Mécanismes et conséquences des mutations

L’identification des mutations à l’origine de maladies génétiques chez l’homme a pris ces dernières années un essor considérable. Il est devenu possible d’établir le spectre des mutations délétères pour une maladie génétique donnée, et des bases de données internationales sont aujourd’hui accessibles via le réseau Internet. Le diagnostic génotypique des maladies héréditaires occupe actuellement une place prépondérante en matière de conseil génétique et de diagnostic prénatal. La connaissance du type de mutation délétère et des mécanismes en cause est essentielle pour déterminer la stratégie de diagnostic moléculaire adaptée à chaque situation. Cet article a pour objectif de présenter les différents types de mutations responsables de maladies génétiques (substitutions nucléotidiques, délétions ou insertions de petite taille, mutations dynamiques, grands remaniements…) et de récapituler les connaissances actuelles concernant les mécanismes moléculaires à l’origine de ces mutations. Leurs conséquences sur l’expression du gène (transcription et maturation du transcrit) et sur la fonction de la protéine sont également abordées dans cet article.The identification of mutations leading to human genetic diseases has grown into an intensive research field during the last few years. Through novel DNA analysis progress, it is now possible to determine the mutational spectrum for a given genetic disease and international databases are now available online. Genetic diagnosis of hereditary diseases has become an essential tool in genetic counselling and prenatal diagnosis. The knowledge of the deleterious mutation type and the molecular associated mechanism is fundamental in order to devise the optimal molecular diagnosis strategy. This review aims to present the various mutation categories involved in genetic diseases (single base-pair substitutions, small deletions or insertions, dynamic mutations, gross DNA lesions…) and to summarize our current knowledge about the main molecular mechanisms responsible for these mutations. Their deleterious consequences on gene expression, including transcription and transcript maturation, and protein loss or gain of function are also discussed in this review

Les perturbateurs endocriniens: Comprendre où en est la recherche

Pour réduire l’exposition de la population et de l’environnement aux perturbateurs endocriniens, la France est le premier pays à s’être doté d’une stratégie nationale sur les perturbateurs endocriniens (SNPE), mise en oeuvre dans le plan national Santé-Environnement 2015-2019 (PNSE 3). Dans un contexte où l’incertitude sur les risques encourus, sur les mécanismes d’action et les effets de ces substances reste forte, la recherche est au coeur de la stratégie. Elle vise notamment à acquérir de nouvelles connaissances pour alimenter l’expertise dans ce domaine et développer des tests permettant de mesurer l’effet de ces substances sur les systèmes biologiques. Mobiliser la communauté scientifique sur la thématique de l’exposome chimique, auquel les perturbateurs endocriniens participent, constitue par ailleurs l’un des défis majeurs de la recherche dans le domaine de la santé environnementale pour les prochaines années. Depuis 2014, l’Anses anime le programme national de recherche Environnement-Santé-Travail (PNR EST) inscrit dans la SNPE. Ce nouveau numéro des Cahiers de la Recherche est consacré à ces projets

Perturbation de la fonction thyroïdienne : mise en place d’une stratégie de criblage des produits chimiques

Whereas disruption of thyroid hormone signaling by environmental chemicals is a growing concern, identifying thyroid toxicants in early screening studies remains a challenge. Indeed, several different molecular events can initiate a such disruption of the Hypothalamus-Pituitary-Thyroid (HPT) axis. Thus, the detection of thyroid toxicants implies to conduct systematically an important battery of in vitro assays, or long in vivo studies. In the aim to simplify the procedure for the screening of all the possible mode of actions (MoAs) involved, we assessed three models for their suitability to detect in a short term different thyroid toxicants by using changes in gene expression. We identified the possibility of discriminating thyroid toxicants from compounds that do not alter thyroid function, by using this approach, in a 7-day adult male rat assay. Regarding in vitro testing, we have established the proof of concept of discriminating direct-acting thyroid toxicants from compounds that do not affect thyroid function, on the basis of up-regulated expression of a set of genes as criteria of positivity, in an early screening in vitro assay based on PCCl3 rat thyroid cells. We also confirmed the relevance of the use of alginate-embedded cryopreserved hepatocytes (LiverbeadsTM) for the screening of liver-mediated thyroid toxicity in rodents. The present work allowed the identification of three models suitable for the early screening of the disruption of the thyroid function. Such detection of multiple toxic MoAs in a short term relies on the use of gene expression as main or unique endpointEn dépit de la pression règlementaire croissante pour mieux détecter les produits chimiques potentiellement responsables de perturbations de la fonction thyroïdienne, les moyens de les cribler restent insuffisants et imparfaits. Un tel criblage implique l’utilisation de nombreux tests in vitro ciblant chacun l’un des divers mécanismes de toxicité potentiellement impliqué, ou des tests in vivo plus longs et plus contraignants. Trois modèles d’étude ont ainsi été évalués pour leur potentiel à simplifier les procédures de criblage actuellement préconisées. Le premier modèle d’étude qui a été proposé est un modèle in vivo d’exposition à court terme par voie orale de rats mâles adultes. Le suivi de l’expression de gènes permet de réaliser un criblage de la perturbation de la fonction thyroïdienne après 7 jours d’exposition seulement. Le second modèle d’étude qui a été retenu pour ce travail est la lignée cellulaire PCCl3 de thyrocytes de rats, identifiée comme un modèle potentiel pour le criblage de la toxicité thyroïdienne. Enfin, la pertinence pressentie de l’utilisation d’un modèle d’hépatocytes cryopréservés (LiverbeadsTM) a été confirmée pour l’identification des composés toxiques thyroïdiens chez le rongeur dont l’action est médiée par le foie. Trois modèles d’étude in vitro et in vivo utilisables lors des tests de criblage des produits chimiques perturbateurs de la fonction thyroïdienne ont donc été identifiés. L’évaluation de cette perturbation est rendue possible par l’utilisation de variations d’expression de gènes comme principal paramètre d’étud

Le fipronil, agent de perturbation thyroïdienne ? : exposition et réévaluation de sa toxicité dans l'espèce ovine, modèle pour la régulation thyroïdienne de l'Homme

Si le fipronil est reconnu comme pertubateur thyroïdien et inducteur de tumeurs de la thyroïde chez le rat, sa toxicité thyroïdienne envers l'Homme reste inconnue. Ce travail consiste à étudier l'impact du fipronil dans l'espèce ovine, sur des animaux de statut euthyroïdien, ce qui nécessite l'élaboration d'un modèle physiologique pour le suivi des concentrations des hormones endogènes. Les profils thyroïdiens ne semblent pas affectés par l'exposition au fipronil, alors que la clairance de la thyroxine libre est modérément mais significativement augmentée après un mois de traitement. L'extrapolation à l'Homme reste cependant délicate, du fait de la différence potentielle de toxicocinétique entre les différentes espèces

Apport de la pharmacocinétique de population dans l'étude des interactions pharmacocinétiques impliquant le pazopanib

Le pazopanib est un inhibiteur de tyrosine kinase (ITK) multicible indiqué dans le traitement de cancers du rein métastatiques et de sarcomes des tissus mous métastatiques. Comme les autres ITK, il présente une forte variabilité pharmacocinétique (PK) interindividuelle et ses relations pharmacocinétiques-pharmacodynamiques (PK/PD) en font un candidat de choix pour un suivi thérapeutique pharmacologique, permettant de proposer une dose optimale adaptée à chaque patient. La pratique clinique s'oriente vers une utilisation des ITK en association avec d'autres médicaments anti-cancéreux afin de potentialiser l'activité anti-tumorale. Ainsi, les études de phase I en association prévoient des explorations PK permettant d'évaluer l'existence d'éventuelles interactions PK entre les médicament(s) associé(s). Les données PK issues de deux études de phase I impliquant le pazopanib en association soit avec le bevacizumab, soit avec le cisplatine, ont été analysées. L'analyse PK par méthodologie de PK de population a confirmé la forte variabilité PK interindividuelle du pazopanib et a permis d'identifier les différentes sources de variabilités : inter-, intraindividuelle et variabilité due à une interaction médicamenteuse. Le pazopanib est très fortement lié aux protéines plasmatiques (>99%). L'étude de ses concentrations libres permet d'avoir accès aux concentrations pharmacologiquement actives. Ainsi, une méthode de dialyse à l'équilibre couplée à un dosage par UPLC/MS-MS a été mise au point afin de déterminer la fraction libre plasmatique du pazopanib in vitro et ex vivo. Les relations PK/PD entre concentrations libres et survenue de toxicités par rapport aux concentrations totales ont été étudiées.Pazopanib is a multitarget tyrosine kinase inhibitor (TKI) approved for the treatment of advanced renal cell carcinoma and metastatic soft tissue sarcoma. Like most TKI, pazopanib exhibits a large inter-individual pharmacokinetic (PK) variability, with a 1:8 plasmatic exposure variation factor between individuals. Pharmacokinetic/Pharmacodynamic (PK/PD) relationships suggest that therapeutic drug monitoring would be useful for individualized dosing of this drug. In current clinical practice, TKI are often combined with other anticancer drugs in order to optimise anti-tumour activity. However, therapeutic combinations can potentially lead to drug interactions. Therefore, PK investigations are needed in order to evaluate any PK interaction between each compound. PK data from two different phase I studies evaluating pazopanib in combination either with a cytotoxic, cisplatin, or with another targeted therapy, bevacizumab, were analysed. PK analysis of both studies using a population PK approach, confirmed the high inter-individual PK variability of pazopanib and allowed us to quantify different sources of variability: inter-, intra- patient variability and variability due to drug-drug interactions. Pazopanib is very highly bound to plasma proteins (>99%). Unbound drug concentrations in plasma are thought to be a more reliable indicator of the therapeutic target. Therefore equilibrium dialysis method coupled with UPLC/MS-MS assay has been optimized for the determination of plasma unbound fraction of pazopanib in vitro and ex vivo. PK/PD relationships between unbound plasma concentrations and toxicity in comparison with total plasma concentrations were studied for pazopanib

Étude de la dynamique des interactions des constituants du complexe de biosynthèse et d’insertion de la sélénocystéine dans la traduction des sélénoprotéines in vivo

Les sélénoprotéines sont des protéines auxquelles des sélénocystéines, soit le 21e acide aminé, sont incorporées durant leur traduction. Plus précisément, la sélénocystéine (Sec) est un dérivé métabolique de la sérine, mais structurellement équivalent à une cystéine dont on a remplacé l'atome de soufre par du sélénium. Elle se distingue des autres acides aminés puisqu’elle possède sa propre synthétase qui sert à convertir la sérine en Sec alors que le résidu est déjà fixé à l’ARNt. La position d’une Sec sur l’ARNm est indiquée par le codon UGA étant habituellement un signal STOP introduisant le concept de recoding. Grâce à une machinerie métabolique spécifique à l'ARNtSec et à la présence d’un SecIS (Selenocystein Insertion Sequence) sur l’ARNm, ce codon permet la présence d'une Sec dans la protéine. Il est connu que la synthèse débute avec l’acétylation de l’ARNt[Ser]Sec par la seryl-ARNt synthétase (SerRS) afin de donner la seryl-ARNt[Ser]Sec. Cette dernière est subséquemment phosphorylée par l’O-phosphoséryl-ARNt[Ser]Sec kinase (PSTK) qui donnera l’O-phosphoséryl-ARNt[Ser]Sec. Par la suite, un complexe de plusieurs protéines et cofacteurs, agissant comme machinerie pour l’incorporation des Sec durant la traduction, s’associe avec l’ARNt[Ser]Sec puis l’ARNm et, finalement, les composantes du ribosome. Parmi ces protéines, SepSecS catalyse l’étape finale de la synthèse des Sec en convertissant le O-phosphoseryl-ARNt[Ser]Sec en selenocysteinyl-ARNt[Ser]Sec utilisant le sélénophosphate comme source de sélénium. Des études récentes montrent que l’association avec SECp43 serait nécessaire pour que SepSecS joue son rôle et soit ségrégée au noyau pour s’associer à la machinerie de biosynthèse des sélénoprotéines, soit le complexe moléculaire qui reconnaît le codon UGA. Parmi les protéines de la machinerie de biosynthèse des sélénoprotéines que nous avons analysées, il y a eEFSec, RPL30, SPS2, SPS1, SBP2 et NSEP1. Nos résultats d’analyse de la dynamique de l’interaction entre les constituants de la machinerie de biosynthèse et d’incorporation des Sec, confirment plusieurs données de la littérature, mais remettent en question le modèle jusqu’à maintenant établi. Une meilleure compréhension de la dynamique des interactions entre ses constituants et la régulation de cette dynamique permet d’émettre des hypothèses quant au rôle de la machinerie de biosynthèse des sélénoprotéines et de l’importance de sa complexité. Nous avons analysé les interactions in vivo dans des cellules HEK293T au moyen de la technique de Protein-Fragment Complementation Assay (PCA) en couplant, par un clonage moléculaire, les gènes de chacune des protéines d’intérêt avec des fragments des gènes de la protéine luciférase (hRluc). Nous avons ainsi réalisé une fusion en N-terminal et en C-terminal des fragments de luciférase pour chacune des protéines d’intérêt. Puis, nous avons analysé la dynamique des interactions avec les composantes de la machinerie de biosynthèse des Sec. D’autres travaux seront essentiels afin de bâtir sur les résultats présentés dans cette recherche.Selenoproteins are proteins that incorporate selenocysteines, which is called the 21st amino acid, during their translation. Specifically, selenocysteine (Sec) is a metabolic derivate of serine, which is structurally equivalent to Cys except for replacement of sulfur with an atom of selenium in the δ-position. It differs from other amino acids since a unique synthetase converts the serine into Sec while the residue is already attached to the tRNA. The codon for Sec on the mRNA is a UGA codon that is usually a STOP signal, introducing the concept of "recoding". Through a specific metabolic machinery for the tRNASec and the presence of a SecIS (Selenocysteine Insertion Sequence) on the mRNA, this codon allows the incorporation of the Sec into the protein. However, the mechanism of biosynthesis of this amino acid and its incorporation into proteins is not well understood. It is known that the synthesis starts with the acetylation of tRNA[Ser]Sec by seryl-tRNA synthetase (SerRS) to give the seryl-tRNA[Ser]Sec. The latter is subsequently phosphorylated by the O-phosphoseryl-tRNA[Ser]Sec kinase (PSTK) which will generate the O-phosphoseryl-tRNA[Ser]Sec. Subsequently, a large complex of several proteins and cofactors acting as machinery for incorporation of Sec during translation, associates with tRNA[Ser]Sec and the mRNA and finally, the components of the ribosome. Among these proteins, SepSecS catalyzes the final step in the biosynthesis of Sec converting O-phosphoseryl-tRNA[Ser]Sec into selenocysteinyl-tRNA[Ser]Sec using monoselenophosphate as a source of selenium. Recent studies showed that the association with SECp43 would be required for SepSecS to play its role to segregate into the nucleus to be associated with the machinery that recognizes the UGA codon. Among the proteins of the biosynthesis machinery of selenoproteins that we analyzed, there are eEFSec, RPL30, SPS2, SPS1, SBP2 and NSEP1. Results of analysis of the dynamics of the interaction between the components of the Sec biosynthetic machinery confirm some data from the literature, but conflict with the model so far established. A better understanding of the dynamics of interactions between its constituents and the reaction of this process would allow us to make assumptions about the role of the biosynthetic machinery of selenoproteins and the importance of its complexity. We analyzed the dynamics of interaction in vivo in HEK293T cells using a Protein-Fragment Complementation Assay (PCA) based on a humanized Renilla luciferase (hRLuc) by coupling, by molecular cloning, genes encoding each protein of interest with gene encoding fragments of the luciferase protein (hRluc). We have thus achieved an expression of fusion of N-terminal and C-terminal fragments for each luciferase protein of interest. Then, we analyzed the dynamics of the interaction with the components of the Sec biosynthetic machinery. Further work will be essential to build on the results presented in this research

Maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, facteurs d'environnement et expositions médicamenteuses : étude épidémiologique

Inflammatory bowel diseases refer to two conditions: Crohn's disease and ulcerative colitis. These diseases display an important geographic heterogeneity worldwide and an increase in incidence during the last fifty years. Their physiopathology is complex, involving anormal composition of gut microbiota (dysbiosis), dysfonction of epithelial barrier and dysregulation of innate and adaptative immune response. More than 163 predisposing genes have been identified, but most of them carry modest association with IBD (Odds ratios varrying from 1.02 to 1.3) (1–3). Environmental factors seem to play an important role in IBD onset. Smoking has a positive effect on UC and harmfull effect on CD. Sun exposure, vitamin D, diet, infections have been inconsistently associated with IBD. This epidemiology thesis is devoted to IBD and specifically, to environemental risk factors, and also to the risk of cancer associated to IBD drugs. It is based on French and European databases. Our first work, explored the association between isotretinoin and UC reported in a US study. Our study was performed in a case-control study in the whole French territory thanks to a medico-administrative database (SNIIRAM). In this work, only a few patients with IBD were exposed to isotetinoin in the year before disease onset. Exposure to isotretinoin was not associated with UC but negatively associated with CD.In a second study, we explored the global impact of diet on UC and CD in a European prospective study (European Prospective Investigation Into Cancer (EPIC)). A dietary pattern with “high sugars and soft drinks” was associated with UC risk when restricted to cases diagnosed at least two years after dietary assessment. No dietary pattern was associated with CD. Mediterranean diet had no effect on UC nor CD risks.In the third part of this work, we investigated the risk of cancer associated with IBD drugs: immunosuppresive agents and anti-TNF. These medications are more and more prescribed nowadays. Howevere, they are associated with an increased risk of cancer in observationnal studies: lymphoma and non melanoma skin cancer with thiopurines and anti-TNF agents respectively. Therefore, we aimed to investigate the cancer risks associated with thiopurine and/or anti-TNF exposure in the whole French territory in the real life , using a medico-adminstrative database (SNIRAM). Currently, we are still analyzing the results.Our work shows that studying large databases can answer an important issue in clinical practice related to a potential link between isotretinoin and IBD. Also, it has generated hypotheses about the link between dietary pattern and IBD. Limitations of our work (detailed in the manuscript) should be considered.. Otr studies using larger databases and other statistical methods should address these limitations.Les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin (MICI) désignent deux affections, la maladie de Crohn (MC) et la rectocolite hémorragique (RCH). Ces maladies sont caractérisées par une grande disparité de répartition dans le monde et une forte augmentation de leur incidence depuis 50 ans. Leur physiopathologie fait intervenir une composition anormale du microbiote intestinal (appelée dysbiose), une dysfonction de la barrière épithéliale, un déficit de l'immunité innée et une dérégulation de l'immunité adaptative. Plus de 163 gènes de prédisposition ont été identifiés, mais la plupart d'entre eux ne sont associés qu'à une augmentation modeste du risque de MICI (Odds Ratios compris entre 1,02 et 1,2). Les facteurs d'environnement semblent jouer un rôle important dans la survenue de ces maladies. Le tabagisme a un effet démontré, favorable dans la RCH, néfaste dans la MC. L'exposition solaire, la vitamine D, l'alimentation, les agents infectieux et les médicaments ont été associés aux MICI mais leur effet est moins bien démontré. Cette thèse d'épidémiologie est consacrée aux MICI; plus précisément, à l'étude de leurs facteurs d'environnement, et au risque de cancer associé aux médicaments des MICI. Elle est fondée sur l'étude de bases de données françaises et européennes. Un premier travail a exploré l'association entre l'exposition à l'isotrétinoïne (médicament prescrit pour traiter l'acné) et la survenue de RCH, rapportée par une étude américaine. Cette étude cas témoin a été menée à l'échelle de la France entière à partir des données du système national d'information inter-régimes de l'assurance maladie (SNIIRAM). Dans ce travail très peu de patients atteints de MICI ont reçu de l'isotrétinoïne durant l'année précédant le diagnostic de la maladie. La prise d'isotrétinoïne n'est pas associée au risque de RCH mais inversement associée au risque de MC.Dans un deuxième travail, nous avons étudié l'impact gobal de l'alimentation en modélisant les profils alimentaires associés à la survenue de RCH et de MC dans la cohorte prospective européenne EPIC (European Prospective Investigation Into Cancer). Un profil alimentaire riche “en produits sucrés et sodas” est associé à l'incidence de RCH dans le sous-groupe diagnostiqué au delà de 2 ans. Aucun profil alimentaire n'est associé au risque de MC. Le régime méditerranéen n'est ni associé à la RCH ni à la MCDans un troisième travail, nous nous sommes intéressés aux risques de cancer associés à l'exposition aux médicaments des MICI : immunosuppresseurs et anti-TNF. Leur prescription a beaucoup augmenté ces dernières années. Cependant ils ont été associés à un risque de lymphome, de cancer de la peau non mélanocytaire et de mélanome pour les thiopurines et les anti-TNF, respectivement. Nous avons évalué prospectivement le risque de cancer associé à ces médicaments, à l'échelle de la France entière dans des conditions de prescription courante, grâce aux données du SNIIRAM. Les résultats sont en en cours d'analyse.Notre thèse montre que l'étude des bases de données peut apporter une réponse à une question importante en pratique clinique , portant sur le lien entre isotrétinoïne et MICI. Notre travail a également permis de générer des hypothèses sur le lien entre les profils alimentaires et la survenue de MICI. Les limites de l'exercice (détaillées dans le manuscrit) ne doivent pas être sous estimées. Nos résultats suscitent des questions et appellent d'autres travaux, menés à une échelle encore plus vaste et avec d'autres méthodes statistiques

Développement de méthodes et outils d'analyse transcriptomique par réseaux de co-expression de gènes pour la détection de gènes candidats dans le vieillissement de différents tissus humains

L'analyse par réseau de co-expression de gènes est un outil entré il y a 15 ans dans l'ensemble des outils disponibles pour l'analyse transcriptomique. En étudiant la variation de synchronisation de l'expression des gènes, cet outil permet de révéler de nouveaux gènes impliqués dans des maladies ou phénotypes dont l'expression seule n'est pas significativement différente. Il est également capable de détecter des groupes de gènes, ou modules, interagissant préférentiellement et sur lesquels il est possible d'effectuer une exploration étendue. Il est ainsi possible d'utiliser des méthodes avec injection de connaissance préalable comme l'enrichissement de gènes ou l'association phénotypique, ou des méthodes guidées par les données comme l'analyse topologique ou la co-expression différentielle. Pourtant, ce type d'analyse reste sous exploitée actuellement par rapport à son potentiel, et notamment dans certaines maladies ou phénotypes où l'altération est une désorganisation du système comme le vieillissement. Afin de faciliter à tout chercheur l'emploi de cette méthode, un progiciel R disponible sur Bioconductor et nommé GWENA a été développé. Organisé comme un pipeline d'analyse simplifié et allant de la construction du réseau jusqu'à l'aide à l'interprétation des modules entre différentes conditions, c'est également le seul pipeline actuel à intégrer la co-expression différentielle. Pour assister l'utilisateur, il comprend de nombreux avertissements sur l'intégrité des données rentrées et sur la plausibilité des résultats. Afin d'éviter de devoir recourir à d'autres logiciels, il contient également un système de visualisation des réseaux. Enfin, GWENA est un outil dont l'architecture modulaire lui permettra d'évoluer avec le temps. L'efficacité de GWENA a été démontrée dans une première étude du vieillissement du muscle squelettique humain où un sous ensemble de gènes a été priorisé pour l'étude de la sarcopénie. Il a également permis de préciser une topologie du réseau spécifique du vieillissement et observée auparavant : la perte de connectivité du réseau, ou déconnexion. En effet, parallèlement à la déconnexion, il a été constaté grâce à GWENA une reconnexion locale située au niveau des gènes pivots. Pour étudier cette topologie à large échelle, l'analyse a été répétée sur un ensemble élargi de tissus humains. Par un recoupement des modules différentiellement exprimés, des phénomènes communs du vieillissement entre tissus sont apparus ainsi que des phénomènes spécifiques à certains tissus. L'analyse topologique, notamment de la déconnexion, des gènes inclus dans ces recoupements pour deux exemples, un phénomène commun et un phénomène spécifique, a à son tour permis la priorisation de gènes encore mal étudiés ou inconnus dans ces phénomènes. En finalité, les travaux présentés au cours de cette thèse auront amené à la création d'un outil utile à la communauté de biologistes comme bio-informaticiens pour faciliter l'accès à une analyse à a haut potentiel dans l'analyse du vieillissement et toute autre condition, notamment celles axées sur la dérégulation de l'expression systémique.Gene co-expression network analysis is a tool that entered the transcriptomics analysis toolbox 15 years ago. By studying the variation in the synchronization of gene expression, this tool can reveal new genes involved in diseases or phenotypes whose expression alone is not significantly different. It is also able to detect groups of genes, or modules, that interact preferentially and on which it is possible to carry out an extended exploration. It is therefore possible to use knowledge-driven methods such as gene enrichment or phenotypic association, or data-driven methods such as topological analysis or differential co-expression. Nevertheless, this type of analysis is currently under-exploited compared to its potential, especially in certain diseases or phenotypes where the alteration is a disorganization of the system such as aging. In order to facilitate the use of this method by any researcher, an R software package available on Bioconductor and named GWENA has been developed. Organized as a simplified analysis pipeline from the construction of the network to the interpretation of the modules between different conditions, it is also the only current pipeline to integrate the differential co-expression. To assist the user, it includes numerous warnings about the integrity of the data entered and the plausibility of the results. In order to avoid having to use other software, it also contains a network visualization system. Finally, GWENA is a tool whose modular architecture allows it to evolve overtime. The effectiveness of GWENA has been demonstrated in a first study of human skeletal muscle aging, where a subset of genes was prioritized for the study of sarcopenia. It also allowed to clarify a network topology specific to aging and previously observed: the loss of network connectivity, or disconnection. Indeed, in parallel to the disconnection, a local reconnection located at the level of hub genes was observed thanks to GWENA. To study this topology on a large scale, the analysis was repeated on an extended set of human tissues. By cross-referencing differentially expressed modules, common aging phenomena between tissues were identified as well as tissue-specific phenomena. Topological analysis, including disconnection, of the genes included in these overlaps for two examples, a common and a specific phenomenon, in turn allowed the prioritization of genes still poorly studied or unknown in these phenomena. Overall, the work presented in this thesis will have led to the creation of a useful tool for the community of biologists as bioinformaticians to facilitate access to a high-potential analysis in the analysis of aging and any other condition, especially those focused on the deregulation of systemic expression

Rôle des facteurs de risque familiaux, individuels et environnementaux dans les cancers de la thyroïde (Analyse d'études cas-témoins)

Objectifs : Les cancers de la thyroïde représentent environ 2% de l ensemble des cancers dans les pays développés mais sont les cancers les plus fréquents des glandes endocrines. L incidence des cancers de la thyroïde se caractérise par de fortes variations géographiques dans le monde, les taux les plus élevés étant observés en Nouvelle-Calédonie, et par une augmentation régulière au cours des dernières décennies dans les pays occidentaux. Cette augmentation d incidence est en grande partie attribuée à l évolution des pratiques médicales mais pourrait aussi être en partie liée à une évolution des modes de vie et/ou à des expositions environnementales. En dehors de l exposition aux radiations ionisantes dans l enfance, les facteurs de risque de cancer de la thyroïde restent très mal connus. L objectif de ce travail était d étudier le rôle des antécédents familiaux de pathologie de la thyroïde, des caractéristiques de la vie hormonale et reproductive, des caractéristiques anthropométriques et des expositions environnementales et professionnelles dans l étiologie des cancers de la thyroïde. Méthode : Les analyses reposent principalement sur une étude cas-témoins en population menée en France métropolitaine (étude CATHY). Nous avons également utilisé les données d une étude cas-témoins menée en Nouvelle-Calédonie pour étudier le rôle des antécédents familiaux dans cette zone géographique de forte incidence. L étude CATHY repose sur 621 cas diagnostiqués dans trois départements français (Calvados, Marne, Ardennes) entre 2002 et 2007 et sur 706 témoins, appariés par fréquence aux cas sur l âge, le sexe et le département de résidence. L étude cas-témoins en Nouvelle-Calédonie repose sur 332 cas diagnostiqués entre 1985 et 1999, et sur 412 témoins appariés par fréquence aux cas sur l âge et le sexe. Résultats : Les résultats montrent une augmentation du risque de cancer de la thyroïde chez les individus ayant des apparentés de premier degré atteints de cancer de la thyroïde ou de goitre multinodulaire, en France métropolitaine comme en Nouvelle-Calédonie. Parmi les facteurs hormonaux et reproductifs, un âge tardif aux premières règles, une ménopause précoce et une parité élevée étaient associés à une augmentation du risque de cancer de la thyroïde. Une relation dose-effet inverse était observée entre la durée cumulée des cycles menstruels au cours de la vie et le risque de cancer de la thyroïde. La prise d une contraception orale était associée à une diminution du risque de cancer de la thyroïde, avec une relation dose-effet inverse entre la durée de la contraception orale et le risque de cancer de la thyroïde. La taille, l indice de masse corporelle et la surface corporelle étaient positivement associés au risque de cancer de la thyroïde. Une augmentation du risque de cancer de la thyroïde était observée dans certains secteurs d activité professionnelle comme l industrie du papier, l industrie du caoutchouc et des plastiques, le travail du bois, la réparation automobile et la métallurgie.Objectives: Thyroid cancer accounts for 2% of all cancers in industrialized countries but is the most common endocrine cancer. There is a marked worldwide geographic variation in thyroid cancer incidence, the highest incidence rates being observed in New Caledonia, and a constant increase of thyroid cancer incidence has been observed during the past several decades. Although the evolution in medical practice probably accounts for some of the increase, other factors such as environmental and/or lifestyle factors may also play a role. However, there are few established risk factors of thyroid cancer apart from ionizing radiation exposure in childhood. We aimed to investigate the etiologic role of a family history of thyroid cancer, of hormonal and reproductive factors, anthropometric factors and environmental and occupational exposures in thyroid cancer. Methods: Analyses mainly rely on a population-based case-control study conducted in metropolitan France ( CATHY study ). Data of a case-control study conducted in New-Caledonia were also used to investigate the role of a family history of thyroid cancer as a risk factor for thyroid cancer in this area where thyroid cancer incidence is very high. The CATHY study is based on 621 cases diagnosed from 2002 to 2007 in three administrative areas: the Calvados, the Marne and the Ardennes, and 705 controls matched to cases by age, sex and residence area. The New Caledonian case-control study is based on 332 cases diagnosed form 1985 to 1999 and 412 controls matched to cases by age and sex. Results: A family history of thyroid cancer or multinodular goiter in first degree relatives was associated with an increased risk of thyroid cancer in France as well as in New Caledonia. Among hormonal and reproductive factors, a later age at menarche, a younger age at menopause and a elevated number of full-term pregnancies were associated with an increased risk of thyroid cancer. An inverse relationship was observed between the cumulative number of menstrual cycles and risk of thyroid cancer. Oral contraceptive use was associated with a lower risk of thyroid cancer, and an inverse relationship was observed between oral contraceptive use duration and risk of thyroid cancer. Height, body mass index and body surface area were positively associated with thyroid cancer risk. Analyses by occupation showed a higher risk of thyroid cancer for workers in leather industry, in plastics and rubber industry, in papermaking, in wood manufacturing, in automotive repair and in metallurgy.PARIS11-SCD-Bib. électronique (914719901) / SudocSudocFranceF