Source, catabolism and role of the tetrapeptide N-Acetyl-Ser-Asp-Lys-Pro within the testis

Copyright © 2000 by Company of BiologistsThe tetrapeptide N-Acetyl-Seryl-Aspartyl-Lysyl-Proline (AcSDKP) is a natural regulator of hematopoietic stem cell proliferation. The present study was aimed at investigating the presence and the role of AcSDKP in rat testis. Specific immunoreactivity was always observed in the interstitial tissue at all stages of testicular development and in elongated spermatids at 45 days of age and in adults. In accordance with the interstitial labeling, high AcSDKP levels were detected in Leydig cell and testicular macrophage culture media and cell extracts, as well as in the testicular interstitial fluid (TIF). Much lower concentrations were found in peritubular cells and Sertoli cells cultures, whereas very low concentrations were present in cultured spermatocytes and spermatids. In contrast to the slight degradation rate of AcSDKP observed in the spermatocyte and spermatid culture media, no catabolism of the peptide was seen in testicular somatic cell culture medium. Furthermore, the degradation rate of AcSDKP was much lower in TIF than in peripheral blood plasma. Despite the very strong evidence indicating that Leydig cells and testicular macrophages produce AcSDKP, the selective destruction of these cells did not result in any change in AcSDKP levels in TIF or in plasma. This suggests a compensatory mechanism ensuring constant levels of the peptide in TIF when interstitial cells are absent. Finally, in vitro, in the presence of AcSDKP, significantly more [(3)H]thymidine incorporation was found in A spermatogonia. In conclusion, this study establishes the presence of very high concentrations of AcSDKP in rat testis and demonstrates its Leydig cell and testicular macrophage origin. The presence of AcSDKP in the TIF and its stimulatory effect on thymidine incorporation in spermatogonia very strongly suggest its implication in the paracrine control of spermatogenesis.Jean-Philippe Stéphan, Nathalie Melaine, Eric Ézan, Harri Hakovirta, Simon Maddocks, Jorma Toppari, Danielle-Hélène Garnier, Joanna Wdzieczak-Bakala and Bernard Jégo

Comparative performances of machine learning methods for classifying Crohn Disease patients using genome-wide genotyping data

Abstract: Crohn Disease (CD) is a complex genetic disorder for which more than 140 genes have been identified using genome wide association studies (GWAS). However, the genetic architecture of the trait remains largely unknown. The recent development of machine learning (ML) approaches incited us to apply them to classify healthy and diseased people according to their genomic information. The Immunochip dataset containing 18,227 CD patients and 34,050 healthy controls enrolled and genotyped by the international Inflammatory Bowel Disease genetic consortium (IIBDGC) has been re-analyzed using a set of ML methods: penalized logistic regression (LR), gradient boosted trees (GBT) and artificial neural networks (NN). The main score used to compare the methods was the Area Under the ROC Curve (AUC) statistics. The impact of quality control (QC), imputing and coding methods on LR results showed that QC methods and imputation of missing genotypes may artificially increase the scores. At the opposite, neither the patient/control ratio nor marker preselection or coding strategies significantly affected the results. LR methods, including Lasso, Ridge and ElasticNet provided similar results with a maximum AUC of 0.80. GBT methods like XGBoost, LightGBM and CatBoost, together with dense NN with one or more hidden layers, provided similar AUC values, suggesting limited epistatic effects in the genetic architecture of the trait. ML methods detected near all the genetic variants previously identified by GWAS among the best predictors plus additional predictors with lower effects. The robustness and complementarity of the different methods are also studied. Compared to LR, non-linear models such as GBT or NN may provide robust complementary approaches to identify and classify genetic markers

Études post-génomiques de la spermatogénèse chez les mammifères

L infertilité constitue une préoccupation de santé grandissante : En Europe environ quinze pour cent des couples connaissent des problèmes de fertilité et, dans près d un cas sur deux, l hypofertilité est d origine masculine et son étiologie demeure inconnue. Mes travaux de thèse ont consisté à étudier la spermatogenèse des mammifères, essentiellement chez les rongeurs mais aussi chez l homme, par des approches relevant de la post-génomique. Au cours d une première étude plusieurs milliers de gènes présentant des variations d expression au cours de la différenciation des cellules germinales mâles chez la souris, le rat, et l homme, ont été identifiés. Parmi ces gènes, 888 sont conservés chez les trois espèces et présentent des profils d expression également conservés au cours de l évolution, suggérant des fonctions importantes au cours de la gamétogenèse mâle. Dans une seconde étude, 123 protéines présentant de fortes variation d expression au cours de la différenciation de ces cellules germinales ont pu être identifiées chez le rat, et sont autant de marqueurs potentiels de la spermatogenèse normale chez l homme. La comparaison de ces données chez le rat permet par ailleurs d appréhender l étude des régulations post-transcriptionnelles nécessaires à la formation des gamètes mâles. La méconnaissance actuelle de la physiopathologie testiculaire s explique notamment par la limite même des connaissances du fonctionnement normal du testicule humain. Les résultats obtenus au cours de ma thèse sont de nature à donner une impulsion décisive dans nos connaissances des gènes régulant la différenciation des cellules germinales mâles.Infertility is an increasing human health issue : In Europe about twenty percents of couples encounter fertility troubles, the male hypofertility being responsible for half of cases and its origin remaining obscure in most cases. During my thesis I have studied the spermatogenesis, in rodents as well as human, through post-genomic approaches. In a first analysis, several thousands genes were identified as being differentially-expressed during the male germ cell differentiation in the mouse, rat and human. Among these genes, 888 conserved genes across the three species and displaying evolutionary-conserved expression profiles are suggested to play major functions during the male gametogenesis. Similarly, 123 proteins were identified as being highly differentially-expressed during spermatogenesis in the rat and are valuable candidates to survey this process in human. The comparison of these data in the rat also allows the investigation of the post-transcriptional regulation necessary to the male gametes formation. The poor knowledge regarding testicular pathologies is in part due to the limitation of our understanding of the molecular mechanisms underlying the normal functions in the human testis. The results obtained during my thesis should improve our understanding of genes that regulate the germ cells differentiation during spermatogenesis.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Effets in vitro d anti-androgènes seuls ou en combinaison sur la stéroïdogenèse

De nombreux composés chimiques - médicaments*, plastifiants** ou produits socio-récréatifs*** - qualifiés de perturbateurs endocriniens (PE) sont présents dans l environnement. Ces PE suscitent des inquiétudes dans la mesure où ils sont connus pour agir à faibles doses mais aussi pour exercer des effets additifs/synergiques lorsqu ils sont en combinaison chez l animal. L intérêt de caractériser leurs effets à faibles concentrations, représente un enjeu crucial de santé publique. Le concept de toxicité des mélanges est en plein essor et l approche du something from nothing développée par A. Kortenkamp a été bien établie chez l animal. Mon projet s inscrit dans un programme soutenu par l Anses visant à en apporter la première preuve de concept chez l homme. J ai réalisé des expériences in-vitro : cultures de testicules fœtaux de rat (système modèle) et d une lignée cellulaire stéroïdogène d origine humaine (NCI-H295R). Le kétoconazole* et le bisphénol A** entraînent une diminution de production de testostérone de façon dose dépendante sur nos modèles tandis que l alcool*** et l ibuprofène* ne semble pas l altérer. Après ce criblage, permettant d établir les doses actives, ces PE seuls et en mélange seront testés sur des cultures de testicules humains (fœtaux et adultes) dont les modalités sont en cours de validation.DIJON-BU Médecine Pharmacie (212312103) / SudocSudocFranceF

ETUDE DE LA REGULATION TESTICULAIRE DU GENE DE L'HORMONE ANTI-MULLERIENNE CHEZ LA SOURIS

LA CASCADE MOLECULAIRE DE LA DIFFERENCIATION SEXUELLE CHEZ LE MALE, DECLENCHEE PAR LE GENE DU DETERMINISME TESTICULAIRE SRY, EST ENCORE LARGEMENT MECONNUE. PARTANT DE L'OBSERVATION QUE L'EXPRESSION DU GENE DE L'HORMONE ANTI-MULLERIENNE (AMH), IMPLIQUEE DANS LA MISE EN PLACE DU TRACTUS GENITAL INTERNE MALE, CONSTITUE UN BON MARQUEUR DE LA DIFFERENCIATION DES CELLULES DE SERTOLI, NOUS AVONS EMIS L'HYPOTHESE SELON LAQUELLE LA RECHERCHE DES EFFECTEURS IMPLIQUES DANS LA REGULATION DE CE GENE PEUT CONDUIRE A L'IDENTIFICATION DE FACTEURS EGALEMENT REQUIS POUR LE DEVELOPPEMENT TESTICULAIRE. DEUX APPROCHES SUCCESSIVES ONT ETE DEVELOPPPEES : 1- LA PREMIERE VISE A IDENTIFIER LES REGIONS D'ADN QUI CONFERENT A L'AMH SA SPECIFICITE D'EXPRESSION (SEXE, TISSU ET CHRONOLOGIE). PLUSIEURS LIGNEES TRANSGENIQUES INDEPENDANTES ONT ETE OBTENUES ET ONT PERMIS DE DEFINIR UNE REGION DE 370 PB, REQUISE POUR L'ACTIVATION INITIALE DE L'AMH DANS LE TESTICULE. IL SEMBLE DONC QUE L'EXPRESSION SERTOLIENNE DE L'AMH SE DEROULE SELON, AU MOINS, 2 ETAPES DISTINCTES, INITIATION PUIS MAINTIEN. 2- LA DEUXIEME A PERMIS D'IDENTIFIER 4 SITES DE FIXATION D'AFFINITES DIFFERENTES POUR LE FACTEUR GATA-1 DANS LE PROMOTEUR DE 370 PB. LA COMPARAISON DES PROFILS D'EXPRESSION DE L'AMH ET DE GATA-1 AU COURS DU DEVELOPPEMENT A PERMIS D'ENVISAGER LA PARTICIPATION DE GATA-1 DANS LA REPRESSION TRANSCRIPTIONNELLE DE L'AMH ET DE DEFINIR UNE PERIODE DE TRANSITION (3-7 JPP), AU COURS DE LAQUELLE L'ARRIVEE PROGRESSIVE DE GATA-1 PROVOQUE L'ARRET DE LA PRODUCTION D'AMH. FINALEMENT, LA REGULATION TRANSCRIPTIONNELLE DE L'AMH COMPREND 3 ETAPES CONSECUTIVES INITIATION, MAINTIEN ET REPRESSION. A L'HEURE ACTUELLE, SEULE LA REGION PROMOTRICE NECESSAIRE POUR L'ACTIVATION INITIALE DE L'AMH EST LOCALISEE. LES REGIONS REGULATRICES REQUISES POUR LA PHASE DE MAINTIEN NE SONT PAS CONNUES ; LEUR RECHERCHE S'ORIENTE VERS LA REGION EN 3 DE L'AMH. ENFIN, GATA-1 SEMBLE ASSURER D'AUTRES FONCTIONS DANS LE TESTICULE QUE NOUS CHERCHERONS A IDENTIFIER.PARIS-BIUSJ-Thèses (751052125) / SudocCentre Technique Livre Ens. Sup. (774682301) / SudocPARIS-BIUSJ-Physique recherche (751052113) / SudocSudocFranceF

Manipulations génétiques et cellulaires de la spermatogenèse chez la souris

Des constructions d'ADN, en présence d'agent transfectant, ont été injectées dans les tubes séminifères de souris adultes, en vue de générer des animaux transgéniques. Il a été mis en évidence une transmission mosaïque et épisomale du plasmide après croisement de mâles micro-injectés avec des femelles sauvages.Suite à ces expériences, nous avons développé deux approches distinctes. La première consiste à incuber des spermatozoïdes in vitro avec un anticorps " anti-spermatozoïde " couplé à un transgène avant de réaliser une fécondation in vitro. Bien qu'un marquage de l'acrosome du spermatozoïde de souris ait été observé sur frottis pour deux anticorps, aucun marquage n'a pu être retrouvé en présence du milieu de fécondation in vitro utilisé Dans un deuxième temps, nous avons mis au point la technique de transplantations croisées de cellules germinales, par injection via le rete testis, afin d'étudier les causes d'une dégénérescence de cellules germinales chez un modèle animal murin.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Étude de l'infection du testicule humain par le VIH

Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse portent sur l'infection du testicule humain par le VIH. Nous avons tout d'abord montré que les celulles de Leydig isolées sont permissives à certaines souches de VIH-2 et de SIV, mais ne sont pas infectées par le VIH-1. Ensuite, nous avons adapté et caractérisé un système de culture organotypique de testicule humain. Ce modèle permet de conserver les interactions cellulaires et moléculaires de l'ensemble des types cellulaires présents au sein des explants et de préserver l'activité métabolique des cellules de Leydig. L'architecture globale des tubes séminifères et l'intégrité du tissu interstitiel sont maintenus jusqu'à 16 jours de culture. Finalement, ce modèle nous a permis d'étudier la réplication d'une souche de VIH-1 R5X4 au sein du tissu testiculaire. La production de particules virales infectieuses a été détectée dans les surnageants de cultures exposées au virus, associée à une augmentation du nombre de copies d'ADN provirales au sein des explants. En conclusion, nos résultats montrent que le testicule infecté de manière productive par le VIH in vitro, représente un réservoir potentiel pour le virus.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Etude moléculaire de la défense antivirale et antixénobiotique testiculaire

RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Étude de l infection du tractus génital mâle par le VIH et le SIV

L objectif de mon travail de thèse a été d explorer les modalités d infection par le VIH du tractus génital masculin, réservoir viral potentiel pour ces virus. Nous avons montré chez le modèle macaque infecté par le virus de l immunodéficience simienne (VIS) que l ensemble des organes génitaux participant à l élaboration du sperme est infecté dès la primo-infection. De plus, nous avons confirmél existence d interactions entre les cellules germinales testiculaires et le VIS. Grâce à un modèle de culture organotypique, nous avons mis en évidence in vitro que la prostate humaine avec une inflammation chronique est préférentiellement infectée par des souches utilisant le co-récepteur CCR5.Enfin, dans le modèle macaque infecté VIS, une polychimiothérapie même précoce diminue mais n empêche pas l infection productive des organes génitaux. Ainsi, les organes génitaux mâles sont fortement susceptibles de représenter un réservoir viral qui contribuerait à l infectiosité persistante du sperme.The main goal of my thesis work dealed with the ability of HIV-1 to infect the male genital tract organs, as it represent a potential viral reservoir. Through in vivo and in vitro approaches, we showed that: - In macaques infected by SIV in vivo, all genital organs contributing to the elaboration of semen were infected during the acute stage of the infection. We confirmed the existence of interactions between germinal testicular cells and SIV. -Using an organotypic culture system, we showed that human chronic inflamed prostate is preferentially infected in vitro by HIV-1 strains using the CCR5 coreceptor. - In the macaque model, an early initiated treatment diminishes but does not prevent the viral spread in the male genital organs. Thus, male genital organs are strongly susceptible to represent an early viral reservoir and constitute a productive source of virus in semen.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Xénobiotiques, perturbateurs endocriniens et la fonction testiculaire

RENNES1-BU Santé (352382103) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF