique au cours de la BPCO, et sur l’implication potentielle de la réponse plaquettaire dans le développement d’infections aspergillaires.

Titre : Tabagisme et régime non équilibré : impact du stress oxydatif sur l’immunité pulmonaire. Tutrice : Muriel PICHAVANT – muriel.pichavant@pasteur-lille.fr Chez l’homme, l’exposition chronique à la fumée de cigarette conduit au développement d’une broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO). A l’heure actuelle, il n’existe aucun traitement, c’est pourquoi il est urgent de mieux comprendre la physiopathologie de la BPCO pour proposer de nouvelles approches thérapeutiques. Afin d’évaluer les mécanismes cellulaires et/ou moléculaires, nous disposons d’un modèle de souris exposées à la fumée de cigarette et de modèles cellulaires humains (macrophages). Le but du projet de M2 est (1) de caractériser les altérations mitochondriales induites par la fumée de cigarette dans les échantillons murins et humains, et (2) d’évaluer les effets d’anti-oxydants ciblant la mitochondrie sur la réponse inflammatoire. Les techniques employées seront la culture cellulaire, la PCR, l’ELISA,et le Seahorse.

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Titre : Analyse des cellules myéloïdes dans le traitement antibiotique des pneumonies bactériennes. Tutrice : Christelle FAVEEUW - christelle.faveeuw@inserm.fr Streptococcus pneumoniae provoque des pneumonies communautaires chez l'homme. Les bêta-lactamines sont des antibiotiques de 1ère intention contre ces infections. Cependant, la résistance à ces antibiotiques ne cesse d’augmenter. Pour pallier à ce problème, la modulation de l'immunité représente une piste pertinente. Notre hypothèse est que l'immunité innée, principalement les cellules myéloïdes, sont affectées par le traitement antibiotique de l’infection, accélérant ainsi l'activité antibactérienne du médicament. Nos 1ers résultats montrent des perturbations majeures de la granulopoïèse et monopoïèse dans la moelle osseuse de souris infectées avec S. pneumoniae et traitées par l’amoxicilline. Notre objectif est de caractériser phénotypiquement et fonctionnellement les neutrophiles et monocytes/macrophages pulmonaires et médullaires au cours d’un traitement antibiotique d’une infection à S. pneumoniae.Pour ce faire, nous utiliserons des modèles in vitro de génération des monocytes/macrophages et neutrophiles à partir de précurseurs de moëlle osseuse. Leurs phénotypes et leurs fonctions, telles la production de médiateurs inflammatoires et la phagocytose, seront analysés par cytométrie en flux, RT-PCR et ELISA. Ces études seront poursuivies ex vivo sur des monocytes, macrophages et neutrophiles pulmonaires et médullaires de souris infectées et traitées aux antibiotiques. Ainsi, cette démarche nous permettra d’identifier les effecteurs immunitaires contribuant à l’efficacité de l’antibiotique.

Sujet : Métabolites du tryptophane et cellules de l’immunité innée Tuteur : Odile POULAIN-GODEFROY – odile.poulain@pasteur-lille.fr Le système immunitaire assure un équilibre entre une réponse active pro-inflammatoire contre les pathogènes et une réponse tolérante envers d’autres antigènes dépourvus d’effets délétères. Il a été démontré que les métabolites du tryptophane étaient susceptibles de jouer un rôle important dans cette modulation de la réponse inflammatoire. En effet, l’indoléamine –2,3 dioxygénase (IDO1), enzyme qui catalyse la première étape de dégradation du tryptophane, est exprimée par les macrophages et les cellules dendritiques dans un contexte inflammatoire ou infectieux et son expression a été associée à la suppression de la réponse T. L’objectif du projet sera de caractériser la production des différents métabolites du tryptophane et l’expression des enzymes de la voie métabolique correspondante, en fonction du phénotype et de l’état d’activation des cellules de l’immunité innée : macrophages ou cellules dendritiques. L’objectif à plus long terme est de pouvoir intégrer le rôle des métabolites du tryptophane dans l’orientation et la modulation de la réponse immune pulmonaire, pour accéder à une meilleure compréhension des mécanismes mis en jeu dans les pathologies inflammatoires pulmonaires. Méthodologies : culture cellulaire, RT-qPCR, ELISA, immunohistochimie, FACS

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Titre : Effet d’une alimentation hyperprotéique sur le renforcement de la barrière intestinale dans la maladie aiguë du greffon contre l'hôte (GvHDa)

Tuteur : David SEGUY - david.seguy@univ-lille.fr

L’allogreffe de cellules souches hématopoïétiques (allo-CSH) après conditionnement myéloablatif par chimiothérapie ou radiothérapie, constitue le traitement de référence des hémopathies malignes. Chez ces patients, la maladie aiguë du greffon contre l’hôte (GvHDa), qui correspond à l’alloréactivité des lymphocytes T du donneur vis à vis des antigènes du patient, constitue la première cause de mortalité. Chez la souris, l’étude de la GvHDa a révélé l’importance de l’atteinte de l’épithélium intestinal et de la translocation consécutives au conditionnement dans l’apparition de la GvHDa. Chez les patients allogreffés, la dénutrition comme le jeûne augmentent le risque de GvHDa. Inversement, notre équipe a montré qu’une nutrition entérale débutée le lendemain de la greffe, probablement grâce à son action trophique sur l’intestin, diminue la fréquence et la gravité de la GVHDa. L’administration entérale de protéines, en particulier participe au maintien de cette trophicité. Nous souhaitons démontrer qu’une alimentation hyperprotéique débutée avant une allogreffe est capable de diminuer la prévalence et la sévérité de la GvHDa chez la souris. Des souris femelles B6D2F1 seront conditionnées par irradiation, puis recevront une allogreffe de moelle à partir de souris donneuses C57BL/6. Deux groupes de souris greffées recevront une alimentation ad libitum isoénergétique : soit hyperprotéique, soit normoprotéique. Seront évalués : la sévérité de la GvHDa (clinique, histologique et biologique), la morphologie, la perméabilité, la translocation microbienne, les modifications du microbiote, la synthèse protéique et la transcriptomique de l’intestin. Au-delà des applications thérapeutiques attendus pour les sujets justifiant d’une allo-CSH, ce concept pourra également profiter aux patients nécessitant une chimiothérapie intense et prolongée afin d’en limiter les dommages intestinaux.

Title: Establishement of a new model of long term 3D inverted organoid for better characterizing UC-associated intestinal fibrosis

Supervisor: Silvia SPECA - silvia.speca2@univ-lille.fr

Fibrosis is generally defined as an uncontrolled accumulation of extracellular matrix components (ECM), produced in response to a chronic and persistent inflammation by specific alpha smooth muscle actin (αSMA)-positive cells, known as myofibroblasts. At intestinal level, fibrosis is a common consequence of inflammatory bowel diseases (IBD), which include Crohn Disease (CD) and Ulcerative Colitis (UC). 56% of CD patients exhibits active and progressive fibrosis, which clinically arises as strictures and intestinal obstruction. Signs of ECM accumulation have been described also in UC patients, but exclusively at histological level. Nevertheless, obstructive symptoms are relatively rare in UC, thus, low attention has been addressed to fibrosis and data remain scarce. In this study, we propose to establish a new reliable ex vivo model for investigating intrinsic mechanisms of intestinal fibrosis in UC. This model will consist on the generation of inverted apical-out intestinal organoids (IO), a long-term stem cells-derived 3D multicellular system. In order to mimic pathogenesis of intestinal fibrosis, IO from UC patients (min n=10) will be exposed to pro-inflammatory (TNFα) and pro-fibrotic (TGF-β) treatments. The pro-fibrotic response UC-associated IO will be established by analyzing conventional readouts, such as the evaluation of mRNA expression of epithelial cell markers (KRT20, ZO-1, Claudin4, ECadherin and Occludin) and markers of myofibroblast activation (αSMA, collagen, fibronectin, CTGF, PDGFR, Vimentin, SLUG) by qRT-PCR and compared to organoids from control individuals. The evaluation of protein expression levels of αSMA, collagen I-III and CTGF, by western blotting and/or immunofluorescence (IF) staining visualized by confocal Microscopy (Zeiss LSM 710 AiryScan) to the Plateau d’Imagerie Cellulaire Campus HU of Lille will be also performed. This model could represent a new tool for to decipher the cellular and molecular mechanisms of fibrosis in UC or to establish the involvement of new driving pathways. The UC-associated organoids-based model of intestinal fibrosis could be also considered as resource for the screening of anti-fibrosis molecules, an essential step in the management of intestinal fibrosis.

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Titre : Etude sur organoïdes intestinaux humains des effets des microplastiques alimentaires Tuteur : Mathilde BODY-MALAPEL – mathilde.body@univ-lille.fr Les microplastiques peuvent soit être fabriqués intentionnellement, soit provenir de la fragmentation de plastiques plus larges. Ils sont ubiquitaires (environnement, air, eaux). A ce jour, les microplastiques ont été détectés dans les eaux de boisson, le sel, la bière, le miel et les fruits de mer (Toussaint et al., 2019) , et également dans les biberons des nourrissons (D. Li et al., 2020). Cela conduit à un intérêt croissant des scientifiques et du public en général sur les impacts sanitaires de l’exposition aux microplastiques. Des données récentes suggèrent que l’ingestion de certains mycroplastiques induit une dysbiose et des dysfonctions intestinales dans plusieurs modèles animaux dont la souris (Hirt and Body-Malapel, 2020; B. Li et al., 2020). Une étude a montré que des microplastiques sont présents dans les selles humaines (Schwabl et al., 2019). Pourtant les effets de l’ingestion de microplastiques sur la santé intestinale chez l’homme ne sont pas connus. Des organoïdes intestinaux humains seront générés à partir d'échantillons chirurgicaux ; les effets de microplastiques représentatifs de la contamination alimentaire humaine seront analysés sur la prolifération, la transdifférenciation et le statut inflammatoire des organoïdes (analyses morphométriques, immunohistochimie, et quantification par PCR en temps réel de marqueurs de différenciation cellulaire, de cytokines et de chimiokines). Ce projet permettra de caractériser les effets immunotoxiques des microplastiques alimentaires sur l’épithélium intestinal humain.

Titre : Les métabolites de plastifiants et la rupture de membrane, étude in silico Tuteur: Amaury FARCE - amaury.farce@univ-lille.fr Les matières plastiques occupent une place essentielle dans la vie quotidienne. Afin de leur conférer leurs propriétés, des additifs sont ajoutés. Parmi ceux-ci, les plastifiants comme les phtalates sont utilisés pour améliorer la souplesse des matériaux. Ils ne sont pas liés de façon covalente à la matrice de polymère et peuvent donc être relargués. Cette libération de phtalates pose des questions en raison de l'emploi massif de dispositifs médicaux en plastique. Le projet envisagé porte sur l'étude des interactions de métabolites de phtalates avec des récepteurs nucléaires ayant un rôle dans la régulation de l'inflammation. Il contribue à un programme de recherche visant à comprendre l'implication des plastifiants dans les phénomènes inflammatoires responsables de la rupture prématurée des membranes conduisant à des accouchements prématurés. L'architecture des récepteurs nucléaires est bien connue, avec deux des cinq domaines cristallisés. Le premier est bien connu à travers un nombre important de références cristallographiques, alors que le second a été beaucoup moins étudié et pourrait être une cible des phtalates.

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Titre : Etude des modifications phénotypiques et fonctionnelles au cours de l’activation des éosinophiles circulants

Tuteur : Guillaume LEFEVRE, guillaume.lefevre@univ-lille.fr

Les polynucléaires éosinophiles (PNE) sont des acteurs majeurs dans un certain nombre de pathologies respiratoires inflammatoires (asthme, polypose nasosinusienne), dermatologiques (dermatite atopique, DRESS syndrome) ou systémiques (syndromes hyperéosinophiliques). Les PNE sont généralement considérés comme sans fonction propre dans le sang circulant et n’exerceraient leur action dans les tissus qu’en fonction du microenvironnement tissulaire uniquement. Or nos travaux dans les pathologies évoquées ci-dessus montrent que les éosinophiles circulants ont déjà des modifications phénotypiques et fonctionnelles dans le sang, et subissent probablement un « priming » périphérique qui doit en partie conditionner leurs fonctions tissulaires. Les objectifs de ce Master 2 sont (1) d’analyser in vitro les modifications phénotypiques induites sur les PNE de sujets sains par les différents médiateurs impliqués dans leur activation: interleukine-5, éotaxines, PGD2 notamment (seuls ou en combinaison, analyse des modification phénotypique par cytométrie en flux), (2) d’analyser les conséquences fonctionnelles de ces modifications phénotypiques (capacités de dégranulation, production de cytokines, profils d’expression génique par transcriptomique). Les perspectives au-delà de ce Master 2 seront de confronter les modifications phénotypiques observées in vitro aux caractéristiques des éosinophiles circulants de patients et notamment sur leurs propriétés fonctionnelles. Ce projet et ses développements pourront faire l’objet d’une Thèse d’Université Au sein de l’équipe Inserm U1286 – INFINITE (Institute for Translational Research in Inflammation Infinite), notre groupe est composé d’immunologistes, ORL, dermatologues et pneumologues et bénéficie aussi de l’expertise technique de 3 ingénieurs recherche et hospitaliers dans les domaines de la culture cellulaire, de la cytométrie en flux, de l’immunohistochimie multiplexe et de la biologie moléculaire.

Title: Role of miRNAs in COVID-19 Tutor: Ilka ENGELMANN, ilka.engelmann@chru-lille.fr COVID-19 is an infection that emerged at the end of 2019 and is caused by a newly discovered coronavirus, named SARS coronavirus-2 (SARS-CoV-2). The current pandemic caused by this virus has impacted and still is impacting society severely. The pathophysiology of the virus is still not fully understood and current treatment options are very limited. Therefore, there is an urgent need to unravel the pathophysiological processes underlying the infection and to search for novel treatment options. miRNAs are small non-coding RNAs that regulated gene expression and are involved in virtually all physiological and pathophysiological processes. We are interested in the role of miRNAs in SARS-CoV-2 infection. Preliminary results from an ongoing project show that miRNAs are differentially expressed in patients with severe versus non-severe COVID-19. Starting from this ex-vivo observation, the current project addresses the role of host miRNAs in the physiopathology of SARS-CoV-2 infection and their potential as novel treatment. Potential targets and cellular signaling pathways impacted by the differentially expressed miRNAs will be analyzed by computational prediction. Experimental validation of predicted targets will be done on the mRNA level by using quantitative RT-PCR and on the protein level by using Western Blot. Candidate miRNAs/inhibitors will be selected and their role will be studied in vitro, by using respiratory epithelial cells infected by SARS-CoV-2. Impact of miRNAs/inhibitors on viral replication and cellular antiviral/ inflammatory response will be analyzed.

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Titre : Caractérisation des interactions entre cellules dendritiques (DC) et lymphocytes T (LT) dans la stéatohépatite non alcoolique (NASH)

Tuteur : David DOMBROWICZ – david.dombrowicz@pasteur-lille.fr

Contexte. La NASH ou « maladie du foie gras » est une pathologie dont l’incidence à très fortement augmenté dans le monde entier et pour laquelle il n’existe actuellement aucun traitement pharmacologique. Nous avons montré (Haas et al. Nat. Metab. 2019), chez l’homme et dans un modèle animal, que cette pathologie métabolique était associée à de profonds changements du système immunitaire affectant en particulier des sous-populations de DC (cDC1 et cDC2) et de LT CD8 cytotoxiques. Ces altérations sont potentiellement causales dans la pathologie mais les mécanismes fonctionnels mis en jeu, notamment les interactions entre DC et LT, demeurent inconnus et ces populations n’ont pas été précisément caractérisées. Objectif. Le Master 2 visera à analyser caractériser phénotypiquement et fonctionnellement les populations de LT CD8 (et CD4). Méthodes. Dans un modèle murin de NASH induit par l’alimentation, les populations lymphocytaires T CD8 et CD4 hépatiques seront caractérisées par diverses techniques : cytométrie de flux, RNA-seq sur cellules uniques (avec une analyse particulière des voies métaboliques et du récepteur antigénique des lymphocytes T -TCR-), mesures du métabolisme intracellulaire (Seahorse). En fonction des résultats obtenus, les interactions avec les DC pourraient être évaluées dans des tests fonctionnels. Collaborations. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le Dr Joël Haas (UMR1011 équipe 1). Mots clé. NASH, Lymphocytes T, DC, métabolisme, scRNA-seq, bioinformatique, tests fonctionnels

Sujet: Déprogrammation du risque à long terme de troubles métaboliques causés par le stress périnatal en limitant la perte induite par le microbiome de la communication épithéliale-neuronale.

Tuteur : Mathias CHAMAILLARD – mathias.chamaillard@inserm.fr

Les expositions à un stress répété pendant la grossesse et au début de la vie contribuent grandement à l'augmentation de la prévalence des issues défavorables de la grossesse, du surpoids et de l'obésité dans la petite enfance et plus tard à l'âge adulte. La régulation à la hausse des glucocorticoïdes et des voies inflammatoires se produisant pendant le stress périnatal est un lien commun dans la programmation du syndrome métabolique et du surpoids, suggérant ainsi un rôle critique de l'immunité dans la modulation de l'équilibre énergétique et du métabolisme corporel. L'inflammasome et en particulier la production de cytokines en aval de la protéine NLRP6 est nécessaire pour maintenir la composition du microbiote intestinal et elle est modulée par le stress et l'obésité. Plus précisément, les résultats préliminaires obtenus indiquent que NLRP6 limite la colonisation des bactéries dégradant la mucine, ce qui peut améliorer la tolérance au glucose et réduire la sensibilité à la prise de poids induite par l'alimentation. Étant donné que les modifications du microbiote intestinal induites par l'environnement au cours du développement peuvent augmenter le risque d'obésité, il est urgent d'améliorer la surveillance prénatale et périnatale et de développer des mesures préventives. Par conséquent, nous nous concentrerons sur l'influence du stress maternel dans la programmation des interactions hôte-microbiote. Grâce à une approche à plusieurs niveaux, nous étudierons 1) l'impact du stress périnatal sur le contrôle indépendant et dépendant du microbiome du métabolisme des lipides et du glucose par NLRP6; 2) la contribution de la composition du lait maternel dans la détermination de l'importance de la signalisation NLRP6 tôt dans la vie dans le syndrome métabolique induit par le stress et nous allons 3) concevoir une intervention pharmacologique et nutritionnelle pour corriger la programmation inadaptée induite par le stress précoce de la vie, en manipulant le microbiote.

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Sujet : Déterminants moléculaires et cellulaires de perte de tolérance au froid et nouvelles approches diagnostiques des maladies auto-inflammatoires.

Tuteur : Lionel POULIN – lionel.poulin@cnrs.fr

Les syndromes autoinflammatoires induits par le froid sont un groupe de maladies autoinflammatoires dans lesquelles les patients présentent des symptômes déclenchés par le froid qui sont classiquement transmis selon un mode autosomique dominant. Jusqu'ici, les syndromes autoinflammatoires familiaux induits par le froid sont liés à des mutations des gènes NLRP3 et, dans des cas plus rares, NLRP12. Les données les plus récentes issues de la collaboration entre nos équipes de recherche allemandes et françaises ont révélé une perte de tolérance au muramyl dipeptide bactérien, provoquée par une mutation pathogène du gène codant pour NLRP12. Ces données confirment la possibilité qu'une réponse inflammatoire excessive vis-à-vis du muramyl dipeptide bactérien (un métabolite commun dérivé du microbiote intestinal) puisse jouer un rôle critique dans l'apparition de la maladie. Par conséquent, les épisodes inflammatoires déclenchés par une exposition au froid peuvent affecter l'interaction de NLRP12 et de NOD2. Dans ce contexte, le projet vise à mieux définir la nosologie des syndromes autoinflammatoires induits par le froid et potentiellement d'autres affections permettant la conception d'un test fonctionnel spécifique permettant un diagnostic plus précoce chez les patients. Il sera ensuite envisagé un retour au patient à travers des études précliniques avec des médicaments-ciblés qui seront développées grâce à une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires et cellulaires de ces nouvelles mutations. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet devraient également fournir des indices essentiels pour mieux comprendre la physiopathologie des syndromes autoinflammatoires induits par le froid. Bien que ces affections soient des entités rares, il est important de souligner que ces maladies représentent souvent un «modèle», étant donné elles affectent sévèrement un nombre limité de voies biologiques. La compréhension des mécanismes de ces affections peut donc permettre de mieux comprendre la physiopathologie des maladies fréquentes. En effet, cela a déjà été illustré par la découverte de l'inflammasome NLRP3, qui a ouvert des nouvelles voies d’étude de la physiopathologie de la goutte, de la maladie d'Alzheimer, du diabète de type 2 ou de l'athérosclérose.

Title : Role of mucin glycosylation in Helicobacter pylori adhesion to the gastric epithelium and alternative strategies in H. pylori treatment in children

Tuteur : Catherine ROBBE MASSELOT catherine.robbe-masselot@univ-lille.fr

Helicobacter pylori is a Gram-negative bacteria which specifically colonizes human stomach and infects more than half of the world’s population. Although most people are asymptomatic, H. pylori infection may cause different affections like gastritis, duodenal ulcer, intestinal metaplasia or gastric cancer. In adults, up to 94 % of patients with gastric carcinoma are infected with H. pylori, infection mainly occurring during childhood. For these reasons, the diagnosis and treatment of H. pylori infection in children are of great importance. There is a large body of evidence indicating profound differences between infection in children and adults, including epidemiology, pathogenesis, host response, clinical features as well as treatment strategies. Therefore even though the adhesion process in adults has been extensively studied, the resulting data cannot be directly transposed to children and there is a challenging need to better understand pathogenesis of H. pylori infection during childhood. Among differences between adults and children, the first steps of adhesion of bacteria to the gastric mucosa should be mediated by different host mucin O-glycans. Thus, our project aims at identifying which glycan structures are specific of mucus infected by H. pylori in children and which glycans specifically expressed in infected children play a role in the adhesion of H. pylori to the mucus. Mucins will be isolated from gastric juices of children addressed for upper GI endoscopy (at Saint Vincent Hospital, Dr N. Kalach) without signs of clinical gastritis or children presenting clinical gastritis, respectively negative and positive for H. pylori. Different specific pediatric H. pylori eradication antibiotic-based-regimens have been used but most of those antibiotic-based regimens are associated with emergence of H. pylori multi-resistant strains or development of intestinal bacterial overgrowth responsible for recurrent abdominal pain and vomiting. They also lead to the emergence of abnormal intestinal microbiota, increasing invasive bacterial translocation and weakening the commensal child’s intestinal microbiota and immune system. Thus, alternative treatments to antibiotics are urgently needed for this infection in children due to an insufficient eradication rate and very strong side effects. The goal of this project is to develop novel strategies aiming at blocking bacterial mucosal colonization by interfering with the adhesion of H. pylori to its targeted mucin O-glycans. These molecules will be glycomimetics, designed to mimic the glycans used as ligand by H. pylori to adhere to mucins.

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Sujet : Mise en place d’un modèle de maturation intestinale ex-vivo pour l’étude de l’entérocolite ulcéro-nécrosante du nouveau-né prématuré Co-Tuteurs : Jean-Luc DESSEYN & Jean LESAGE jean-luc.desseyn@inserm.fr ; jean.lesage@univ-lille.fr Les naissances prématurées représentent 60 000 naissances/an en France. La prématurité est associée à des risques accrus d’intolérance digestive et d’entérocolite ulcéro-nécrosante (NEC), une pathologie inflammatoire digestive sévère. Il n’existe aucun traitement susceptible d’améliorer la NEC et l’intégrité de la barrière intestinale chez le prématuré. Afin d’obtenir un modèle d’étude de cette pathologie digestive, nous allons développer un modèle ex-vivo d’étude de la maturation intestinale et de la NEC. Dans ce but, nous utiliserons des explants embryonnaires murins de l’ensemble estomac-intestin qui seront mis en culture. La NEC sera induite par une exposition des explants à de brèves hypoxies durant la culture. Les objectifs du stage proposé sont : 1/ de caractériser le modèle ex-vivo expérimental d’étude de la maturation intestinale lors d’une cinétique de culture de 5 jours ; 2) d’évaluer la mise en place de la NEC par l’exposition à l’hypoxie (techniques utilisées : IHC, morphométrie, RT-qPCR, mesure de perméabilité et expression d’enzymes et marqueurs digestifs).

Parcours Santé de Précision

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Sujet : Impact de la consommation chronique de caféine sur la progression des troubles moteurs et cognitifs des patients atteints de Sclérose Latérale Amyotrophique

Tuteurs : Anne-Sophie ROLLAND / David BLUM : annesophie.rolland@chru-lille.fr / david.blum@inserm.fr

La consommation chronique de caféine a été suggérée comme pouvant moduler la plasticité synaptique et ralentir le déclin cognitif au cours du vieillissement et dans certaines maladies neurologiques/ neuropsychiatriques (Flaten et al., 2014 ; Cunha, 2016 ; Cellai et al., 2018). D’autres études, dont les nôtres, indiquent également qu’indépendamment de sa capacité à favoriser l'éveil et l'attention, et hors contexte pathologique, la caféine peut potentialiser les processus cognitifs (Wright et al., 2013 ; Angelucci et al., 2002 ; Borota et al., 2014 ; Cellai et al, soumis). Par ailleurs, nous avons montré, dans des modèles murins de maladie d’Alzheimer, que l’administration chronique de caféine et de ses dérivés améliorent les performances cognitives et la pathologie sous-jacente (Laurent et al., 2014, 2016 ; Faivre et al., 2018). Ces études nous ont incité à développer deux essais cliniques afin d’évaluer plus avant l'effet cognitif de la caféine chez des patients atteints de la maladie d'Alzheimer (cohorte prospective BALTAZAR, étude interventionnelle CAFCA). Bien qu’affectant principalement le motoneurone, la Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA), autre maladie neurodégénérative multifactorielle dont le risque et l’évolution dépendent de facteurs génétiques et environnementaux, conduit également à des déficits cognitifs et comportementaux tels que changements de personnalité, irritabilité, obsessions et troubles frontaux. En effet, au cours de la dernière décennie, des études transversales estiment que jusqu'à 50 % des patients atteints de SLA développent des troubles cognitifs associés à la démence fronto-temporale et que jusqu'à 30 % des patients atteints de démence fronto-temporale développent un dysfonctionnement moteur (Burrell et al., 2011). Jusqu'à présent, les études évaluant l'impact de la consommation chronique de caféine dans la SLA se sont essentiellement intéressées au risque de développer la maladie, avec des résultats contradictoires (Beghi et al., 2011 ; Fondell et al., 2015 ; Pupillo et al., 2018 ; Pettmar et al., 2018). L’étude proposée ici vise à déterminer l’impact de la consommation chronique de caféine sur la progression des troubles non seulement moteurs mais également cognitifs dans une cohorte prospective de patients atteints de SLA (cohorte PULSE).

Sujet: Caractérisation fonctionnelle des variants du gène PTK2B associés au risque de maladie d’Alzheimer

Tutrice : Julie DUMONT, julie.dumont@univ-lille.fr

La maladie d'Alzheimer (MA) est la principale cause de démence. Les études d’association pangénomiques ont identifié le gène PTK2B, connu pour contrôler la plasticité synaptique, comme facteur de risque génétique de la MA. Toutefois, le(s) variant(s) fonctionnel(s) susceptible(s) d’expliquer cette association reste(nt) à identifier.

Le but de ce projet est de caractériser in vitro l’impact fonctionnel de trois variants d’expression du gène PTK2B, préalablement sélectionnés par analyse bioinformatique. Le projet consistera à évaluer l’effet des différents allèles sur l’expression d’un gène rapporteur luciférase dans une lignée monocytaire (THP1), de neuroblastome (SY-5Y), et dans des neurones humains dérivés de cellules souches pluripotentes (iPSC) induits par la neurogénine. En parallèle, l’impact de ces allèles sur la fixation de facteurs de transcription sera estimé par des retards sur gel (EMSA). Le cas échéant, des expériences de ChIP-qPCR à partir de la chromatine extraite de cellules porteuses des différents génotypes pourront ensuite confirmer la fixation différentielle des facteurs identifiés en fonction des allèles.

La caractérisation de la fonctionnalité des variants du gène PTK2B associés au risque de MA devrait permettre de préciser les mécanismes impliquant ce gène dans le processus physiopathologique.

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Sujet: Etude de l’interaction entre les facteurs de risque génétique BIN1 et PTK2B de la maladie d’Alzheimer

Tuteur: Pierre DOURLEN, pierre.dourlen@pasteur-lille.fr

La maladie d’Alzheimer est la cause de démence la plus fréquente. Elle présente une forte composante génétique. Nous avons récemment identifié les gènes BIN1 et PTK2B comme facteurs de risque génétique de la maladie. Leurs rôles et leurs interactions au niveau cérébral et dans la maladie restent mal connu. Le but du projet est de déterminer s’ils pourraient interagir entre eux et ainsi mieux déterminer leurs rôles. Les études seront faites dans le modèle animal de la Drosophile en utilisant différents phénotypes notamment comportementaux. La conservation fonctionnelle chez les mammifères sera ensuite testée en modèle cellulaire. Comprendre le rôle des facteurs de risque génétiques tels que BIN1 et PTK2B permettra de mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques de la maladie d’Alzheimer.

Title: Advanced glycation end-product receptor RAGE as a therapeutic target in ageing-diseases

Tutor: Isabelle LANDRIEU, isabelle.landrieu@univ-lille.fr

Aging is a complex multifactorial process characterized by the accumulation of deleterious changes in cells and tissues. Glycation (or Maillard reaction), one of these changes, is a post-translational modification of proteins after exposure to sugar. Advanced glycation end products (AGEs) are a group of heterogeneous molecules formed by glycation (or glycoxidation) by highly reactive compounds, which bind to proteins. AGEs exert their toxicity mainly through their interaction with receptors such as RAGE (Receptor of AGEs), a multi-ligand receptor. Activation of RAGE is followed by a pro-inflammatory cellular response. Our goal is to develop an approach for the discovery of drug candidates, RAGE antagonists, to counter the effects of aging-associated inflammation or "inflammaging". The first objective is to identify RAGE antagonists using nuclear magnetic resonance spectroscopy of the RAGE protein (soluble part of the membrane receptor). On the other hand, the mode of action of these antagonists in the presence of known RAGE ligands will be studied. We have already selected 4 candidate ligands for RAGE which have higher affinities than the reference molecule. The RAGE recombinant protein will be produced and purified for NMR studies. Its isolated domains (V Ala23 to Tyr118, VC1 Ala23 to Glu231 and C2 Pro232 to Pro323) will also be studied in the same way. We will identify the binding sites of the antagonists, as well as the conformational modifications induced by this binding. Their effects on the binding of known ligands of RAGE, such as the inflammatory protein S100, the amyloid peptide or the carboxymethyl-lysine (AGE) will be defined. These in vitro studies will be validated by functional assays in a cellular model of HEK-293 stably transfected with the RAGE receptor. This interdisciplinary project is being developed with researchers in medicinal chemistry (Prof. A. Ghinet, U1167, Lille) and in cell biology of aging (Prof. C. Furman, U1167, Lille). In addition, we will benefit from the expertise of Dr L. Yatime (Montpellier) in the structural biology of RAGE, and her knowledge concerning the molecular interactions of RAGE.

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Titre: Role of talin mechanotransduction in synaptic plasticity Tuteur: Devrim KILINC - devrim.kilinc@pasteur-lille.fr Talin is an integral component of the protein complex that couples the cytoskeleton to the synaptic machinery, members of which have recently been implicated with Alzheimer’s disease. Each talin molecule contains 13 mechanosensitive switch domains each of which can assume an open/closed conformation depending on the changes in contractility due to acting force, leading to the differential activation of multiple signaling pathways. The role(s) of talin conformational changes and mechanotransduction in synaptic signaling and plasticity remains unknown. This project aims to characterize talin conformational states and mechanical tension across talin in vitro using fluorescent probes and biosensors. Different talin conformations will be visualized and forces on talin will be measured in primary neurons cultured in microfluidic devices permit exclusively access synaptic regions and expose them to Alzheimer’s disease-related synaptotoxic molecules. Chemical induction of synaptic plasticity will be used to explore the role of talin mechanotransduction in synaptic plasticity. In summary, this project will couple mechanobiology with neurobiology to describe whether (i) changes in the shape of talin molecules occur during synaptic signaling and (ii) if these shape changes are involved in synaptic plasticity during physiological and disease-mimicking conditions

Title: Transcriptional control of hepatic cell phenotypic plasticity Tutor: Jérôme EECKHOUTE – jerome.eeckhoute@inserm.fr https://u1011.pasteur-lille.fr/lunite/theme-4-analyse-transcriptionnelle-integree-des-maladies-hepatiques/ The liver exerts instrumental metabolic functions which need to be constently adjusted to the nutritional and energy status of the body. We have recently identified that the hepatic transcriptome is controlled by a functional interplay between the chromatin structure, the epigenome and several transcriptional regulatory complexes. In this context, we are seeking to identify how transcriptional regulators interact with the chromatin to ensure specificity and appropriate levels of liver gene expression. We are also interested in the perturbation of these mechanisms in the context of liver dysfunction. We propose a Master 2 internship on this topic for a student interested in the elucidation of the molecular mechanisms of transcriptional regulation.

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Title: Characterization of cardiac remodeling during the development of NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease): focus on the role of myocardial immune cells.

Mentors : Laura BUTRUILLE, laura.butruille@pasteur-lille.fr / David MONTAIGNE, david.montaigne@chru-lille.fr

NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Diseases) are hepatic manifestations of the metabolic syndrome associated with obesity and type 2 diabetes. The term NAFLD refers to the progressive succession of the NAFL (Non Alcoholic Fatty Liver) stage characterized by the presence of hepatic steatosis, followed by the NASH (Non Alcoholic Steato-Hepatitis) stage characterized by the presence of hepatic steatosis and inflammation. In the long term, NASH can lead to hepatic fibrosis, ultimately leading to cirrhosis or cancer. These chronic hepatic pathologies have no treatment to date, and numerous epidemiological studies report an increased risk of developing cardiovascular pathologies such as atherosclerosis, heart failure or arrhythmia in these patients. However, the mechanisms linking NAFLD to cardiac pathologies are imperfectly understood. Our initial results suggest a deregulation of the innate immunity induced by NAFLDs, favoring the development of intracardiac inflammatory foci and fibrosis in the atria and ventricles. The project consists in characterizing these mechanisms in a mouse pre-clinical model. The description of hepatic and cardiac phenotypes will be based on macroscopic observations, functional cardiac stimulation tests, histological analyses, gene and protein expression analyses and complete immunophenotyping. These data will reinforce the clinical studies carried out on myocardial biopsies obtained during cardiac surgery and the post-operative follow-up of patients from a Lille cohort generated at the Heart-Lung Institute (POMI-AF: NCT03376165).

Title: Impact of time of day on perioperative immuno-inflammatory response and myocardial remodeling after cardiac surgery

Mentors : David MONTAIGNE, david.montaigne@chru-lille.fr / Laura BUTRUILLE, laura.butruille@pasteur-lille.fr

Aortic valve stenosis is the most common cardiac valvular pathology. This valvulopathy is responsible for a chronic obstacle to the ejection of the left ventricle (LV). Faced with this high afterload, the LV adapts by increasing its muscle mass. This initially adaptive remodeling contributes to the development of intra-myocardial fibrosis and an alteration in the relaxation and compliance of the LV. Myocardial remodeling thus becomes maladaptive and leads to heart failure. Aortic valve replacement (AVR) is the only therapeutic option. Pre-clinical studies establish a link between circadian rhythm, inflammation and cardiac remodeling. We have recently demonstrated that aortic valve replacement (AVR) is associated with fewer complications when performed in the afternoon vs. morning. We hypothesize that the biological clock modulates intraoperative immune cell recruitment and thus the healing process and myocardial reverse remodeling after AVR. We wish to complement our clinical observations with a pre-clinical study in a mouse model. We will perform a transcriptome and epigenome on circulating leukocytes after surgery in the morning vs. afternoon to determine the impact of circadian rhythm on the systemic inflammatory response. We will analyze intra-myocardial inflammatory cell populations using a complete immunophenotyping. Finally, we will define the impact of REV-ERBɑ nuclear receptor and clock gene signaling on leukocyte epigenetic signatures and cardiac remodeling in this animal model.

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Title: Pathophysiological role of amino acids involved in the one carbon metabolosm in NAFLD: analysis of the molecular mechanisms of the variations observed in a cohort of patients

Tutor: Guillaume GRZYCH - guillaume.grzych@chru-lille.fr

NAFLD (Non Alcoholic Fatty Liver Disease), a major public health issue, is the hepatic complication of the metabolic syndrome and is highly associated with diabetes and obesity. NAFLD is a progressive pathology characterized by liver damage due to an accumulation of triglycerides in the liver or isolated steatosis (NAFL Non-Alcoholic Fatty Liver). In case of associated inflammation, NAFL evolves into steatohepatitis (NASH Non-Alcoholic Steato Hepatitis). Possible complications of NAFLD are fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. The mechanisms inducing NASH from NAFL are still poorly understood. Through a cohort study, we have demonstrated in NASH patients a specific metabolic plasma profile involving changes in the amino acids involved in one carbon metabolism (1C metabolism). This metabolism regulates methylation, which can lead to epigenetic changes. In order to understand the molecular mechanisms underlying the plasma variations observed in NASH patients, we wish to study these modulations in a mouse model in which NASH is induced by a specific diet. The literature reports that activation of the nuclear receptor PPARɑ by fenofibrate in a mouse model and in humans leads to a increase of one intermediates metabolite of one carbon metabolism, homocysteine. Since the expression of PPARɑ is itself decreased in NASH, we hypothesize that PPARɑ may be one of the regulators of one carbon metabolism in NASH. The project aims to analyze plasma and hepatic amino acid variations as well as gene expression variations in a diet-induced mouse model of NASH with control of the expression and/or activity of PPARɑ. The mouse models used will show diet-induced NASH with either genetic inactivation of PPARɑ (total Ko or specific Ko in hepatocytes) or pharmacological activation of PPARɑ (by fibrates). Targeted metabolomics analyses by mass spectrometry will be performed on plasma and liver samples from these models. Depending on the metabolome results, gene expression analyses in the liver by Q-PCR or transcriptomic analysis will identify the genes responsible for the metabolic variations observed. This work will be carried out in collaboration with Dr Joël Haas and Pr Anne Tailleux (UMR1011 team 1).

Title: FASTRIP- Targeting strategy for the inhibition of FAT10/PPARα interaction to treat NASH

Tutor: Réjane PAUMELLE-LESTRELIN. rejane.lestrelin@univ-lille.fr

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is rapidly becoming the most common liver disease affecting 80% of the obese population. NAFLD is initiated by the accumulation of fat in the liver (steatosis) which evolves to non-alcoholic steato-hepatitis (NASH). NASH is a risk factor for disabling and deadly liver diseases, such as cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC), as well as cardiovascular disease. Currently, there is no drug treatment to limit the severity of NASH. In this context, it is important to well characterize the molecular mechanisms responsible for the development and progression of this pathology in order to provide preventive and/or therapeutic solutions. The results of the UMR1011 laboratory revealed an involvement of FAT10/UBD, in NASH progression. FAT10 is a member of the eukaryotic ubiquitin-like protein family not or poorly expressed in normal tissues, which expression is increased in inflammatory context. FAT10 contains two UBL domains allowing covalent interaction (FATylation) through ligases (USE1 and UBA6), or non-covalent interaction, leading its substrates to proteasomal or lysosomal degradation. Transcriptomic analysis showed a high increase of FAT10 expression in the liver of NASH patients, which correlated positively with steatosis, fibrosis, ballooning scores, and also NASH severity. Interestingly, FAT10 overexpression was associated with a decrease in the expression of the peroxisome proliferator activated receptor-α (PPARα), a nuclear receptor controlling lipid metabolism and inflammation, as well as a down-regulation of the PPARα-signaling pathway. Our results suggest that FAT10 may modulate NASH progression by interacting with PPARα and promoting its deactivation highlighting FAT10/ PPARα interaction as a new potential target to treat NASH. In this context, the objective of this project is: (1) to well characterize the type of physical interaction between FAT10 and PPARα; (2) to develop a cellular assay for analyzing the impact of FAT10/ PPARα interaction on PPARα activity; (3) to transfer the assay on the U1177 screening platform for miniaturization and automation to increase the throughput; (4) to perform the screening of 30 000 compounds of the U1177 library to identify molecules inhibiting FAT10/PPARα interaction. The Master 2 project will be involved in the part 1) and 2) of this project. We expect to identify new molecules disrupting FAT10/PPARα interaction that could enter a drug discovery program to ultimately lead to an optimized candidate for a proof of concept in murine model of NASH developed in the UMR1011 laboratory. The results should highlight additional mechanisms of the NASH development and lead to the identification of new therapeutic tools for this disease.

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Title: Brown adipose tissue from embryo to adult: implications in metabolic diseases Tuteur : Alicia MAYEUF-LOUCHART - alicia.mayeuf-louchart@inserm.fr Brown adipose tissue represents a new therapeutic target for the treatment of metabolic diseases. When activated by different stimuli such as exposure to cold, brown adipose tissue metabolizes about 20% of the daily energy intake. Some of the glucose taken up by brown adipocytes is stored as glycogen. However, little is known about the role of glycogen and its fate in brown adipocytes. We recently published a paper showing that glycogen dynamics (formation and degradation) is essential for the formation of lipid droplets during brown adipocytes differentiation. The objective of this project is to study glycogen metabolism in brown and beige adipocytes, in order to determine whether its metabolism may represent a potential target for improving brown adipose tissue activity in the context of metabolic diseases. This study will be based on experiments in the mouse model, during development and in adults under different pathophysiological conditions. During the M2R, the student will carry out experiments in histology (tissue sections, staining, immunoshistochemistry, microscopy), cell biology (cell culture, immunohistofluorescence, confocal microscopy), molecular biology (RNA extraction, RTqPCR) and metabolism (biochemical assays). This project aims to initiate a thesis project.

Title: Characterization of dendritic cell (DC) and T cell (T) interactions in non-alcoholic steatohepatitis (NASH) Supervisor: David DOMBROWICZ – david.dombrowicz@pasteur-lille.fr Background. NASH or "fatty liver disease" is a pathology whose incidence has increased dramatically worldwide and for which there is currently no pharmacological treatment. We have shown (Haas et al. Nat. Metab. 2019), in humans and in an animal model, that this metabolic pathology is associated with profound changes in the immune system affecting in particular subpopulations of DCs (cDC1 and cDC2) and cytotoxic CD8 LTs. These alterations are potentially causal in the pathology but the functional mechanisms involved, including interactions between DC and LT, remain unknown and these populations have not been precisely characterized. Aim. The aim of the Master 2 is to analyze the phenotypic and functional characterization of CD8 (and CD4) T cells populations. Methods. In a mouse model of NASH induced by diet, the hepatic CD8 and CD4 T lymphocyte populations will be characterized by various techniques: flow cytometry, RNA-seq on single cells (with a particular analysis of the metabolic pathways and of the antigenic receptor of the T lymphocytes -TCR-), measurements of intracellular metabolism (Seahorse). Depending on the results obtained, interactions with DCs could be evaluated in functional assays. Collaboration. This work will be performed in collaboration with Dr Joël Haas (UMR1011 Team 1). Keywords. NASH, T lymphocytes, DC, metabolism, scRNA-seq, bioinformatics, functional tests

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Subject: Characterisation of the metabolic effects of TGR5 activation in the gut: study in a murin model using a pharmacological tool

Tutor : Anne TAILLEUX - anne.tailleux@univ-lille.fr

Background - The intestine is an organ contributing to metabolic and inflammatory homeostasis via 1/ its nutrient absorption function, 2/ its metabolically active commensal flora, 3/ its barrier function, by controlling permeability, 4/ its enteroendocrine function, by synthesising and secreting signalling molecules, and 5/ its homeostatic function, through the immune cells it contains. TGR5 is a G protein-coupled membrane bile acid receptor expressed by different cell types involved in the regulation of metabolic homeostasis, in particular the incretin glucagon-like-peptide-1 (GLP-1)-producing enteroendocrine cells, known for its beneficial effects on metabolic homeostasis.A pharmacological tool was developed, consisting of a pharmacophore conferring agonist activity on the murine TGR5 receptor and a kinetophore that reduces its intestinal absorption and targets the actions of the molecule in the distal part of the intestine when administered orally. Hypothesis - Activation of TGR5 in the gut could lead to improved metabolic homeostasis, reduced food intake and improved glucose tolerance. Objective - In M2, our objective will be to analyse the metabolic effects and their molecular mechanisms of selective activation of the TGR5 receptor in the gut by a selective agonist, BDM72881. Methods - In male C57BL6 mice, the effects of acute administration of the compound BDM72881 will be evaluated by measuring food intake and energy expenditure (metabolic cages), neuronal activation (immunohistochemistry), functional test to assess metabolic homeostasis (OGTT), as well as the determination of peptides co-secreted with GLP-1 (ELISA multiplex). This master 2 project could lead to a thesis project which will evaluate more globally the role of TGR5 in the intestine on endocrine function. Key words - TGR5 receptor, enteroendocrine function, incretins, gastrointestinal peptides, metabolic homeostasis, pharmacological approach, biochemical analyses, histological analyses, gene expression measurement.

Title: Role of intestinal epithelial nuclear receptor FXR in the Non Alcoholic Fatty Liver Disease complication of Type 2 Diabetes

Supervisor: Sophie LESTAVEL - sophie.lestavel@univ-lille.fr

The importance of the intestine and its crosstalk with the liver in the development of Type 2 diabetes (T2D) and Non-Alcoholic Fatty Liver Diseases (NAFLD) has received increasing attention. Notably, the dysregulation of intestinal endocrine and immune functions play a central role in metabolic diseases and disruption of intestinal permeability worsens T2D and NAFLD. FXR is a nuclear receptor expressed in metabolic tissues such as intestine, liver, adipose tissue and pancreas. FXR regulates energy metabolism via the modulation of bile acid synthesis, and lipid and glucose metabolism. Our preliminary results show that FXR deficiency restricted to intestinal epithelial cells impacts on gut immune system, even if mice are submitted to a normal chow diet. We have submitted, for 24 weeks, C57Bl/6 mice deficient for FXR only in the epithelial cells of their intestine (intFXR KO mice) and their control littermates to a control or a NAFLD-inducing diet. The M2 internship period will be devoted to the processing of the samples we collected during the diet and at sacrifice. intFXR KO mice and their control littermates will be characterized on chow and NAFLD-inducing diet regarding progression of the hepatic pathology (body weight monitoring, plasma ASAT/ALAT by ELISA, qPCR and histology of the liver) in relation to intestinal health (gut histology and immunofluorescence) and gut permeability (serum IgA by ELISA). The study of the intestinal immune system and the immune cell recruitment will be performed in small intestine and colon (biocomputing and statistical analysis of immunophenotyping data generated at the sacrifice, qPCR, and immunofluorescence). This program should strengthen the preclinical proof-of-concept of FXR as a potential pharmacological target for the treatment of diabetes and its NAFLD complication.

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Title: The nuclear receptor Rev-Erbα: a new player in intestinal dietary lipid metabolism? Supervisor: Olivier BRIAND – olivier.briand@univ-lille.fr Obesity and diabetes are multifactorial chronic diseases whose etiology is an imbalance between energy intake and expenditure. Significant abnormalities of intestinal functions, including overproduction of triglyceride-rich lipoproteins, accompany these metabolic disorders and contribute to the development of atherosclerosis and fatty liver disease (NAFLD). The nuclear receptor Rev-Erbα integrates the biological clock with metabolism in major organs. Based on our current work, we hypothesize that Rev-Erbα in the gut is a key molecular player in the orchestration of dietary lipid metabolism, as well as in the control of lipoprotein production. This M2 project is focused on studying, in ex vivo organoid (or mini-gut) models from human and murine origin, the mechanisms involved in the control by Rev-Erbα of the intestinal postprandial lipidemic response. The inhibition in enteroids of the expression of candidate target genes, coupled with the use of inhibitors of biological processes (lipophagy, vesicular trafficking...) will allow to elucidate the molecular mechanisms. The link with the clinic will be achieved by using pharmacological modulators of Rev-Erbα The approaches used are based on cell and molecular biology techniques (gene and protein expression analysis, indirect immunofluorescence, gene invalidation and overexpression...). This project is based on an important work of cell culture and image analysis.

Title: Effects of maternal obesity on glucose homeostasis and susceptibility to type 2 diabetes in offspring Tutor: Christophe BRETON, Christophe.breton@univ-lille.fr

According to the Developmental Origin of Health and Disease (DOHaD) hypothesis, adult-onset metabolic disorders may originate from events taking place during fetal and postnatal development. In particular, clinical and experimental studies have shown that maternal obesity, high birth weight and neonatal accelerated growth induce long-lasting adipose tissue and pancreatic β-cells dysfunctions in offspring, sensitizing to overweight and type 2 diabetes (T2D) later in life. These changes result in unhealthy hypertrophic adipocytes with decreased capacity to store fat, low grade-inflammation and loss of insulin-producing pancreatic β-cells. To date, little is known about developmental programming and the transgenerational mechanisms linking maternal obesity and T2D predisposition in offspring. In order to unravel the underlying mechanisms, the project aims at 1) developing a mouse model of maternal obesity using a high-fat diet (containing 60% lipids) before and during gestation and lactation, 2) investigating the effects of maternal obesity on adiposity and glucose homeostasis in offspring. To do this, metabolic and endocrine parameters (body weight, food intake, glucose and insulin tolerance tests, plasma hormone levels…), morphological and histological studies as well as gene expression analysis in adipose tissue and pancreatic β-cells will be evaluated in obese dams and offspring at weaning and in adulthood.

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Title: Role of cell cycle and inflammation regulators in the dedifferentiation of pancreatic β cells during type 2 diabetes and aging. Tutor: Jean-Sébastien ANNICOTTE jean-sebastien.annicotte@inserm.fr Type 2 diabetes is characterized by high blood sugar and develops due to insufficient ability of pancreatic beta cells to produce insulin. The incidence and susceptibility to type 2 diabetes increases with age, but the underlying mechanism(s) in beta cells that contribute to this increased susceptibility have not been fully understood. In this project, we propose to study the role of inflammation in the loss of function of pancreatic beta cells during aging and/or diabetes. The goal of this research project will be to assess the relationship between inflammation, differentiation and plasticity of pancreatic β cells using in vitro strategies, but also mouse models genetically modified specifically in certain tissues and allowing lineage tracing. We thus hope, through this project, to identify new targets responsible for the premature aging of insulin-producing cells in order to develop original therapeutic strategies that will constitute the future treatments.

Title: Epigenomic reprogramming of pancreatic β cells during type 2 diabetes. Tutor: Jean-Sébastien ANNICOTTE jean-sebastien.annicotte@inserm.fr Pancreatic β cells, the sensor of circulating glucose levels, control insulin secretion through a finely regulated process. Dysfunctions of this cell type, associated with a decrease in the number of ß cells are at the origin of metabolic pathologies such as type 2 diabetes. Recent studies have shown a plasticity of these cells leading to a loss of their function associated with the development of type 2 diabetes. Our preliminary results show that the epigenome plays a key role in this cellular reprogramming. The aim of this master's 2 research project will be to study the epigenomic mechanisms involved in the plasticity of pancreatic β cells using in vitro and ex vivo strategies. These data will provide a better understanding of the mechanisms of ß cell dysfunction during the development of diabetes.

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Titre: Mise en place de la technique d'électroporation in ovo pour la caractérisation de séquences régulatrices impliquées dans le développement des membres

Tutrice: Florence PETIT - florence.petit@chru-lille.fr

Les séquences régulatrices représenteraient environ 40% du génome humain, contre seulement 2% pour les parties codantes des gènes eux-mêmes. Leur identification et la compréhension de leur fonction constituent un nouveau défi en génomique. Plusieurs études ont montré le rôle important des séquences régulatrices, et notamment des enhancers, dans le développement des membres. Ainsi, des variations de la séquence de ces éléments pourraient être responsables de malformations des membres. Cette thématique est développée au sein de l’équipe EA7364 RADEME. La réalisation d’enhancer assays in vivo permet l’étude du stade de développement et du territoire d’activité d’un enhancer potentiel, éléments nécessaires à sa caractérisation fonctionnelle. L’objectif de ce projet est la mise en place de l’électroporation in ovo du membre chez l’embryon de poulet comme modèle d’étude pour la caractérisation de séquences régulatrices impliquées dans le développement des membres. Nous mettrons au point des constructions plasmidiques rapporteur permettant d’étudier la régulation des 3 centres de signalisation impliqués dans le développement du membre. Les bourgeons de membre d’embryons de poulet seront transfectés par électroporation à différents stades de développement (hh14, hh17, hh20). Plusieurs protocoles seront testés pour l’optimisation, les résultats seront observés et comparés en microscopie à fluorescence. Ce travail constituera la première étape de la mise en place de la validation in vivo des variations de séquences régulatrices identifiées au sein de la cohorte de patients porteurs de malformations des membres, adressés au CHU de Lille dans un cadre diagnostique. Mots clés: électroporation in ovo, modèle poulet, enhancer, développement des membres.

Title: EMT mechanism and stem cell state in pancreatic cancer and their implication in chemo resistance to FOLFIRINOX.

Tutor: Kaja BALCER - Kaja.balcer@gmail.com

Pancreatic adenocarcinoma (PDAC) is likely to become the most frequent cause of cancer related mortality within the next 10 years, with a 5 years survival rate inferior to 10 %. The silent nature of the disease and its poor prognosis lead to a late diagnosis for 80 % of the patients, i.e. when it is unresectable (locally advanced or metastatic). Even when patients are up for surgery followed by adjuvant chemotherapy, 90 % of them present local or systemic recurrence. Recently, FOLFIRINOX (5 FU, OXALIPLATIN and IRINOTECAN) was described as the more efficient chemotherapy in neo-adjuvant, adjuvant and even metastatic cases compared to previous treatment by GEMCITABINE. FOLFIRINOX also demonstrated its efficacy in downstaging borderline and locally advanced tumors, allowing patients to undergo surgery. Unfortunately, a majority of patients become resistant to chemotherapy, leading to a spread of the disease with the occurrence of metastasis. In order to demonstrate the acquisition of resistance, several research teams studied in vitro models resistant to GEMCITABINE. Indeed, it was the first chemotherapy used in patients with PDAC. Those models revealed that epithelial-mesenchymal transition (EMT) is one of the mechanism responsible for resistance to this drug. The alteration from one state to another is not total and gets through a stem cell state, which is more mobile and tends to lead to a systemic spread of the cancer cells. Lately, our research team in INSERM Lille, succeeded in creating in vitro cellular models resistant to FOLFIRINOX, which was not achieved anywhere before. This breakthrough allows to run a new series of research, about how the chemoresistance to FOLFIRINOX is acquired. Our hypothesis is that EMT is the principal mechanism of resistance associated to the gain of stem cell characteristics, similar to what we observe with GEMCITABINE. To assess the role of EMT, we will observe the behavior of transcription factors involved, such as ZEB-1, SLUG, SNAIL and TWIST. They suppress the epithelial cell’s characteristics and activate mesenchymal ones. On one hand, there is a decrease of the E-Cadherine and Occludine with loss of cell polarity and shape. On the other hand there is an increase of the N-Cadherine, Vimentine and Fibronectine with the apparition of mobile spindle shaped cells. Lastly, we will assess the apparition of stem cells during EMT by measuring the expression of ABCG2 pump and their mobility. The long term goal of this study, is to understand the mechanisms of resistance to FOLFIRINOX in order to find how to inhibit them and lengthen patients’ survival.

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Title: Differential single-cell sequencing analysis of drug resistant

subpopulation in acute myeloid leukemia

Supervisor: Meyling CHEOK - meyling.cheok@inserm.fr Background: Acute myeloid leukemia (AML) is an inherently heterogeneous hematological malignancy and therapy largely relies on intensive chemotherapy. Treatment subsequently induces selective pressure favoring drug resistant subclones. AML retains a clonal hierarchy more or less associated to normal hematopoiesis and has liquid tumor characteristics, both of which may serve as a paradigm for solid cancer translation. Characterization of the different leukemia subpopulations and gene pathways at the single-cell level may improve current and develop new treatment for this aggressive disease occurring in both adults and in children. Objectives and methods: This proposal will develop a multi-omic single cell framework in order to improve characterization of AML treatment response, and to identify specific drug resistant cell populations capable to escape antileukemic therapy. To gain primary mechanistic insights, we will treat human AML cells in vitro with standard chemotherapy and targeted agents, and then compare population dynamics before and after application of selective pressure at the single cell level. We will use single-cell RNA and DNA sequencing and analyze transcripts and AML specific mutations before and after drug treatment. Expected results: To determine extent and characteristics of clonal selection introduced by standard vs. targeted antileukemic drugs using single-cell mutational and transcriptomic profiling. We expect to gain insights into the molecular mechanisms leading to therapy resistance in AML, to predict drug resistance prior to treatment, and to discover potential new targeting strategies. Our single cell approach may reveal unappreciated heterogeneity at the genetic and transcriptomic level induced directly by antileukemia therapy, such as regulatory programs crucial to AML biology, prognosis and therapy.

Title: The Role of Pancreatic Stone Protein / Regenerating Protein (PSP/reg) in islet cell regeneration and diabetogenesis

Supervisor: Caroline BONNER - caroline.bonner@univ-lille.fr

Pancreatic islet dysfunction and demise, are key characteristics of type 1 diabetes (T1D), type 2 diabetes (T2D), and HNF1A-MODY, respectively. Pancreatic Stone Protein / Regenerating Protein (PSP/reg) is regulated at the transcription level by HNF1A and physiologically secreted from rat pancreatic acinar cells. Upon focal or systemic extra-pancreatic inflammation, such as sepsis, PSP/Reg is strongly increased, but also highly elevated in the serum of T1D, TD2, and HNF1A-MODY patients. Although, PSP/reg is regulated by HNF1A and is induced in islets and the liver in diabetic mice, the mechanisms involved remain largely unknown. Moreover, after decades of research, whether PSP/reg protein expression in alpha, beta or delta cells under hyperglycaemic conditions, remains an enigma. Since the PSP/reg gene is inducible by hyperglycaemia and secreted, we hypothesize that its gene product may function as a mitogenic, trophic, and/or an antiapoptotic factor in the endocrine pancreas. The aims of this study are 1) to determine PSP/reg protein expression in liver and islet tissues extracted from normoglycemic vs. hyperglycaemic subjects, 2) to measure PSP/reg and pancreatic hormone secretion from isolated islets from diabetic mouse models and human islets treated with a proinflammatory cocktail of cytokines (known to alter glucose-stimulated hormone secretion) in the presence or absence of recombinant PSP/reg. Dual immunofluorescent techniques will be utilized to assess PSP/reg specific expression in the liver and pancreas using unique liver tissue sections encompassing grafted donor islets from a T1D patient, who underwent surgery for a non-malignant disease, and pancreatic and liver and pancreatic sections from T2D patients and mouse models of T1D, T2D and HNF1A-MODY, which are already existing in our laboratory. PSP/reg and pancreatic hormone secretion from normoglycemic vs. hyperglycaemic mouse and human islets treated with or without recombinant PSP/reg will be assessed by islet perifusion and ELISA techniques. We anticipate (1) to observe PSP/reg protein expression in the liver and precise its localization in pancreatic islet of mouse and human diabetic subjects; (2) to report whether recombinant PSP/reg protein can improve alterations in glucose-stimulated hormone secretion. The student will be trained and supervised in advanced cell and molecular biology techniques by expert technical staff in our laboratory and will work closely with an international team of post-docs, and Ph.D. students, and the PI daily.

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