Laboratoires d'accueil des mémorants du Master BMOL (finalité S)

Université Libre de Bruxelles
Université de Mons
MASTER INTER-UNIVERSITAIRE
en
BIOCHIMIE ET BIOLOGIE MOLECULAIRE ET CELLULAIRE
FINALITE SPECIALISEE
Liste des directeurs de mémoire et présentation de
leurs thèmes de recherche
Année académique 2012-2013
1

Biologie Moléculaire du Gène
Prof. Véronique KRUYS vkruys@ulb.ac.be
Dr Cyril GUEYDAN cgueydan@ulb.ac.be
Site web du laboratoire: http://www.ulb.ac.be/rech/inventaire/unites/ULB130.html
Localisation : IBMM, rue des Prof. Jeener et Brachet 12, B 6041 Gosselies
tél. 02/650 9802 ou 650 9804 ou 05 fax 02/650 9800
Thèmes des recherches
Régulation de l’expression des gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée
Le système immunitaire des mammifères est classiquement subdivisé en deux branches, baptisées immunité
innée et immunité acquise. L‟immunité innée représente la première ligne de défense de l‟organisme contre
les infections. Ce système est formé par des cellules constitutivement présentes dans l‟organisme et qui
sont rapidement recrutées sur le site d‟infection. Au contact des pathogènes, ces cellules produisent des
cytokines. Ces protéines sécrétées ont de multiples fonctions. Elles participent à l‟élimination des
pathogènes et des cellules infectées mais permettent également aux cellules du système immunitaire de
communiquer entre elles pour réguler la réponse innée ou mettre en place la réponse immunitaire acquise
(deuxième ligne de défense).
La régulation de la production des cytokines par les cellules du système immunitaire est d‟une importance
capitale pour le bon fonctionnement de la réponse immune. En effet, une production tardive ou insuffisante
de ces protéines peut diminuer l‟efficacité de la réponse immune. A l‟opposé, une production trop élevée
de cytokines engendre une toxicité importante dans l‟organisme.
Dans de nombreux cas, la production de cytokines est régulée au niveau post-transcriptionnel grâce à une
séquence riche en adénine et uridine (appelée ARE pour AU-rich element) présente dans la partie nontraduite
des ARNs messagers de ces cytokines. Ces AREs modulent à la fois la stabilité et la traductibilité
des ARNm qui les portent. Ce mode de régulation basé sur la disponibilité de l‟ARN messager vis-à-vis de
la machinerie de traduction (contrôle post-transcriptionnel) plutôt que sur la synthèse de l‟ARNm (contrôle
transcriptionnel), permet à la cellule de produire rapidement une protéine dans des conditions ou celle-ci est
utile et de bloquer efficacement sa production dans le cas où celle-ci peut s‟avérer néfaste.
Projets de recherche
Le laboratoire étudie depuis plusieurs années le fonctionnement des AREs au niveau moléculaire. Nos
travaux et ceux d‟autres groupes ont permis de caractériser un ensemble de protéines qui se fixent à ces
séquences et permettent de réguler leur fonction. Toutefois, les mécanismes par lesquels l‟environnement
cellulaire influence le fonctionnement des AREs restent à ce jour très mal connu.
Ces travaux sont compliqués par la redondance et l‟interconnection des différentes voies de signalisation
qui contrôlent l‟immunité innée dans les cellules de mammifères. La drosophile (Drosophila melanogaster)
ne possède pas d‟immunité acquise. Ses défenses immunitaires s‟articulent toutes autour d‟un système
d‟immunité innée. En particulier, les Haemocytes sont des cellules qui chez la drosophile vont reconnaître
les pathogènes et sécréter en retour des peptides toxiques pour ces pathogènes (peptides anti-bactériens et
anti-fongiques).
Les hémocytes de drosophile constituent un très bon modèle d‟étude ex vivo. En effet, une lignée
immortalisée de cellules hémocytaires (cellules S2) se cultive facilement in vitro. De plus, l‟expression des
gènes de cellules S2 peut très facilement être modulée de manière exogène par des ARN interférents
(RNAi). Il a été démontré que les cellules S2 sont stimulables par des extraits bactériens de manière à
mimer une infection et induire la synthèse des peptides de défense.
Récemment, nous avons observé que l‟expression du peptide anti-microbien, la cecropin A1 (cec A1) est
régulée par un mécanisme post-transcriptionnel faisant intervenir une séquence ARE.
2

Nos projets actuels visent à caractériser ce mode de régulation en cellules de Drosophile pour par la suite
faciliter sa compréhension chez les mammifères (souris, homme).
Des recherches menées en collaboration avec le laboratoire d‟immunobiologie (Prof. O. Leo) ont mis en
évidence l‟importance d‟une famille de protéines appelées sirtuines dans le contrôle de la réponse
immunitaire innée. Les sirtuines sont des protéines de la famille des déacétylases. Il a été montré que
l‟inhibition de ces enzymes par différents agents pharmacologiques interfère avec la mise en place de voies
de signalisation intracellulaires conduisant à la production de cytokines pro-inflammatoires (TNF-α) par les
cellules du système immunitaire inné des mammifères et de peptides anti-microbiens par des hémocytes de
Drosophile. Ces résultats suggèrent que la modification post-traductionnelle, par acétylation/deacétylation,
de différentes protéines joue un rôle essentiel lors de la transduction des signaux nécessaires à la mise en
place de la réponse immune. Avec le laboratoire d‟immunobiologie, nous poursuivons l‟identification des
sirtuines et de leurs cibles dans le contexte de la réponse immune innée de mammifères et de drosophile.
Les travaux de mémoires proposés par le laboratoire seront intégrés aux deux sujets de recherche
présentés ci-dessus
Publications récentes
- Identification of the sequence determinants mediating the nucleo-cytoplasmic shuttling of TIAR/TIA-1 RNAbinding
proteins. T. Zhang, N. Delestienne, G. Huez, C. Gueydan and V. Kruys. J. Cell Sci. (2005) 118, 5453-5463.
- Identification of FUSE-binding proteins as interacting partners of the ARE-binding proteins TIAR and TIA-1. F.
Rothé, C. Gueydan, E. Bellefroid, G. Huez, V. Kruys. Bioch. Biophys. Res. Comm. (2006) 343, 57-68.
- The cold-induced RNA-binding protein migrates from the nucleus to cytoplasmic stress granules by a
methylation-dependent mechanism and acts as a translational repressor. F. De Leeuw, T. Zhang, C. Wauquier, G.
Huez, V. Kruys and C. Gueydan. Exp. Cell Res. (2007) 313, 4130-4144.
- Intracellular NAD levels regulate TNF-α protein synthesis in a sirtiun-dependent manner. F. Van Gool, M. Galli,
C. Gueydan, V. Kruys, P.-P. Prévot, A. Bedalov, R. Mostoslavsky, F. Alt, T. De Smedt and O. Leo. Nature
Medicine (2009) 15, 206-210.
- Post-transcriptional regulation of genes encoding anti-microbial peptides in drosophila. A. Lauwers, L. Twyffels,
R. Soin, C. Wauquier, V. Kruys and C. Gueydan. J. Biol. Chem. (2009) 284, 8973-8983.
- The splicing factor ASF/SF2 is associated to TIAR/TIA-1-containing ribonucleoproteic complexes and contributes
to post-transcriptional repression of gene expression. N. Delestienne, C. Wauquier, R. Soin, J.-F. Dierick, C.
Gueydan and V. Kruys. FEBS J. (2010) 277, 2496-2514.
- Impaired embryonic development in mice overexpressing the RNA-binding protein TIAR. Y. Kharraz, P.-A.
Salmand, A. Camus, J. Auriol, C. Gueydan, V. Kruys, and D. Morello. PLoS ONE (2010) 5(6) e11352.
- The HTLV-1 Tax protein inhibits formation of stress granules by interacting with histone deacetylase 6
(HDAC6). S. Legros, M. Boxus, JS. Gatot, C. Van Lint, V. Kruys, R. Kettman, JC. Twizere, and F. Dequiedt.
Oncogene (2011) 30, 4050-4062.
- SR proteins: more than splicing factors. L Twyffels, C. Gueydan, and V. Kruys. FEBS Journal (2011) 278, 3246-
3255
3

Biologie du Noyau
Prof Birthe FAHRENKROG, Chargée de cours ULB
tél 02/650 9793 fax 02/650 9950
bfahrenk@ulb.ac.be
Localisation : IBMM, rue Prof. Jeener et Brachet 12, B-6041 Gosselies
Research interests
1- Nucleoporin function in nuclear organisation, cell cycle control and cancer development
Nuclear pore complexes (NPCs) are large protein assemblies that span the nuclear envelope (NE), thereby
connecting the cytoplasm with the nuclear interior. NPCs are composed of multiple copies of about 30
different proteins, known as nucleoporins. These nucleoporins assemble to one of the largest
macromolecular complexes in the cell with a molecular mass of about 100 MDa in higher eukaryotes. In
interphase cells, NPCs mediate the exchange of molecules between the nucleus and the cytoplasm, which is
critical for normal cellular function and was for long thought to be the only function of the NPC. However,
in the past few years it became evident that NPCs have functions beyond nucleocytoplasmic transport. For
example, they appear to also directly control gene expression due to a physical association of genes with a
set of the nucleoporins. Due to their interaction with distinct NE proteins, NPCs are also directly or
indirectly implicated in maintaining an overall intact nuclear organisation. Moreover, many nucleoporins
often have functions in mitosis, for example in kinetochore organisation and spindle checkpoint regulation.
Given this central role of NPCs and nucleoporins for sound cellular function, it is not surprising that defects
in nuclear transport as well as dysfunction of nucleoporins have been detected in distinct human diseases,
such as cancer and autoimmune diseases. The specific roles of nucleoporins in the pathology of the
underlying molecular mechanisms of the distinct disease conditions, however, have remained largely
elusive.
Specific projects
1- The role of nucleoporin Nup153 in spindle checkpoint regulation.
Altered expression of the nucleoporin Nup153 in human cell lines causes abnormal mitoses with
phenotypes that resemble defects in the spindle assembly checkpoint (SAC) and cytokinesis. The SAC
assures that cells only divide after completion of chromosome segregation to prevent their mis-segregation
and aneuploidy. Two SAC proteins, Mad1 and Mad2 had previously been shown to localise to nuclear
pores in interphase cells, and our lab in fact could show that Mad1 binds directly to Nup153. Association of
Nup153 with Mad1 appears to alter the localization of Mad1 as well as its phosphorylation status. We are
now aiming to arrive at a better mechanistic understanding how Nup153 alters mitotic checkpoint and
cytokinesis and how this is linked to Mad1 as well as to the mitotic kinase Aurora B, which regulates both
the spindle checkpoint and cytokinesis and is a part of the so-called chromosomal passenger complex
(CPC).
2- Elucidating the functional role of nucleoporin Nup98 in acute myeloid leukaemia
Acute myeloid leukaemia (AML) is a disease characterised by uncontrolled proliferation of haematopoietic
precursor cells often resulting in the disruption of normal haematopoiesis. Impaired differentiation of
hematopoietic precursor cells are often associated with chromosomal translocations that involve the
nucleoporin NUP98 fused to more than 20 different partner genes, including homeobox genes, such as
HoxA9. Nup98-associated leukaemia are characterised by their aggressiveness and resistance to
chemotherapy. Resistance to chemotherapy occurs frequently due to restored DNA repair pathways and
consequently blocked senescence, differentiation and apoptosis. Our intention is to gradually dissect the
mechanisms of NUP98-mediated cellular transformation, with an emphasis on the role of altered DNA
damage response in Nup98-associated diseases.
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3- Dissecting the molecular function of the oncogenic nucleoporin Nup88 in the p53 and pRB
tumour suppressor pathways
The nucleoporin Nup88 is overexpressed in a vast number of human tumours, and these tumours are
characterized by their aggressiveness and high frequency of metastasis. How Nup88 overexpression is
related to cellular transformation, however, has remained elusive. We have set up a model system to study
Nup88 function in a non-tumour background and found that overexpression of Nup88 causes both
inhibition of apoptosis and enhanced proliferation. Inhibition of apoptosis appears to be due to mislocalization
of p53, whereas enhanced proliferation appears due to altered pRb signalling, indicating that
the two major tumour suppressor pathways are impaired in the presence of enhanced levels of Nup88. We
are now aiming to understand these phenomena on the molecular level.
Publications (in the last two years)
2010
- Obrdlik, A., Louver, E., Kukalev, A., Naschekin, D., Kiseleva, E., Fahrenkrog, B., and Percipalle, P. (2010) Nuclear
myosin 1 is required for post-transcriptional control of rRNA biogenesis. FACEB J 24: 145-157.
- Lussi, Y.C., Shumaker, D.K., Shimi, T., and Fahrenkrog, B. (2010) The nucleoporin Nup153 is implicated in spindle
checkpoint regulation due to its association with Mad1. Nucleus 1: 71-84.
- Walter, D., Matter, A., and Fahrenkrog, B. (2010) Bre1p mediated histone H2B ubiquitylation regulates apoptosis in
S. cerevisiae. J. Cell Sci. 123: 1931-1939.
2011
- Lussi, Y.C., Hügi, I., Laurell, E., Kutay, U., and Fahrenkrog, B. (2011) The nucleoporin Nup88 is interacting with
nuclear lamin A. Mol. Biol. Cell 22: 1080-1090.
- Chatel, G. and Fahrenkrog, B. (2011) Nucleoporins: leaving the nuclear pore complex for a successful mitosis. Cell.
Signal. 23: 1555-1562.
- Al-Haboubi, T., Shumaker, D.K, Köser, J., Wehnert, M., and Fahrenkrog, B. (2011) Distinct association of the
nuclear pore protein Nup153 with A- and B-type lamins. Nucleus, in press.
- Fahrenkrog, B. (2011) Nma111p, the pro-apoptotic HtrA-like nuclear serine protease in S. cerevisiae: a short survey.
Biochem. Soc. Transactions, in press.
- Walter, D. Matter, A., and Fahrenkrog B. (2011) The histone H3 methyltransferase Dot1p is required for apoptosis in
budding yeast. Submitted.
- Fahrenkrog, B. (2011) Dynamics and Diverse Functions of Nuclear pore complex proteins. Submitted.
- Chatel, G., Powers, M.A., and Fahrenkrog, B. (2011) Domain topology of nucleoporin Nup98 within the nuclear
pore complex. Submitted.
- Derde, S., Vanhorebeek, I., Güiza, F., Derese, I., Fahrenkrog, B., Martinet, W., Vervenne, H., Ververs, E.J., Larsson,
L., and Van den Berghe, G. (2011) Early parenteral nutrition evokes a phenotype of autophagy-deficiency in liver and
skeletal muscle of critically ill rabbits. Submitted
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Biologie du Transport Membranaire
Dr Anna Maria MARINI
Localisation: IBMM, rue des Profs Jeener et Brachet 12, 6041 Gosselies
tél. 02 650 97 06 fax 02 650 97 00 amarini@ulb.ac.be
Thèmes des recherches
Les thématiques de recherche du laboratoire s‟inscrivent dans le contexte général de l‟étude de la
translocation des solutés au travers des membranes cellulaires. Des modèles cellulaires et animaux sont
utilisés afin d‟évaluer dans une approche globale les liens entre le transport, le métabolisme et la
physiologie, avec un intérêt particulier pour les mécanismes qui modulent les mouvements
transmembranaires d'ammonium. L‟ammonium est un composé ubiquiste d‟importance générale. Il est une
source d'azote majeure pour les micro-organismes et les plantes, et un métabolite cytotoxique des cellules
animales. Des voies sophistiquées de détoxication et d'élimination d‟ammonium impliquant le foie et le rein
ont été développées au cours de l'évolution afin d‟empêcher l‟accumulation excessive de ce composé.
L‟excrétion urinaire d‟ammonium joue par ailleurs un rôle fondamental dans le maintien de l‟homéostasie
acide-base.
La majorité des projets du laboratoire traite du rôle des protéines de transport Mep-Amt-Rhésus dans
l'acquisition et l‟élimination d'ammonium chez la levure et la souris. Les mécanismes de transport et de
régulation du transport sont abordés par une approche moléculaire chez la levure. Ces analyses s‟appuient
notamment sur les structures cristallines disponibles pour plusieurs membres de la famille Mep-Amt-
Rhésus. Egalement à l‟étude est le rôle que ces protéines semblent jouer en tant que senseurs d‟ammonium
nécessaires au développement filamenteux, un processus déterminant pour la virulence de nombreux
champignons pathogènes. La caractérisation de souris Rhésus knock-out générées au laboratoire a par
ailleurs permis de montrer qu‟un défaut de facteurs Rhésus est associé à des anomalies caractéristiques de
pathologies humaines affectant la fonction rénale et la fertilité masculine. Les études en cours visent à
identifier de nouvelles connexions reliant dysfonctionnement de facteurs Rhésus et pathologies humaines,
avec un regard particulier pour le rôle potentiel que ces protéines pourraient jouer dans le contrôle de
l‟homéostasie en ammonium et la régulation du pH des fluides physiologiques. En étudiant la biogenèse, la
structure, le trafic, les propriétés cinétiques et la régulation des protéines de transport d‟ammonium Mep-
Amt-Rhésus, nous espérons mieux comprendre ces désordres afin de cibler des interventions
thérapeutiques.
Les étudiants intéressés par les thématiques de recherche du laboratoire peuvent prendre contact afin de
discuter de manière plus détaillée des projets en cours et définir un sujet de mémoire.
Quelques publications représentatives
Cloning and expression of the MEP1 gene encoding an ammonium transporter in Saccharomyces cerevisiae
Marini, AM., Vissers, S., Urrestarazu, A., André, B.
The EMBO Journal, 1994, 13 (15), 3456-3463
The Rh (Rhesus) blood group polypeptides are related to NH4 + transporters
Marini, AM., Urrestarazu, A., Beauwens, R., André, B.
Trends in Biochemical Science, 1997, 22, 460-461
The human Rhesus-associated RhAG protein and a kidney homologue promote ammonium transport in yeast
Marini, AM., Matassi, G., Raynal, V., André, B., Cartron, J.-P., Chérif-Zahar, B.
Nature Genetics, 2000, 26, 341-344
Structural involvement in substrate recognition of an essential aspartate residue conserved in Mep/Amt and
Rh-type ammonium transporters.
Marini, AM., Boeckstaens, M.,Benjelloun, F., Chérif-Zahar, B., André, B.
Current Genetics, 2006, 49, 364-374
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The yeast ammonium transport protein Mep2 and its positive regulator, the Npr1 kinase, play an important
role in normal and pseudohyphal growth on various nitrogen media through retrieval of excreted ammonium
Boeckstaens, M., André, B., Marini, AM.
Molecular Microbiology , 2007, 64, 534-546
Distinct transport mechanisms in yeast ammonium transport/sensor proteins of the Mep/Amt/Rh family and
impact on filamentation.
Boeckstaens, M., André, B., Marini, AM.
Journal of Biological Chemistry, 2008, 283, 21362-70
A role for Rhesus factor Rhcg in renal ammonium excretion and male fertility
Biver, S., Belge, H., Bourgeois, S., Van Vooren, P., Nowik, M., Scohy, S., Houillier, P., Szpirer, J., Szpirer, C.,
Wagner, C.A., Devuyst, O., Marini, AM.
Nature, 2008, 456, 339-343
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Génétique du Développement
Contacts : Drs Eric BELLEFROID et Jacob SOUOPGUI
tél. 02/650 97 32 fax: 02/650 97 33 ebellefr@ulb.ac.be
tél. 02/650 97 35 fax: 02/650 97 33 jsouopgu@ulb.ac.be
Localisation: IBMM, rue des Profs Jeener et Brachet 12, 6041 Gosselies
http://www.ulb.ac.be/ibmm/home_8.html
Thèmes de recherche
Le laboratoire étudie les mécanismes moléculaires contrôlant le développement du système nerveux
au cours de l‟embryogenèse chez les vertébrés. Les projets de recherche en cours concernent (1) la
spécification de l‟ectoderme, (2) la spécification des progéniteurs de la de la moelle épinière et leur
implication dans le contrôle des mouvements de locomotion, (2) le développement et la régionalisation du
cortex cérébral, (3) le développement des neurones dopaminergiques du mésodiencéphale.
Nos gènes d‟intérêt sont des facteurs de transcription et des protéines de liaison à l‟ARNm. Nous
caractérisons ces facteurs tant sur le plan biochimique que fonctionnel en utilisant comme modèles
expérimentaux les embryons d‟amphibien, de poulet et de souris. Le profil d‟expression des gènes est
étudié par hybridation ou immunomarquage. Chez le xénope et le poulet, la fonction de ces gènes est
analysée via des expériences de sur- ou de sous-expression. Chez la souris, la fonction des gènes est
abordée via l‟étude des conséquences de leur invalidation. Leur régulation est étudiée via des expériences
d‟épistasie génétique et de gène rapporteur dans des embryons transgéniques. Ces recherches sur le
développement normal du système neveux sont primordiales pour mieux comprendre les pathologies du
système nerveux et pour pouvoir, à terme, élaborer des stratégies visant à les prévenir et à les traiter.
Sujets de mémoires 2011-2012
1. Caractérisation du rôle de la protéine de liaison à l’ARN XSeb4R dans la spécification de
l’ectoderme
Le choix des cellules de la blastula à contribuer à la formation des feuillets embryonnaires primordiaux,
ectoderme, mésoderme et endoderme, est dépendant d‟ARNm maternels localisés de manière asymétrique
dans l‟oeuf fécondé. Nous avons récemment montré que la protéine de liaison à l „ARN XSeb4R est
distribuée de manière uniforme dans la blastula et qu‟elle joue un rôle essentiel dans la formation de
l‟endoderme en contrôlant la stabilité et la traduction de l‟ARNm maternel VegT, un déterminant essentiel
de l‟endoderme. Nos résultats récents indiquent que cette protéine joue également un rôle important dans la
formation de l‟ectoderme en régulant Sox3 au niveau posttranscriptionnel. Nous pensons que XSeb4R
coopère avec des protéines partenaires pour réguler de manière specifique ses cibles ARNm. Plusieurs
partenaires potentiels de XSeb4R ont été identifiés par une approche TAP-tag. Il s‟agira ici de valider ces
partenaires et de déterminer leur influence sur la fonction de XSeb4R.
2. Role of TiPARP/PARP7, an ADP-ribosyl Polymerase, during early embryonic
development in Xenopus
PARP-7 also known as TiPARP is an enzyme belonging to the gene family involved in ADP-ribosilation of
the target substrates. This gene has been identified as a gene of interest in a screen for genes expressed
during early neurogenesis in Xenopus. In situ hybridization experiments have shown that TiPARP is
expressed in the dorsal midline at open neural plate stage, in the anterior endoderm at tailbud stage and
transiently in the liver primordium at late tadpole stage. Pilot experiments in our laboratory revealed that
TiPARP depletion in the embryo causes a failure of endoderm development. The structural features of
TiPARP include, like in other members of this family, a PARP catalytic domain, a WWE domain expected
to be involved in protein-protein interactions and a zinc finger domain working as DNA- or RNA-binding
domain. We want to characterize PARP7/TiPARP at the molecular and functional levels during germ layer
specification and patterning in Xenopus.
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3. Caractérisation du rôle des facteurs de transcription PRDM12 et PRDM13 dans le
développement des interneurones de la moelle épinière
Les interneurones de la moelle épinière jouent un rôle essentiel dans la transmission de l‟influx nerveux
vers le cerveau et la coordination des mouvements chez les vertébrés. Différents types d‟interneurones sont
générés dans la moelle épinière. Les mécanismes contrôlant leur spécification sont actuellement encore mal
connus. Nous avons récemment montré que le gène Prdm12 joue un rôle essentiel dans l‟identité des
interneurones V1 de la partie ventrale de la moelle épinière et que le facteur Prdm13 constitue une cible du
facteur proneural Ptf1a dans la partie dorsale de la moelle épinière. Le but à présent est de mieux
comprendre le mode d‟action et la régulation de Prdm12 et de déterminer l‟importance de Prdm13 en aval
du facteur Ptf1a dans la spécification des interneurones dorsaux. Dans le cas de Prdm12, le travail de
mémoire consistera à poursuivre l‟étude de ses propriétés inductrices via des expériences de surexpression
en embryons et à identifier in vitro et in vitro des gènes cibles de ce facteur. Dans le cas de Prdm13, il
s‟agira de déterminer si Prdm13 est une cible directe ou indirecte de Ptf1a et d‟aborder l‟étude de sa
fonction via des expériences de gain de fonction.
4. Caractérisation du rôle des facteurs de transcription DMRT3-5 dans le développement du
cortex cérébral
La régionalisation du cortex cérébral est initiée par des morphogènes sécrétés par des centres organisateurs
qui sont positionnés à la périphérie du télencéphale dorsal et qui induisent une expression en gradient de
facteurs de transcription dans les progéniteurs du cortex. Au laboratoire, il a été montré que deux membres
de la famille des facteurs de transcrition de type Dmrt apparentés au facteur doublesex de drosophile,
Dmrt3 et Dmrt5, sont exprimés en gradient dans les cellules progénitrices du cortex cérébral, l‟expression
la plus forte étant observée dans la partie caudomédiale de celui-çi. Afin de déterminer le rôle de Dmrt5
dans le développment cortical, des souris où ce gène a été invalidé ont été générées au laboratoire.
L‟analyse du phénotype de ces souris mutantes a montré que ce facteur de transcription joue un rôle
essentiel dans la régionalisation du primordium cortical, en contrôlant la production de molécules sécrétées
des familles Wnt et Bmp au niveau d‟un des centres organisateurs majeur du cortex, l‟hème cortical, et en
aidant ainsi à l‟établissement des gradients d‟expression des autres facteurs de transcription contrôlant
l‟identité corticale. Notre but à présent est de comprendre le mode d‟action de Dmrt5 dans la
régionalisation du cortex cérébral, son rôle dans la corticogenèse et le rôle du facteur apparenté Dmrt3 dans
le développement cortical. Le travail de mémoire proposé consistera ici à identifier des cibles de Dmrt5
dans le développement cortical en comparant, via une approche de biopuces à ADN, des explants de cortex
cérébral d‟embryons de souris WT et mutantes. Il pourra aussi s‟agir d‟étudier le phénotype du cortex
d‟embryons de souris Dmrt3 et Dmrt3 :Dmrt5 double mutantes afin de déterminer si ce facteur intervient
aussi dans le développement cortical et s‟il coopère avec Dmrt5 dans le processus de régionalisation du
cortex cérébral.
5. Etude du rôle des facteurs de transcription dans le développement du mésodiencéphale
Les neurones dopaminergiques du mésodiencéphale (mdDA) ventral sont essentiels pour les contrôles des
mouvements volontaires et la régulation de l‟émotion. La perte des neurones mdDA est responsable de
désordres moteurs caractéristiques de la maladie de Parkinson et de dysfonctionnements psychiatriques.
L‟approche de thérapie cellulaire constitue une approche prometteuse pour le traitement de la maladie de
Parkinson. Une meilleure connaissance des réseaux génétiques contrôlant le développement des neurones
dopaminergiques est essentielle à l‟amélioration de l‟efficacité des protocoles permettant l‟obtention de ces
neurones, et leur utilisation en médecine régénérative. Les neurones mdDA proviennent de progéniteurs du
plancher du tube neural au niveau de la partie postérieure du diencéphale et du mésencéphale. Au
laboratoire, il a été montré que les gènes Dmrt3 et Dmrt5 essentiels dans le développement cortical (voir
point 3) sont également exprimés dans le système nerveux en formation au niveau des progéniteurs du
mésencéphale ventral. Leur rôle in vivo dans le développement de cette région du tube neural n‟est pas
connu et leur implication potentielle dans la différenciation des neurones mdDA reste à déterminer.
L‟objectif de notre travail actuel est de comprendre la fonction et les mécanismes contrôlant l‟expression
des gènes Dmrt3 et Dmrt5 dans le mésencephale ventral. Le travail de mémoire qui serait réalisé ici
s‟inscrira dans le contexte de l‟étude du phénotype au niveau du mésodiencéphale des souris Dmrt5, Dmrt3
et Dmrt3:Dmrt5 double mutantes et de la recherche des séquences cis-régulatrices contrôlant leur
expression.
Nous suggérons aux étudiants intéressés de prendre contact avec nous pour discuter de manière plus
détaillée des projets en cours au laboratoire et des sujets de mémoire qui seront proposés au cours de
9

l‟année académique prochaine.
Publications récentes 2008-2011
Nichane M, de Crozé N, Ren X, Souopgui J, Monsoro-Burq AH, Bellefroid EJ. (2008). Hairy2-Id3 interactions play
an essential role in Xenopus neural crest progenitor specification. Dev. Biol. 322, 355- 367.
Nichane M, Ren X, Souopgui J, Bellefroid E.J. (2008). Hairy2 functions through both DNA-binding and non DNA-
binding mechanisms at the neural plate border in Xenopus. Dev. Biol. 322, 368-380.
Parlier D, Ariza A, Christulia F, Genco F, Vanhomwegen J, Kricha S, Souopgui J, Bellefroid EJ. (2008). Xenopus
zinc finger transcription factor IA1 (Insm1) expression marks anteroventral noradrenergic neuron progenitors in
Xenopus embryos. Dev. Dyn. 237, 2147-57.
Souopgui J, Rust B, Vanhomwegen J, Heasman J, Henningfeld KA, Bellefroid E.J., Pieler T. (2008). The RNA-
binding protein XSeb4R: a positive regulator of VegT mRNA stability and translation that is required for germ layer
formation in Xenopus. Genes Dev. 22, 2347-52.
Bury F.J, Moers V, Yan J, Souopgui J, Quan X.J, De Geest N, Kricha S, Hassan BA, Bellefroid E.J. (2008). Xenopus
BTBD6 and its Drosophila homologue lute are required for neuronal development. Dev Dyn. 237, 3352-60.
Luyten A., Mortier C., Van Campenhout C., Taelman V., Degeest G., Wuytens G., Lambaerts K., David G.,
Bellefroid E.J., Zimmermann P. (2008). The postsynaptic density 95/disc-large/zona occludens protein syntenin
directly interacts with frizzled 7 and supports noncanonical wnt signaling. Mol. Biol Cell 19, 1594-1604.
Verstappen G, van Grunsven L.A, Michiels C, Van de Putte T, Souopgui J, Van Damme J, Bellefroid E.J.,
Vandekerckhove J, Huylebroeck D. (2008) Atypical Mowat-Wilson patient confirms the importance of the novel
association between ZFHX1B/SIP1 and NuRD corepressor complex. Hum Mol Genet. 17, 1175-83.
Nichane M., Ren X., Bellefroid E.J. (2010). Feedback regulation of Stat3 activity coordinate cell cycle and
specification of neural crest. EMBO J. 29, 55-67.
Pourebrahim R., Houtmeyers R., Ghogomu S., Janssens S., Thelie A., Tran H.T., Langenberg T., Vleminckx K.,
Bellefroid E.J., Cassiman J.J., Tejpar S. Transcription factor Zic2 inhibits Wnt-catenin signaling. J. Biol. Chem. In
press.
Saulnier A., Keruzore M., De Clercq S., Bar I., Moers V., Kricha S., Matson C.K., Parlier D., Viviani L., Nakagawa Y.,
Marine J.-C., Zarkower D., Bellefroid E.J. The mammalian doublesex homolog DMRT5 is essential for initial
patterning of the cerebral cortex. Submitted to PNAS
Bentaya S, Ghogomu SM, Vanhomwegen J, Thelie A, Dhainaut M, Van Campenhout C and Souopgui J. (2011)
XSeb4R regulates maternal Sox3 at the posttranscriptional level during ectoderm specification in Xenopus (Submitted).
10

Génétique et Physiologie bactérienne
Dr Laurence VAN MELDEREN, Chargée de cours ULB
Localisation : IBMM, rue Prof. Jeener et Brachet, 12, B-6041-Gosselies
Tél. 02/650 9778 Fax 02/650 9770 e-mail lvmelder@ulb.ac.be
Website: http://www.ulb.ac.be/ibmm/homeuk_11.html
Thèmes des recherches
1. Les systèmes toxine-antitoxine (TA) bactériens de type II: diversité, origine et évolution
Les systèmes TA connus actuellement sont de 3 types différents selon la nature et le mode d‟action de
l‟antitoxine. Les systèmes de type II sont composés de deux gènes, codant respectivement pour une
protéine toxique et son antitoxine. Ces systèmes sont localisés sur les éléments génétiques mobiles (EGMs)
(plasmides, phages, transposons) et dans les chromosomes, en général dans des îlots génomiques. Leur
petite taille, leur organisation en opéron et leur dépendance mutuelle permet un transfert horizontal aisé de
ces systèmes, mécanismes par lequel ces systèmes ont envahis les chromosomes bactériens. Leur fonction
quand ils sont localisés sur les EGMs est claire : ils participent à la stabilisation de ces éléments dans les
populations bactériennes en croissance par le phénomène d‟addiction. Par contre, la fonction de ces
systèmes quand ils sont localisés dans les chromosomes reste sujette à d‟intense débat.
Nous avons prédit de nouvelles familles de toxines et d‟antitoxines par une approche bioinformatique. La
validation expérimentale de ces systèmes est en cours dans E. coli, de même que l‟analyse des activités
toxiques. La distribution des nouvelles familles aux seins des phyla bactériens sera analysée ainsi que leur
localisation génétique et leur fonction potentielle. L‟objectif global de ce projet est d‟appréhender la
diversité des systèmes TA de classe II et de déterminer ce qui a fait leur succès évolutifs dans les bactéries.
2. Régulation globale chez E. coli
Les régulateurs globaux sont des molécules (ARN ou protéines) contrôlant l‟expression d‟un grand nombre
de gènes suite à un changement dans l‟environnement de la bactérie (ex. : changement de température, de
sources de carbone, de salinité, …). Différents régulateurs globaux agissent à différents niveaux de
l‟expression d‟un gène (transcription, traduction et au niveau protéique). L‟expression des régulateurs
globaux est elle-même soumise à des régulations. Plusieurs régulateurs globaux sont actuellement étudiés
au laboratoire. Nous nous intéressons particulièrement au régulateur CsrA (carbon storage regulator A)
impliqué dans la régulation de la formation des biofilms et du métabolisme central du carbone. Ce
régulateur est capable de réguler soit positivement soit négativement l‟expression de ces gènes-cibles.
Nous voulons identifier de nouvelles voies régulées par ces régulateurs, affiner la compréhension des
mécanismes moléculaires utilisés par ces régulateurs et de plus, comprendre comment leur expression est
elle-même régulée. Une combinaison d‟approches génétiques, biochimiques et protéomique est utilisée
afin de répondre à ces questions.
Sujets de mémoires
Différents sujets de mémoire intégrés dans nos thèmes de recherche sont possibles.
1. Validation expérimentale des prédictions de nouvelles familles de toxines et analyse des
mécanismes moléculaires de la toxicité
2. Recherche de cibles de CsrA et analyse des mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation
positive
Quelques publications récentes
1. Toxins-antitoxins: diversity, evolution and function. Hayes F, Van Melderen L. (2011) Crit Rev Biochem
Mol Biol. 46(5):386-408.
2. Diversity of bacterial type II toxin-antitoxin systems: a comprehensive search and functional analysis of
novel families. Leplae R, Geeraerts D, Hallez R, Guglielmini J, Drèze P, Van Melderen L. (2011) Nucleic
Acids Res. 39(13):5513-25.
11

3. Toxin-antitoxin systems: why so many, what for? Van Melderen L. (2010) Curr Opin Microbiol. 13(6):781-
5.
4. Post-transcriptional global regulation by CsrA in bacteria. Timmermans J, Van Melderen L. (2010) Cell Mol
Life Sci. 67(17):2897-908.
5. New toxins homologous to ParE belonging to three-component toxin-antitoxin systems in Escherichia coli
O157:H7. Hallez R, Geeraerts D, Sterckx Y, Mine N, Loris R, Van Melderen L. (2010) Mol Microbiol.
76(3):719-32.
6. Bacterial toxin-antitoxin systems: more than selfish entities? Van Melderen L., Saavedra De Bast M. (2009)
PLoS Genet. 5(3):e1000437
7. Conditional essentiality of the csrA gene in E. coli. Timmermans J., Van Melderen L. (2009) J. Bacteriol.,
191(5):1722-4
8. What is the benefit for E. coli to have multiple toxin-antitoxin systems in their genomes? Tsilibaris V,
Maenhaut-Michel G, Mine N, Van Melderen L. (2007)
J Bacteriol. 189(17):6101-8
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Immuniobiologie
Dr Fabienne ANDRIS fandris@ulb.ac.be
Prof. Oberdan LEO oleo@ulb.ac.be
Prof. Muriel MOSER mmoser@ulb.ac.be
Dr Guillaume OLDENHOVE guillaume.oldenhove@ulb.ac.be
Site web de l‟unité : http://www.ulb.ac.be/ibmm/home_12.html
Localisation : IBMM, rue Prof. Jeener et Brachet 12, B-6041 Gosselies
tél. 02 650 98 61 fax 02 650 98 60
Thèmes des recherches
Le thème de recherche principal du laboratoire d‟Immunobiologie est l‟étude du système immunitaire des
mammifères. Le système immunitaire confère à un individu la capacité de se défendre contre une multitude
d‟agents pathogènes (virus, bactéries, parasites) responsables de maladies infectieuses. Dde nombreux
travaux ont démontré que ce système de défense est aussi capable de reconnaître et d‟éliminer les cellules
tumorales, mais peut aussi, dans certaines conditions, s‟attaquer aux constituants sains de l‟organisme,
provoquant alors des maladies dites auto-immunes ou inflammatoires. .
Le système immunitaire est composé de plusieurs milliards de cellules (globules blancs) présents dans les
organes lymphoïdes et circulant librement dans le sang et la lymphe. Ces cellules patrouillent à travers tout
l‟organisme afin de détecter et éliminer les agents potentiellement dangereux pour l‟organisme. La mise en
place d‟une réponse immune nécessite donc l‟activité coordonnée de nombreux types cellulaires
(lymphocytes T, lymphocytes B, cellules dendritiques, macrophages,…) qui communiquent entre eux par
un système complexe de signaux solubles (cytokines) et membranaires (récepteurs, molécules de
costimulation,…). L‟objectif principal de la recherche en immunologie consiste vise à comprendre les
différentes étapes (l‟induction, la régulation et la terminaison) d‟une réponse immunitaire. Au sein de notre
laboratoire, nous tentons de mettre en évidence les mécanismes cellulaires et moléculaires qui contrôlent
l‟amplitude et la nature de la réponse. L‟identification des éléments qui activent ou inhibent une réponse
immune devrait permettre d‟amplifier les réponses dirigées contre les agents pathogènes et les tumeurs,
d‟inhiber les réponses immunes non désirables, telles que les réponses auto immunes, et de prévenir les
rejets de greffes d‟organes.
Projets de recherche
Les projets de recherche visent à caractériser le rôle et la fonction des différentes populations cellulaires du
système immunitaire. Nous nous intéressons principalement au rôle des es cellules présentatrices
d‟antigènes, qui constituent la première étape de la réponse immune, et à celui des lymphocytes T, la
principale sous-population de cellules effectrices et régulatrices d‟une réponse immune. Les aspects que
nous étudions plus particulièrement concernent :
- la fonction des cellules dendritiques, les cellules qui jouent le rôle de sentinelle, capturent et présentent les
antigènes aux lymphocytes T;
- le rôle du métabolisme cellulaire dans le contrôle de la réponse immune inflammatoire;
- l‟identification et la caractérisation des lymphocytes T auxiliaires qui contrôlent la production d‟anticorps
par les lymphocytes B;
- l‟identification des cellules effectrices responsables de l‟immunité anti-tumorale et l‟étude des
mécanismes d‟échappement des tumeurs à la réponse immune;
- la caractérisation de nouvelles sous-populations de lymphocytes T régulateurs capables d‟inhiber les
réponses inflammatoires in vivo ;
13

Publications
1. CD4 + CD25 + regulatory T cells control Th1 responses to foreign antigens induced by mature dendritic cells in vivo.
G. Oldenhove, M. De Heusch, G. Urbain-Vansanten, J. Urbain , C. Maliszewski, O. Leo and M. Moser
J. Exp. Med. 198:259-266, 2003
2. Dendritic cells in Immunity and Tolerance-Do they display opposite functions ?
M. Moser. Immunity 19:5-8, 2003
3. Consensual immunity: success-driven development of T-helper-1 and T-helper-2 responses
P. Kalinski and M. Moser. Nature Reviews Immunology 5:251-260, 2005
4. CD4+ CD25+ regulatory T cells control the magnitude of T-dependent humoral immune responses to exogenous
antigens. Eddahri F, Oldenhove G, Denanglaire S, Urbain J, Leo O, Andris F.
Eur J Immunol. 36:855-63, 2006
5. Nicotinamide phosphoribosyl transferase/pre-B cell colony-enhancing factor/visfatin is required for lymphocyte
development and cellular resistance to genotoxic stress. Rongvaux A, Galli M, Denanglaire S, Van Gool F, Drèze PL,
Szpirer C, Bureau F, Andris F, Leo O. J Immunol. 181:4685-95, 2008.
6. AMP-activated protein kinase regulates lymphocyte responses to metabolic stress but is largely dispensable for
immune cell development and function.
Mayer A, Denanglaire S, Viollet B, Leo O, Andris F.. Eur J Immunol 38:948-56, 2008
7. Interleukin-6 / STAT3 signalling regulates the ability of naïve T cells to acquire B cell help capacities.
F. Eddahri, S. Denanglaire, F. Bureau, R. Spolski, W. J. Leonard, O.Leo and F.Andris.
Blood 113: 2426-2433, 2009
8. Intracellular NAD levels regulate TNF-protein synthesis in a sirtuin-dependent manner.
Van Gool F, Gallí F, Gueydan C, Kruys V, Prevot PP, Bedalov A, Mostoslavsky R, Alt FW, De Smedt T and Leo O.
Nature Medicine 15: 206-210, 2009
9. Anti-CTLA-4 treatment induces the development of IL-10-producing ICOS+ regulatory T cells with antiinflammatory
properties. C. Coquerelle, G. Oldenhove, V. Acolty, G. Vansanten, JM Verdebout, J. Bluestone, M.
Moser. GUT, 58 (10) 1363-73, 2009
10. Decrease of Foxp3 + Treg cell number and acquisition of effector cell phenotype during lethal infection.
G. Oldenhove, N. Bouladoux, E.A. Wohlfert, J.A. Hall, D. Chou, L. Dos Santos, S. O'Brien, R. Blank, E. Lamb, S.
Natarajan, R. Kastenmayer, C. Hunter, M.E. Grigg, Y. Belkaid. Immunity 31:772-786, 2009.
11. DC subsets in positive and negative regulation of immunity.
C. Coquerelle, M. Moser. Immunol Rev 234:317-334, 2010.
12. Key concepts in immunology Moser M and Leo O.. Vaccine. 28 Suppl 3:C2-13, 2010.
13. Metabolic stress boosts humoral responses in vivo independently of inflammasome and inflammatory reaction.
Andris F, Denanglaire S, Baus E, Rongvaux A, Steuve J, Flavell RA, Leo O.
. J. Immunol. 186:2245-53, 2011.
14. Sirtuins and inflammation: Friends or foes? Gallí M, Van Gool F and Leo O.
Biochem Pharmacol. 81(5):569-76, 2011.
15. Role of CD27/CD70 pathway of activation in immunity and tolerance.
J. Denoeud and M. Moser. J. Leukoc.Biol. 89:195-203, 2011.
14

IRIBHM
Dr Bernard ROBAYE tél. 02/650 9822 email brobaye@ulb.ac.be
Localisation: IBMM, rue des Profs Jeener et Brachet 12, 6041 Gosselies Web :
http://www.ulb.ac.be/medecine/iribhm/ et http://www.ulb.ac.be/ibmm/
Thème des recherches
Les récepteurs P2Y
Les nucléotides extracellulaires (ATP, ADP, UTP, UDP,…) exercent un rôle de médiateurs intercellulaires
à action autocrine ou paracrine via leur interaction avec des récepteurs membranaires appelés P2. Ceux-ci
sont répartis en deux familles : les récepteurs P2X et les récepteurs P2Y. C‟est à ces derniers que notre
laboratoire s‟intéresse. Ils font partie de la superfamille des récepteurs couplés aux protéines G. Quatre
sous-types de récepteurs P2Y humains ont été clonés dans notre laboratoire : P2Y4, P2Y6, P2Y11 et P2Y13.
Notre but est d‟évaluer les fonctions physiologiques encore inconnues de ces récepteurs et leur potentiel
pharmaco-thérapeutique par invalidation génique chez la souris (souris « knockout »).
Sujets de mémoires
Etude du rôle du récepteur P2Y6 dans la génération de cellules spumeuses impliquées dans
l’athérosclérose
Le récepteur P2Y6 est activé par l‟UDP extracellulaire. Il est couplé à la voie de signalisation Gαq-PLCβ-
PKC ;IP3-Ca2+ ainsi qu‟à l‟activation des petites protéines G Rho sans doute vie son couplage à Gα12/13.
Ce récepteur est exprimé dans les cellules endothéliales, les cellules musculaires lisses et les macrophages
càd trois types cellulaires connus pour exercer un rôle central dans l‟établissement de l‟athérosclérose. De
plus, ce récepteur voit son expression augmentée dans les lésions athérosclérotiques par rapport au tissu
vasculaire voisin non atteint. Enfin, nous avons montré précédemment que l‟UDP via le récepteur P2Y6
stimule l‟endocytose par les phagocytes comme les cellules dendritiques et les macrophages. Etant donné
que l‟endocytose de LDL-oxydé par les macrophages est fortement impliquées dans la transformation de
ces cellules en cellules spumeuses retrouvées dans les lésions associées à l‟athérosclérose, il est intéressant
d‟étudier le pouvoir stimulant du récepteur P2Y6 sur la captation de ces LDL-oxydés par les macrophages.
De plus, les mécanismes moléculaires (voies de signalisation, régulation d‟expression de gène, …)
conduisant cette activation seront étudiés dans le cadre de ce travail de fin d‟étude.
Etude du rôle des récepteurs P2Y6 et P2Y13 dans la régulation par les cellules souches de
l’homéostasie des éosinophiles
Le récepteur P2Y13 est un récepteur à l‟ADP couplé à la protéine Gαi et donc à l‟inhibition de la voie de
l‟AMPc mais aussi via le complexe βγ à l‟activation de la voie de signalisation PI3-Kinase. L‟analyse
phénotypique des souris P2Y13KO et P2Y6KO que nous avons générées au laboratoire montre que le
pourcentage d‟éosinophiles parmi les cellules sanguines est altéré dans ces souris invalidées. Ceci suggère
que ces récepteurs participent à la régulation de l‟homéostasie de ces cellules. Les éosinophiles sont des
granulocytes connus pour leur fonction anti-parasitaire. Ils sont également impliqués dans des processus
pathologiques inflammatoires et allergiques comme l‟asthme. La chemokine SDF-1 (CXCL12) produite
par les cellules souches de la moëlle joue un rôle central dans la rétention des leukocytes dans la moëlle.
Le but du travail proposé ici est de déterminer si les récepteurs P2Y6 et P2Y13 participent à la régulation de
l‟expression de SDF-1 par les cellules souches de la moëlle et d‟identifier les voies de signalisation
impliquées dans ces effets. L‟implication de ces régulations dans la réponse immune anti-parasitaire pourra
également être abordée.21
15

Etude du rôle des récepteurs P2Y2 et P2Y6 dans l’apparition de l’entérocolite nécrosante
chez le nouveau né. (En collaboration avec le Dr. Yoann Maréchal)
Un autre axe de nos recherches est de comprendre les mécanismes participant au développement de
pathologies du nouveau-né à terme ou prématuré. Parmi ces pathologies, l'entérocolite nécrosante (NEC)
compte parmi les plus fréquentes et redoutables maladies en néonatologie avec un taux de mortalité
pouvant aller jusqu‟à 30% des patients atteints. Depuis l'apparition de la néonatologie moderne dans les
années 1960 et la définition de la NEC comme entité clinique, les statistiques ne se sont guère améliorées.
D'une part les progrès globaux de la réanimation des grands prématurés ayant permis d'augmenter
considérablement les limites de viabilité n'ont fait qu'augmenter le nombre de patients à risque. D'autre part,
l‟origine de cette maladie est encore largement inconnue. Différentes voies de signalisation pourraient
participer au développement de cette maladie et notamment les voies de signalisation en aval des récepteurs
nucléotidiques P2Y2 et P2Y6. Pour ce faire, nous utilisons deux stratégies différentes. D‟une part, nous
comparons le développement d‟entérocolite nécrosante chez les souris invalidées pour ces gènes par
rapport aux souriceaux sauvages. D‟autre part, nous analysons l‟expression de ces récepteurs sur pièces
opératoires de prématurés présentant cette maladie et devant subir une intervention chirurgicale
thérapeutique.
Publications
-NTPDase1 (CD39) controls nucleotide-dependent vasoconstriction in mouse.
Kauffenstein G, Drouin A, Thorin-Trescases N, Bachelard H, Robaye B, D'Orléans-Juste P, Marceau F, Thorin E,
Sévigny J.
Cardiovasc Res. 2010 Jan 1;85(1):204-13.
-Autocrine purinergic receptor signaling is essential for macrophage chemotaxis.
Kronlage M, Song J, Sorokin L, Isfort K, Schwerdtle T, Leipziger J, Robaye B, Conley PB, Kim HC, Sargin S, Schön
P, Schwab A, Hanley PJ.
Sci Signal. 2010 Jul 27;3(132):55.
-P2Y2 receptor regulates VCAM-1 membrane and soluble forms and eosinophil accumulation during lung
inflammation.
Vanderstocken G, Bondue B, Horckmans M, Di Pietrantonio L, Robaye B, Boeynaems JM, Communi D.
J Immunol. 2010 Sep 15;185(6):3702-7.
-P2Y13 receptor is critical for reverse cholesterol transport.
Fabre AC, Malaval C, Ben Addi A, Verdier C, Pons V, Serhan N, Lichtenstein L, Combes G, Huby T, Briand F,
Collet X, Nijstad N, Tietge UJ, Robaye B, Perret B, Boeynaems JM, Martinez LO.
Hepatology. 2010 Oct;52(4):1477-83.
-The purinergic receptor P2Y2 receptor mediates chemotaxis of dendritic cells and eosinophils in allergic lung
inflammation.
Müller T, Robaye B, Vieira RP, Ferrari D, Grimm M, Jakob T, Martin SF, Di Virgilio F, Boeynaems JM, Virchow JC,
Idzko M.Allergy. 2010 Dec;65(12):1545-53. Müller and Robaye contributed equally to the work.
-Role of the P2Y12 receptor in the modulation of murine dendritic cell function by ADP.
Ben Addi A, Cammarata D, Conley PB, Boeynaems JM, Robaye B.
J Immunol. 2010 Nov 15;185(10):5900-6
-Selective induction of endothelial P2Y6 nucleotide receptor promotes vascular inflammation.
Riegel AK, Faigle M, Zug S, Rosenberger P, Robaye B, Boeynaems JM, Idzko M, Eltzschig HK.
Blood. 2011 117(8):2548-55
-Purinergic receptor type 6 contributes to airway inflammation and remodeling in experimental allergic airway
inflammation.
Vieira RP, Müller T, Grimm M, von Gernler V, Vetter B, Dürk T, Cicko S, Ayata CK, Sorichter S, Robaye B, Zeiser
R, Ferrari D, Kirschbaum A, Zissel G, Virchow JC, Boeynaems JM, Idzko M.
Am J Respir Crit Care Med. 2011 184(2):215-23.
-Extracellular nucleotide derivatives protect cardiomyocytes against hypoxic stress.
Golan O, Issan Y, Isak A, Leipziger J, Robaye B, Shainberg A.
Biochem Pharmacol. 2011 81(10):1219-27.
-The P2Y6 Receptor Stimulates Bone Resorption by Osteoclasts.
Orriss IR, Wang N, Burnstock G, Arnett TR, Gartland A, Robaye B, Boeynaems JM.
Endocrinology. 2011 Aug 9
16

Métabolisme de l’ARN
Prof. Denis LAFONTAINE, Chargé de cours de l‟ULB, Maître de Recherche du FNRS
tél 02/650 9771 fax 02/650 9747
denis.lafontaine@ulb.ac.be et http://www.LafontaineLab.com
Localisation : IBMM, rue Prof. Jeener et Brachet 12, B-6041 Gosselies
Thèmes des recherches
Human ribosome synthesis
We aim to understand how human ribosomes assemble and function in “health & disease”. We want to find
out what the nucleolus has to “tell” tumour pathologists and to define communalities and specificities
between human ribogenesis and that of budding yeast. We aim to understand how nucleolar integrity is
maintained during interphase, how nucleoli are disassembled and reassembled during mitosis, and how
nucleolar breakdown and nucleolar genesis relate to other mitotic events.
Recently, we have contributed to the identification of a novel quality control mechanism, nucleolar
surveillance, that targets defective, senescent and excess ribosomes for rapid clearance. We have identified
a physical interface at the rDNA that functionally connects the RNA synthetic, processing and surveillance
machineries. We have characterized the fine structure of the nucleolus across evolution. We have identified
novel ribosome synthesis trans-acting factors and addressed the issue of ribogenesis regulation. We have
identified trans-acting factors required for intanuclear trafficking of the snoRNPs. Finally, we have
successfully implemented a novel experimental paradigm in the laboratory, human cultured cell lines,
which we now plan to use to its full extend.
Sujets de mémoires
1-Identification and characterization of novel trans-acting factors involved in human ribosome synthesis
2-Identification and characterization of novel trans-acting factors involved in teh maintenance of nucleolar
integrity during interphase, and nucleolar dissassembly and reassembly during mitosis
Publications récentes
1) Thiry M., Lamaye F., Lafontaine DLJ (2011) The nucleolus: when two became three.
Nucleus 2: 289-293
2) .Leporé L, Lafontaine DLJ (2011) A functional interface at the rDNA connects rRNA synthesis, pre-rRNA
processing and nucleolar surveillance in budding yeast. PLoS ONE 6: e24962
3) Lamaye F, Galliot S, Alibardi L, Lafontaine DLJ, Thiry M (2011) Nucleolar structure across evolution: the
transition between bi- and tricompartmentalized nucleoli lies within the class Reptilia. J Struct Biol 174: 352-359
4) Leporé N, Lafontaine DLJ (2010) {'Catch me if you can': how the structural and functional integrity of eukaryotic
RNA molecules is monitored by surveillance mechanisms}. Médecine/Sciences 26: 259-266
5) Lafontaine DLJ (2010) A „garbage can‟ for ribosomes: how eukaryotes degrade their ribosomes? Trends Biochem
Sci 35: 267-277
6) Hernandez-Verdun D, Roussel P, Thiry M, Sirri V, Lafontaine DLJ (2010) The nucleolus: structure/function in
RNA metabolism. Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA 1: 415-431
7) Wery M, Ruidant S, Schillewaert S, Lepore N, Lafontaine DL (2009) The nuclear poly(A) polymerase and
Exosome cofactor Trf5 is recruited cotranscriptionally to nucleolar surveillance. The RNA J 15: 406-419
17

Microbiologie
Louis DROOGMANS Chargé de Cours et Evelyne DUBOIS Chargée de Cours
Localisation : Institut de Recherches Microbiologiques J.-M. Wiame (IRMW), Campus CERIA, avenue
Emile Gryson 1, 1070 Bruxelles
Tél. : 02 526 7275 (L. Droogmans ldroogma@ulb.ac.be)
02 526 7277 (E. Dubois evelyne.dubois@ulb.ac.be)
Thèmes des recherches
1. Etude des déterminants de l’activation de facteurs transcriptionnels répondant à l’azote
chez Saccharomyces cerevisiae (E. Dubois en collaboration avec Isabelle Georis de l’IRMW)
Les organismes vivants sont constamment soumis à de multiples stress physiologiques. Pour les
microorganismes en particulier, la capacité de répondre de façon appropriée à tout changement
environnemental est essentielle à leur survie. La levure Saccharomyces cerevisiae est un modèle largement
utilisé pour l’étude des processus moléculaires impliqués dans la réponse à différents stress. Parmi ceux-ci,
la cascade de kinases TOR, senseur de l’état nutritionnel de la cellule conservée chez tous les eucaryotes
jusqu’à l’Homme, aboutit à la régulation de l’expression de gènes en réponse à la disponibilité en azote
par le biais d’interactions protéine-protéine, de phosphorylations et de relocalisations subcellulaires de
deux activateurs transcriptionnels (Gln3 et Gat1) situés en aval de la cascade. Notre laboratoire cherche à
préciser les déterminants exacts de l’activation des transactivateurs ainsi que les mécanismes impliqués
dans l‟activation de l‟expression des gènes NCR.
Sujets de mémoires
-Rôle des principaux complexes de remodelage de la chromatine dans le contrôle du métabolisme azoté
chez la levure
-Caractérisation des états de phosphorylation de l’activateur Gat1 et du régulateur négatif Ure2 par
électrophorèse bidimensionnelle et identification des sites de phosphorylation par spectrométrie de masse.
Mutagenèse dirigée de sites choisis et analyse de l’impact de ces mutations sur sa localisation
subcellulaire, sa liaison à l’ADN et son activité in vivo.
Publications
-Georis I, Tate JJ, Feller A, Cooper TG, Dubois E. (2011) Intranuclear function for protein phosphatase 2A: Pph21
and Pph22 are required for rapamycin-induced GATA factor binding to the DAL5 promoter in yeast. Mol Cell Biol.
31:92-104.
-Tate JJ, Georis I, Dubois E, Cooper TG. (2010) Distinct phosphatase requirments and GATA factor responses to
nitrogen catabolite repression and rapamycin treatment in Saccharmyces cerevisiae. J Biol Chem. 285:17880-95
-Georis I, Feller A, Vierendeels F, Dubois E. (2009) The yeast GATA factor Gat1 occupies a central position in
nitrogen catabolite repression-sensitive gene activation. Mol Cell Biol. 29:3803-15.
-Georis I, Feller A, Tate JJ, Cooper TG, Dubois E. (2009) Nitrogen catabolite repression-sensitive transcription as a
readout of Tor pathway regulation: the genetic background, reporter gene and GATA factor assayed determine the
outcomes. Genetics. 181:861-74.
-Tate JJ, Georis I, Feller A, Dubois E, Cooper TG. (2009) Rapamycin-induced Gln3 dephosphorylation is insufficient
for nuclear localization: Sit4 and PP2A phosphatases are regulated and function differently. J Biol Chem. 284:2522-
34.
-Georis I, Tate JJ, Cooper TG, Dubois E. (2008) Tor pathway control of the nitrogen-responsive DAL5 gene bifurcates
at the level of Gln3 and Gat1 regulation in Saccharomyces cerevisiae. J Biol Chem. 283:8919-29.
18

Neurophysiologie
Professeur Serge SCHIFFMANN sschiffm@ulb.ac.be, 02/555.64.07
Dr Alban de KERCHOVE d‟EXAERDE adekerch@ulb.ac.be, 02/555.41.20
Localisation: Campus Erasme-Anderlecht, Bâtiment C, Niv. 3
808 route de Lennik, 1070 Bruxelles fax: 02/555.41.21
http://neurophy.ulb.ac.be
Thèmes des recherches
The main research interest of our Laboratory is to characterize at the molecular and network levels,
thefunctions and dysfunctions of two major nervous system networks: the basal ganglia and the cerebellar
system. Our research is based on an integrated approach that allows a bottom up strategy from the gene to
the functions it determines and from the individual synapse to the neuronal network.
This approach combines techniques of molecular biology (conditional transgenesis, single cell and
quantitative RT-PCR, differential gene expression, microarrays) for the characterization of specific genes
and the study of their functions by invalidation or surexpression in animal models; chemical and
functional neuroanatomy (conventional and multiphoton confocal microscopy including tridimensional
reconstruction, immunocytochemistry, in situ hybridization, receptor autoradiography) for the study of
chemical neuromessengers functions and their interactions; electrophysiology (patch clamp on brain slices
or isolated cells, microspectrofluorometry, calcium imaging, optogenetics) for the study of the modulation
and plasticity of the neuronal excitability and synaptic transmission; behavioural analysis (motor learning
and control, drug addiction paradigms, anxiety paradigms, operant learning) ; biochemistry (Western Blot,
proteomics, receptor binding,...); and theoretical modeling (computer simulation). In this frame, the
following lines of research are developed and could constitute projects for Master Thesis (mémoires de
mater):
1. Functions and dysfunctions of the basal ganglia system: motor control, motor learning and drug
addiction
The striatum is the major input structure of the basal ganglia system and constitutes with the cerebral
cortex an interconnected neural network involved in adaptive control of behaviour. The basal ganglia have
a tremendous importance in human diseases since they are affected in neurodegenerative diseases leading
to movement disorders as Parkinson and Huntington disease and in psychiatric diseases as drug addiction.
Our general aim is to understand the respective roles of different neuronal subpopulations of the striatum
and of the different pathways of the basal ganglia system as well as their dysfunctions in basal ganglia
pathologies.
In this context, the specific projects are:
Identification of respective functions of the direct and indirect pathways by specific, cell type ablation,
gene inactivation or gene overexpression using Cre/loxP conditional transgenesis.
Gene profiling of striatal neuronal populations and functional characterization of differentially
expressed genes.
Roles of striatal neuronal populations and their specific genes in drug addiction.
Differential involvement of cell-type and striatal subregions in motor control and skill learning.
Identification of the specific roles of nitrergic (NO) and fast spiking striatal interneurons
Control of striatal neuronal excitability, synaptic transmission and synaptic and non-synaptic plasticity:
- involvement of dopamine and adenosine receptors
- roles of fast spiking parvalbumin-containing interneurons.
2. Control of calcium homeostasis and neuronal excitability in the cerebellum and cerebellar
diseases
The modulation and control of neuronal calcium dynamics are central processes both for neuronal
excitability and synaptic transmission and plasticity. Numerous molecular partners are involved such as
cytosolic calcium binding proteins. In the cerebellum, this calcium dynamics has a central function in
different sites of the network, which is highly enriched in calcium binding proteins.
In this frame, our main objective, consists in the precise characterization of the control of
intracellular calcium homeostasis and calcium dynamics in different neurons of the cerebellar cortex and
19

their involvement in the cerebellar physiology. This is achieved through the neuron- and synapse-specific
alterations of the intracellular calcium homeostasis by gene inactivation or surexpression of calcium
binding proteins (calbindin, calretinin, parvalbumin) in specific subpopulations of neurons in the cerebellar
cortex and by the study of transgenic models of human pathologies (i.e.: spino-cerebellar ataxia SCA1).
Publications représentatives
HOUREZ R, SERVAIS L, ORDUZ D., GALL D, MILLARD I, DE KERCHOVE D‟EXAERDE A, CHERON G,
ORR HT, PANDOLFO M, S.N. SCHIFFMANN, Aminopyridines correct early dysfunction and delay
neurodegeneration in a mouse model of spinocerebellar ataxia type 1. J. Neurosci. 31(33), 11795–11807,
2011. With a comment from the Editor: Blocking IKA Ameliorates Spinocerebellar Ataxia, J. Neurosci. 31(33),
i-i, 2011.
DURIEUX P.F., S.N. SCHIFFMANN and A. DE KERCHOVE D‟EXAERDE, Targeting neuronal populations of the
striatum, Frontiers in Neuroanatomy, 5, 40, 1-9, 2011.
DURIEUX P.F., BEARZATTO B, BUCH T, WAISMAN A, S.N. SCHIFFMANN and DE KERCHOVE
D‟EXAERDE A: Striatopallidal neurons inhibit both locomotor and drug reward processes. Nature
Neuroscience, 12: 393-395, 2009.
AZDAD K., CHAVEZ M., BISHOP D.P., WETZELEAR P., MARESCAU B., DE DEYN P.P., GALL D. and S. N.
SCHIFFMANN: Homesotatic plasticity of striatal neurons intrinsic excitability following dopamine depletion.
PLoS ONE 4(9): e6908, 2009.
AZDAD K., GALL D., LEDENT C., WOODS A., FERRÉ S., S.N. SCHIFFMANN, Dopamine D2 and adenosine
A2A receptors regulate NMDA-mediated excitation in accumbens neurons through A2A-D2 receptor
heteromerization. Neuropsychopharmacology., 34: 972-986, 2009.
SERVAIS L, HOUREZ R., BEARZATTO B, GALL D., SCHIFFMANN SN, CHERON G: Purkinje cell dysfunction
and alteration of long-term synaptic plasticity in Fetal Alcohol Syndrome. Proc. Ntl. Acad. Sci. USA, 104:
9858–9863, 2007
ZANETTI L., de KERCHOVE d’EXAERDE A., A. ZANARDI, J.-P.CHANGEUX, M.R. PICCIOTTO and M.
ZOLI. Inhibition of both alpha7* and beta2* nicotinic acetylcholine receptors is necessary to prevent
development of sensitization to cocaine-elicited increases in extracellular dopamine levels in the ventral
striatum. Psychopharmacology 187, 181- 188, 2006.
BEARZATTO B., SERVAIS L., ROUSSEL C, GALL D., BABA-AÏSSA F., SCHURMANS S., de KERCHOVE
d’EXAERDE A., CHERON G. and SCHIFFMANN SN.: Targeted calretinin expression in granule cells of
calretinin-null mice restores normal cerebellar functions. FASEB Journal, 20(20): 380-382, 2006; Online
version dec 2005. pp 1-20 (fj.05-3785fje).
GALL D., ROUSSEL C., SUSA I., D‟ANGELO E., ROSSI P., BEARZATTO B., GALAS M.-C., BLUM D.,
SCHURMANS S. and SCHIFFMANN S.N.: Altered neuronal excitability in cerebellar granule cells of mice
laking calretinin. J. Neurosci., 23: 9320-9327, 2003.
SCHIFFMANN S.N., FISONE G., MORESCO R., CUNHA R., FERRÉ S.: Adenosine A2A receptors and basal
ganglia physiology. Prog. Neurobiol., 83: 277-292, 2007.
de KERCHOVE d’EXAERDE A., J. CARTAUD, A. RAVEL-CHAPUIS, T. SEROZ, F. PASTEAU, L.M. ANGUS,
B.J. JASMIN, J.-P. CHANGEUX, and L. SCHAEFFER. Expression of mutant Ets protein at the
neuromuscular synapse causes alterations in morphology and gene expression. EMBO Rep. 3, 1075-1081,
2002.
SCHAEFFER L.*, de KERCHOVE d’EXAERDE A.*, and J.-P. CHANGEUX. Targeting transcription at the
neuromuscular synapse. Neuron 31, 15-22, 2001. * Both authors contributed equally to this work
KLINK R. *, de KERCHOVE d’EXAERDE A.*, M. ZOLI, and J.-P. CHANGEUX. Molecular and physiological
diversity of nicotinic acethylcholine receptors in the midbrain dopaminergic nuclei. J. Neurosci. 21, 1452-
1483, 2001. * Both authors contributed equally to this work
LÉNA C. *, de KERCHOVE d’EXAERDE A.*, M. CORDERO-ERAUSQUIN, N. LE NOVÈRE, M. ARROYO-
JIMENEZ AND J.-P. CHANGEUX. Segregation of nicotinic acetylcholine receptors in the rat locus cœruleus
neurons and their hippocampal terminals. Diversity and distribution of nicotinic acethylcholine receptors in the
locus ceruleus neurons. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 12126-12131, 1999. * Both authors contributed equally
to this work.
SCHIFFMANN S.N., CHERON G., LOHOF A., MEYER M., PARMENTIER M. and SCHURMANS S.: Impaired
motor coordination and Purkinje cells excitability in mice lacking calretinin. Proc. Ntl. Acad. Sci. USA, 96:
5257-5262, 1999.
20

Parasitologie moléculaire
Professeur Etienne PAYS epays@ulb.ac.be tél 02/650 9759 fax 02/650 9750
Dr Luc VANHAMME, Chargé de cours, Maître de Recherches au FNRS
tél 02/650 9758 fax 02/650 9750 email luc.vanhamme@ulb.ac.be
Plateforme Microscopie électronique
Dr David PEREZ-MORGA, Chargé de cours
Tél 02/650 9854 fax 02/650 9750 email david.perez-morga@ulb.ac.be
Plateforme protéomique
Dr Sabrina BOUSBATA, Chargée de cours
Tél 02/650 9850 fax 02/650 9750 email sabrina.bousbata@ulb.ac.be
Localisation : IBMM, rue Prof. Jeener et Brachet 12, B-6041 Gosselies
Site web : www.ulb.ac.be/ibmm/homeuk_14.html
Le trypanosome Africain, modèle d’étude des parasites
Les trypanosomes Africains sont des Protozoaires parasites véhiculés par la mouche tsé-tsé. Ils provoquent
la maladie du sommeil chez l‟homme et la nagana chez le bétail. La première maladie tue plusieurs
centaines de milliers de personnes par an, et la deuxième entrave considérablement la production de viande
et de lait sur plus d‟un tiers du continent Africain. Par conséquent, les trypanosomes constituent un fléau
majeur, et l‟élaboration de stratégies de lutte, en particulier le développement d‟un vaccin, s‟impose de
façon évidente. D‟autre part, ces organismes se sont révélés être un modèle remarquable d‟étude,
principalement à deux niveaux.
D‟abord les caractéristiques de leur développement autorisent l‟étude approfondie, c‟est-à-dire génétique,
des stratégies fascinantes par lesquelles les parasites en général échappent aux défenses de leurs hôtes. Il
s‟agit en particulier de la variation antigénique (changement continuel de la surface du parasite), de
l‟immunosuppression (dérèglement actif du système immunitaire de l‟hôte), de la résistance à la lyse par un
facteur du sérum humain (résistance génétique à un facteur trypanolytique non immun) ainsi que d‟une
restriction spatiale de leurs échanges avec le milieu extérieur (l‟ensemble des récepteurs étant localisés dans
un renflement de la membrane cytoplasmique moins accessible au système immunitaire). La combinaison
de ces stratégies permet au parasite non seulement d‟échapper en permanence à la réponse immunitaire,
mais aussi d‟utiliser cette réponse à son profit. L‟analyse des mécanismes génétiques impliqués a révélé un
potentiel de variation énorme basé sur la combinatoire de processus simples, mais ce domaine recèle encore
bien des énigmes. Plus généralement, l‟analyse des interactions subtiles entre le parasite et son hôte
représente un secteur où notre laboratoire investit un effort important. Il va sans dire que ce type de
recherche s‟intègre aussi dans un contexte d‟identification de nouvelles stratégies vaccinales et
médicamenteuses.
Ensuite, dans le cas des trypanosomes il est possible d‟étudier expérimentalement les mécanismes
génétiques et cellulaires qui président à la différenciation cellulaire se produisant au cours du cycle de
développement. Lorsque le parasite passe de la mouche tsé-tsé au sang du mammifère, et vice-versa, des
changements rapides et radicaux de morphologie et de physiologie permettent à la cellule de s‟adapter aux
conditions extrêmement différentes de l‟environnement cellulaire. Cette étude a déjà conduit à des
découvertes surprenantes et originales, telles que l‟organisation des gènes en unités de transcription
polycistroniques, ou encore l‟existence de très nombreuses adénylate cyclases à structure de récepteurs. Ce
domaine est encore largement inexploré, et il n‟y a aucun doute que des observations importantes de
biologie moléculaire et cellulaire fondamentale restent à faire.
21

Thèmes des recherches
1- Mécanismes de la variation antigénique chez les trypanosomes. Etude des facteurs impliqués dans les
mécanismes génétiques conduisant à la variation des antigènes de surface du parasite.
2- Recherche d‟antigènes vaccinants contre les trypanosomiases. Développement d‟un vaccin par
l‟identification d‟antigènes protecteurs, le clonage et l‟expression des gènes concernés.
3- Relations hôte-parasite dans la trypanosomiase. Caractérisation de facteurs immunosuppresseurs produits
par le parasite. Etude des interactions de cytokines avec le parasite, et de leur rôle sur l‟infection..
4- Contrôles de l‟expression des gènes chez les trypanosomes africains. Etude des facteurs et mécanismes
qui contrôlent l‟expression individuelle des gènes au cours du cycle parasitaire de Trypanosoma brucei, de
la forme sanguicole chez le mammifère à la forme procyclique chez la mouche tsé-tsé
5- Biologie moléculaire et cellulaire des trypanosomes africains. Etude des mécanismes de la signalisation
cellulaire (caractérisation de récepteurs et ligands, régulation de la synthèse d‟AMP cyclique, endocytose
de facteurs de croissance, étude d‟une phospholipase).
6- Etude, chez les trypanosomes pathogènes (T.b. rhodesiense, T.b. gambiense), du mécanisme de
résistance au facteur lytique présent dans le sérum humain.
Publications représentatives
1) Xong, H.V., Vanhamme, L., Chamekh, M., Chimfwembe, C.E., Van den Abbeele, J., Pays,
A., Van Meirvenne, N., Hamers, R., De Baetselier, P., and Pays, E. (1998) A VSG
expression site-associated gene confers resistance to human serum in Trypanosoma
rhodesiense. Cell 95, 839-846.
2) Nolan, D.P., Geuskens, M., and Pays, E. (1999) N-linked glycans containing linear poly-N-
acetyllactosamine as sorting signals in endocytosis in Trypanosoma brucei. Curr. Biol. 9,
1169-1172.
3) Vanhamme, L., Poelvoorde, P., Pays, A., Tebabi, P., Xong, H.V., and Pays, E. (2000)
Differential RNA elongation controls the variant surface glycoprotein gene expression sites
in Trypanosoma brucei. Molec. Microbiol. 36, 328-340
4) Vanhamme,L., Paturiaux-Hanocq, F., Poelvoorde, P., Nolan, D., Lins, L., Van Den Abbeele, J ., Pays, A.,
Tebabi, P., Xong, H.V., Jacquet, A ., Moguilevsky, N., Dieu, M., Kane, J.P., De Baetselier, P., Brasseur, R. and Pays,
E. (2003) Apolipoprotein L-1 is the trypanosome lytic factor of human serum, Nature, 422, 83-87.
5) Garcia-Salcedo JA, Perez-Morga D, Gijon P, Dilbeck V, Pays E, Nolan DP. ( 2004) A differential role for actin
during the life cycle of Trypanosoma brucei. EMBO J, 23,780-789.
6) Perez-Morga D, Vanhollebeke B, Paturiaux-Hanocq F, Nolan DP, Lins L, Homble F, Vanhamme L, Tebabi P,
Pays A, Poelvoorde P, Jacquet A, Brasseur R, Pays E (2005)
Apolipoprotein L-I promotes trypanosome lysis by forming pores in lysosomal membranes.
Science, 309,469-472.
7) Devaux S, Lecordier L, Uzureau P, Walgraffe D, Dierick JF, Poelvoorde P, Pays E, Vanhamme L.
Characterization of RNA polymerase II subunits of Trypanosoma brucei (2006) Mol Biochem Parasitol.
148(1):60-68.
8) Vanhollebeke B, De Muylder G, Nielsen MJ, Pays A, Tebabi P, Dieu M, Raes M, Moestrup SK, Pays E (2008). A
haptoglobin-hemoglobin receptor conveys innate immunity to Trypanosoma brucei in humans. Science.
320(5876):677-81.
22

Physiologie moléculaire de la Cellule
Pr. Bruno ANDRE
Domaine de recherche : Physiologie cellulaire, Génétique, Biochimie
Localisation: IBMM, rue des Profs Jeener et Brachet 12, 6041 Gosselies
Tél. 02/650 9958 Fax 02/650 9950 email bran@ulb.ac.be
Web : http://www.ulb.ac.be/sciences/physcell/
Thèmes des recherches
Notre laboratoire est spécialisé dans l‟étude des systèmes de régulation du fonctionnement cellulaire.
Notre principal modèle expérimental est la levure Saccharomyces cerevisiae, une cellule eucaryote
extrêmement simple à manipuler en laboratoire et qui se prête très bien à l'analyse génétique ce qui en fait
un système très efficace pour disséquer les fonctions cellulaires qu'on peut retrouver dans toutes les
cellules eucaryotes, y compris les cellules humaines.
Au laboratoire, nous nous intéressons tout particulièrement aux mécanismes moléculaires intervenant dans
la fonction et la régulation des protéines de la membrane plasmique, essentiellement des transporteurs et
des récepteurs.
Plusieurs de nos sujets concernent le rôle de l‟ubiquitine dans ces régulations. L‟ubiquitine est une petite
protéine de 76 acides aminés présente chez tous les eucaryotes. Grâce à des enzymes spécialisées,
l‟ubiquitine s‟accroche de manière covalente à la surface d‟autres protéines. Cette modification – qui
change les propriétés d‟interaction de ces protéines - est depuis peu reconnue comme étant aussi
importante que la phosphorylation dans la régulation des processus cellulaires. De plus, de nombreuses
pathologies humaines sont dues au dysfonctionnement de l‟ubiquitination des protéines. Ceci a d‟ailleurs
valu aux découvreurs de l‟ubiquitine de remporter le prix Nobel de chimie en 2004.
Nos principaux sujets de recherche portent sur :
Les mécanismes de régulation du trafic intracellulaire des protéines membranaires (endocytose,
dégradation dans les lysosomes, trajet entre le Golgi et les endosomes) et leur comparaison avec ceux
existant dans les cellules humaines. Les rôles de l‟ubiquitine et des lipides dans ce trafic, et les liens
avec certaines pathologies humaines retiennent actuellement toute notre attention.
Une cascade de signalisation activée par un récepteur de surface qui reconnait les acides aminés
externes. Ce récepteur était à l‟origine une perméase qui a perdu son activité de transport. L‟étude
porte sur la dissection génétique de cette cascade de régulation et sur le rôle de l‟ubiquitine.
L‟étude de transporteurs d‟acides aminés du lysosome (vacuole chez la levure) proches de la
cystinosine humaine, la protéine associée à une maladie lysosomiale d‟origine génétique, la cystinose.
Techniques utilisées :
Cultures cellulaires / Toutes les techniques de base du génie génétique : clonage de gènes, PCR,
mutagenèse dirigée par recombinaison, électrophorèse d'ADN, etc.. / Séparation de protéines par
électrophorèse et révélation à l'aide d'anticorps (Western blot) / Microscopie à fluorescence, localisation
de protéines fusionnées à la GFP / Génétique "classique" : isolement et caractérisation de mutants de
levure, microdissection / Expression dans la levure de protéines humaines / Génomique et protéomique :
banque complète des 6000 mutants de levure, méthode double-hybride.. /
Publications
Voir notre site web (adresse ci-dessus) qui contient beaucoup d’autres informations sur le laboratoire.
23

Virologie moléculaire
Dr Carine VAN LINT, Directeur de Recherches FNRS et Chargé de Cours ULB
Localisation : IBMM, rue des Prof. Jeener et Brachet 12, B-6041 Gosselies
tél. 02/650 9807 fax 02/650 9800 email cvlint@ulb.ac.be
Lien WEB : http://www.ulb.ac.be/ibmm/home_17.html
Thèmes des recherches
Etudes de la régulation transcriptionnelle des rétrovirus HIV-1 (Human Immunodeficiency
Virus type 1), HTLV-1 (Human T-Lymphotropic Virus type I) et BLV (Bovine Leukemia
Virus)
Le rétrovirus HIV-1 est un lentivirus étiologiquement associé au syndrome d‟immunodéficience
acquise (SIDA) chez l‟homme. Après intégration dans le génome cellulaire, le provirus HIV-1 peut soit
demeurer latent, soit sous l‟effet d‟une activation être transcrit pour l‟élaboration de nouvelles particules
virales. La vitesse de réplication du virus HIV-1 est un déterminant crucial de la vitesse de progression de
la maladie vers le stade SIDA, et une des étapes majeures de contrôle de la réplication est la transcription
du provirus. Notre laboratoire étudie les mécanismes moléculaires qui contrôlent la transcription du HIV-
1 et principalement sa réactivation hors de la phase de latence. Nous nous intéressons plus
particulièrement à deux aspects de ces mécanismes de contrôle : d‟une part, la caractérisation d‟une région
intragènique de régulation et d‟autre part, l‟étude du rôle de la structure chromatinienne et des
modifications épigénétiques dans la transcription de HIV-1. Une optimisation très importante des
multithérapies anti-SIDA consisterait à induire l‟expression des provirus HIV latents au sein de son hôte
afin de vider les réservoirs cellulaires où le virus HIV demeure silencieux et échappe à la réponse
immunitaire. A cet égard, nos études des mécanismes moléculaires (facteurs de transcription et
modifications de la structure chromatinienne) qui contrôlent la latence et la réactivation transcriptionnelle
du virus HIV-1 contribueront à l‟identification d‟agents activateurs de l‟expression virale. De tels agents
pourront être utilisés en combinaison avec les multithérapies actuelles afin d‟améliorer leur efficacité.
De par le monde, dix à vingt millions de personnes sont infectées par le rétrovirus HTLV-I.
HTLV-I et le rétrovirus B-lymphotrope étroitement apparenté BLV sont des rétrovirus complexes
possédant une organisation génomique très similaire et pouvant tous deux infecter et transformer des
cellules du système hématopoïtique. D'un point de vue expérimental, le virus BLV constitue toujours à
l'heure actuelle le seul modèle pour l'étude in vivo de mécanismes utilisés par les rétrovirus pour induire
une leucémie chez l'être humain. L‟infection par les virus BLV et HTLV-I se caractérise par l‟absence de
virémie due à la latence du virus dans la majorité des cellules infectées. Ces caractéristiques sont dues à la
répression transcriptionnelle de l‟expression virale in vivo. Cette latence favorise très probablement le
développement tumoral en permettant aux cellules infectées d‟échapper à la réponse immunitaire
développée par l‟hôte infecté. Les mécanismes moléculaires qui régulent la transcription du virus et
principalement ceux qui initient sa réactivation restent peu connus et sont étudiés au laboratoire.
Les différents projets de recherche font appel à toutes les techniques classiques et modernes de
biologie moléculaire, de virologie, d‟analyse de la structure chromatinienne et des modifications
épigénétiques, et d‟analyse chimique de complexes protéine-ADN et protéine-protéine.
Publications
1) Nguyen TL, Calomme C, Wijmeersch G, Nizet S, Veithen E, Portetelle D, de Launoit Y, Burny A and Van Lint,
C. (2004). Deacetylase inhibitors and the viral transactivator TaxBLV synergistically activate bovine leukemia
virus gene expression via a cAMP-responsive element- and cAMP-responsive element-binding proteindependent
mechanism. J. Biol. Chem. 279, 35025-35036.
2) Calomme, C., Dekoninck, A. Nizet, S., Adam, E. Nguyen, T.L.-A., Van Den Broeke, A., Willems, L., Kettman,
R., Burny, A. and Van Lint, C. (2004). Overlapping CRE and E box motifs in the enhancer sequences of the
Bovine Leukemia Virus 5‟ Long Terminal Repeat are critical for basal and acetylation-dependent transcriptional
activity of the viral promoter: implications for viral latency. J. Virol. 78,13848-13864.
24

3) Goffin V., Demonté D., Vanhulle C., de Walque S., de Launoit Y., Burny A., Collette Y. and Van Lint C.
(2005). Transcription factor binding sites in the pol gene intragenic regulatory region of HIV-1 are important for
virus infectivity. Nucleic Acids Research 33, 4285-4310.
4) Castellano R., B. Vire, M. Pion, V. Quivy, D. Olive, I. Hirsch, C. Van Lint, and Y. Collette. (2006). Active
transcription of the human FasL/CD95L/TNFSF6 promoter region in T lymphocytes involves chromatin
remodeling: role of DNA methylation and protein acetylaion suggest distinct mechanisms of transcriptional
repression. J. Biol. Chem., vol. 281: 14719-14728.
5) Marban C., S. Suzanne, F. Dequiedt, S. de Walque, L. Redel, C. Van Lint, D. Aunis and O. Rohr. (2007).
Recruitment of chromatin modifying enzymes to the HIV-1 gene promoter by CTIP2 promotes viral
transcriptional silencing in infected microglial cells. EMBO J., vol. 26(2): 412-423.
6) Nguyên T. L.-A., S. de Walque, E. Veithen, A. Dekoninck, V. Martinelli, Y. de Launoit, A. Burny, R. Harrod
and C. Van Lint. (2007). Transcriptional regulation of the bovine leukemia virus promoter by the cyclic AMPresponse
element modulator tau isoform. J. Biol. Chem., vol. 282(29): 20854-20867.
7) Calao M., A. Burny, V. Quivy, A. Dekoninck and C. Van Lint. (2008). A pervasive role of histoneacetyltransferases
and -deacetylases in an NF-kB-signaling code. Trends in Biochemical Sciences, vol. 33(7) :
339-349.
8) Mahlknecht U., I. Dichamp, A. Varin, C. Van Lint, and G. Herbein. (2008). NF-kappa B-dependent control of
HIV-1 transcription by the second coding exon of TAT in T cells. J. Leukoc. Biol., vol. 83(3) :718-727.
9) Le Van K., C. Cauvin, S. de Walque, B. Georges, S. Boland, V. Martinelli, D. Demonté, F. Durant, L. Hevesi,
and C. Van Lint. (2009). New Pyridinone derivatives as potent HIV-1 nonnucleoside reverse transcriptase
inhibitors. J Med Chem, vol. 52:3636-3643.
10) Reuse S., M. Calao, K. Kabeya, A. Guiguen, J.-S. Gatot, V. Quivy, C. Vanhulle, A. Lamine, D. Vaira, D.
Demonté, V. Martinelli, E. Veithen, T. Cherrier, V. Avettand, S. Poutrel, J. Piette, Y. de Launoit, M.
Moutschen, A. Burny, C. Rouzioux, S. De Wit, G. Herbein, O. Rohr, Y. Collette, O. Lambotte, N. Clumeck, and
C. Van Lint. (2009). Synergistic activation of HIV-1 expression by deacetylase inhibitors and prostratin:
implications for treatment of latent infection. PLoS ONE, vol. 4(6): e6093.
11) Cherrier T., S. Suzanne, L. Redel, M. Calao, C. Marban, B. Samah, R. Mukerjee, C. Schwartz, G. Gras, B.E.
Samaya, S.L. Zeichner, D. Aunis, C. Van Lint* and O. Rohr*. (* equal contribution). (2009). p21 WAF gene
promoter is epigenetically silenced by CTIP2 and SUV39H1. Oncogene, vol. 28(38):3380-3389.
12) Pierard V*, Guiguen A*, Colin L*, Wijmeersch G, Vanhulle C, Van Driessche B, Dekoninck A, Blazkova J,
Cardona C, Merimi M, Vierendeel V, Calomme C, Nguyên TL, Nuttinck M, Twizere JC, Kettmann R, Portetelle
D, Burny A, Hirsch I, Rohr O, Van Lint C. (* equal contribution ) DNA cytosine methylation in the bovine
leukemia virus promoter is associated with latency in a lymphoma-derived B-cell line: potential involvement of
direct inhibition of cAMP-responsive element (CRE)-binding protein/CRE modulator/activation transcription
factor binding. J Biol Chem. (2010) 18;285(25):19434-49.
13) Colin L, Vandenhoudt N, de Walque S, Van Driessche B, Bergamaschi A, Martinelli V, Cherrier T, Vanhulle C,
Guiguen A, David A, Burny A., Herbein G., Pancino G., Rohr O. and C. Van Lint. The AP-1 binding sites
located in the pol gene intragenic regulatory region of HIV-1 are important for viral replication. Colin L,
Vandenhoudt N, de Walque S, Van Driessche B, Bergamaschi A, Martinelli V, Cherrier T, Vanhulle C, Guiguen
A, David A, Burny A., Herbein G., Pancino G., Rohr O. and C. Van Lint. The AP-1 binding sites located in the
pol gene intragenic regulatory region of HIV-1 are important for viral replication. Colin L, Vandenhoudt N, de
Walque S, Van Driessche B, Bergamaschi A, Martinelli V, Cherrier T, Vanhulle C, Guiguen A, David A, Burny
A., Herbein G., Pancino G., Rohr O. and C. Van Lint.
14) V. Le Douce $ , L. Colin $ , L. Redel, T. Cherrier, G. Herbein, D. Aunis, O. Rohr, C. Van Lint*, and C. Schwartz*
(*, $ = equal contribution) LSD1 cooperates with CTIP2 to promote HIV-1 transcriptional silencing. Nucleic
Acids Research, (2011) in press
15) L. Colin, A. Dekoninck, M. Reichert, M. Calao, M. Merimi, A. Van Den Broeke, V. Vierendeel, Y. Cleuter, A.
Burny, O. Rohr and C. Van Lint. Chromatin disruption in the promoter of bovine leukemia virus during
transcriptional activation. Nucleic Acids Research, 2011 Sep 2.
25

Bioinformatique des Génomes et des Réseaux
Didier GONZE
Localisation : Campus de la Plaine Bâtiment BC, 6ème étage, aile C, couloir de gauche.
Boulevard du Triomphe, B-1050 Bruxelles CP 263
Tél. 02/650 57 30 - Email: dgonze@ulb.ac.be
Thèmes des recherches
La plupart des processus dynamiques en biologie ont fait l'objet de modélisation
mathématique. L'origine et les propriétés des rythmes biologiques (cycle cellulaire, rythmes
circadiens, etc) et des phénomènes de multistabilité (phénomènes de mémoire, de
différentiation cellulaire, etc) ont ainsi été étudiés à l'aide de modèles mathématiques. Ces
modèles peuvent être construits sur base d'équations différentielles ordinaires (cf. cinétique
chimique et enzymatique), d'équations stochastiques, ou encore d'automates cellulaires. Ces
modèles sont analysés par simulation numérique sur ordinateur et les résultats sont
comparés aux observations expérimentales. Un sujet de mémoire en modélisation consistera
en l'extension et en l'analyse d'un des modèles développés au sein du groupe, par exemple
pour le cycle cellulaire ou les rythmes circadiens.
Nos activités de recherche en bioinformatique concernent la conception, l'implémentation et
l'application d'approches bioinformatiques pour l'analyse des génomes, du trancriptome, de
l‟interactome et du métabolisme. Nos sujets de recherche actuels incluent l‟étude des
perturbations interactomiques impliquées dans la leucémie lymphoblastique aigue et la
détection de variants génétiques causals pour des maladies génétiques rares (exome
sequencing). Nous nous intéressons par ailleurs à la prédiction et à la comparaison de la
régulation génétique au sein d'organismes simples (levures, bactéries, ...).
Nous suggérons aux étudiants intéressés par la modélisation ou la bioinformatique de
prendre contact avec nous pour définir un sujet qui allie leurs propres sujets d'intérêts et les
thématiques et compétences développées dans notre laboratoire.
Publications récentes
1. Gonze D, Goldbeter A (2006) Circadian rhythms and molecular noise, Chaos, 16: 026110
2. Gonze D, Markadieu N, Goldbeter A (2008) Selection of in-phase or out-of-phase
synchronization in a model based on global coupling of cells undergoing metabolic oscillations,
Chaos 18:037127.
3. Gérard C, Gonze D, Goldbeter A (2009) Dependence of the period on the rate of protein
degradation in minimal models for circadian oscillations, Phil Trans R Soc A, 367:4665-4683
4. Gonze D (2010) Coupling oscillations and switches in genetic networks, BioSystems 99:60 69.
5. Altinok A, Gonze D, Lévi F, Goldbeter A (2011) An automaton model for the cell cycle. Royal
Soc J Interface Focus 1:36-47
6. Simonis N, Rual JF, Carvunis AR, Tasan M, Lemmens I, Hirozane-Kishikawa T, Hao T, Sahalie
JM, Venkatesan K, Gebreab F, et al: Empirically controlled mapping of the Caenorhabditis
elegans protein-protein interactome network. Nat Methods 2009, 6:47-54.
7. Zhong Q, Simonis N, Li QR, Charloteaux B, Heuze F, Klitgord N, Tam S, Yu H, Venkatesan K,
Mou D, et al: Edgetic perturbation models of human inherited disorders. Mol Syst Biol 2009,
5:321.
8. Simonis N, Gonze D, Orsi C, van Helden J, Wodak SJ: Modularity of the transcriptional response
of protein complexes in yeast. J Mol Biol 2006, 363:589-610.
9. Bertin N, Simonis N, Dupuy D, Cusick ME, Han JD, Fraser HB, Roth FP, Vidal M: Confirmation
of organized modularity in the yeast interactome. PLoS Biol 2007, 5:e153.
10. Brohée S, Janky R, Abdel-Sater F, Vanderstocken G, André B, van Helden J. Unraveling
networks of co-regulated genes on the sole basis of genome sequences. Nucleic Acids Res. 2011.e
Service de Bioinformatique des Génomes et des Réseaux (BiGRe) est spécialisé dans le
développement d‟outils informatiques pour analyser les données concernant les génomes,
transcriptomes et interactomes.
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Evolution biologique et Ecologie
Dr Patrick Mardulyn (pmarduly@ulb.ac.be)
tél. 02 650 26 49 fax 02 650 24 45
Site web de l‟unité : http://ebe.ulb.ac.be
Localisation : UC4, campus Solbosch, CP 160/12, av FD Roosevelt 50, 1050 Bruxelles
Thèmes de recherche
Nos thèmes de recherche concernent l‟utilisation de marqueurs moléculaires pour étudier la variation
génétique au sein des populations et espèces. La comparaison de séquences d‟ADN échantillonnées chez
différents individus fournit des informations précieuses sur leur histoire évolutive. En particulier, il est
possible de reconstruire des généalogies de gènes, qui permettent d‟estimer les relations évolutives entre
les espèces et fournissent des informations sur l‟histoire démographique des populations.
Les projets de recherche en cours concernent (1) la comparaison des généalogies de différents gènes pour
explorer les mécanismes de spéciation et l‟impact des changements climatiques du passé (glaciations) sur
la structure génétique des populations chez différents insectes herbivores (chrysomèles, scolytes, abeilles,
…), (2) l‟évaluation de méthodes analytiques d‟inférence historique au moyen de simulations de
l‟évolution de séquences sur ordinateur, et (3) le développement de modèles permettant de tester des
hypothèses sur l‟histoire évolutive des espèces et des populations.
Les étudiants intéressés peuvent prendre contact pour discuter plus en détail des projets en cours au
laboratoire et définir un sujet de mémoire.
Quelques publications représentatives
1. Mardulyn P., Mikhailov Y., Pasteels J.M. 2009. Testing phylogeographic hypotheses in a euro-siberian coldadapted
leaf beetle with coalescent simulations. Evolution, 63:2717-2729.
2. Mardulyn P., Cassens I., Milinkovitch M.C. 2009. A comparison of methods constructing evolutionary networks
from intraspecific DNA sequences. Pages 104-120 in: Population Genetics for Animal Conservation (eds G
Bertorelle, MW Bruford, HC Hauffe, A Rizzoli, C Vernesi), Cambridge University Press, Cambridge, UK.
3. Mardulyn P., Vaesen A., Milinkovitch M.C. 2008. Controlling population evolution in the laboratory to evaluate
methods of historical inference. PLoS ONE 3(8) : e2960. doi:10.1371/journal.pone.0002960
4. Mardulyn P., Milinkovitch M.C. 2005. Inferring contemporary levels of gene flow and demographic history in a
local population of the leaf beetle Gonioctena olivacea from mitochondrial DNA sequence variation, Molecular
Ecology, 14:1641-1653.
5. Cassens I., Mardulyn P., Milinkovitch M. C. 2005. Evaluating intraspecific "Network" construction methods using
simulated sequence data: do existing algorithms outperform the global maximum parsimony approach?, Systematic
Biology, 54 :363-372.
6. Mardulyn P. 2001. Phylogeography of the Vosges mountains populations of Gonioctena pallida (Coleoptera :
Chrysomelidae) : a nested clade analysis of mitochondrial DNA haplotypes. Molecular Ecology, 10 :1751-1763.
7. Cameron S. A., Mardulyn P. 2001. Multiple molecular data sets suggest independent origins of highly eusocial
behavior in bees (Hymenoptera: Apinae). Systematic Biology, 50 :194-214.
27

Anatomie et Biologie cellulaire (UMons)
Prof Sven Saussez
Tél : 065/37.35.84
eMail : sven.saussez@umons.ac.be
Localisation : Avenue du Champ de Mars 6, 7000 Mons
Bâtiment Pentagone (aile 2A)
Thèmes des recherches
Rôles des papillomavirus humains (HPVs) oncogènes dans la biologie des cancers de la tête
et du cou.
Les facteurs de risque impliqués dans le développement de ces cancers sont la consommation de
tabac et l‟abus d‟alcool. Cependant, une proportion de patients développe ces tumeurs sans être
exposés à ces agents carcinogènes suggérant l‟implication de nouveaux facteurs de risque comme
l‟infection par un HPV oncogène. Les études dédiées aux infections par HPV dans les cancers de
la tête et du cou ont montré de larges variations de fréquence allant de 0 à 100%. L‟intérêt
croissant porté aux infections par HPVs dans les cancers de la tête et du cou est probablement dû
aux multiples travaux ayant montré leur potentiel pronostique. En effet, les cliniciens sont
constamment à la recherche de nouveaux marqueurs prédictifs indépendants du stade TNM
permettant de prédire la réponse thérapeutique mais également le risque de récidive tumorale. En
effet, de nombreuses études ont montré que les tumeurs HPV+ présentaient une meilleure survie.
D‟autres auteurs par contre, ont décrit que les tumeurs HPV+ avaient un pronostic défavorable ou
encore, n‟ont pas observé d‟association entre l‟infection et le pronostic du patient. Dans notre
étude, nous avons observé une incidence élevée d‟HPVs oncogènes et non-oncogènes dans les
carcinomes de l‟hypopharynx, du larynx, de la cavité buccale mais également dans les lésions
bénignes du larynx et dans les amygdales saines. Nous avons également mis en évidence une
corrélation significative entre l‟infection par un HPV oncogène et un pronostic défavorable. Cette
corrélation pourrait être mise en relation avec un statut immunitaire défavorable du patient. C‟est
la raison pour laquelle nous avons décidé de poursuivre nos recherches sur le plan immunitaire.
La première partie du projet consacré au système immunitaire consiste en une étude
immunohistochimique de différents acteurs du système immunitaire tels que les cellules de
Langerhans, dendritiques, les macrophages, les lymphocytes T cytotoxiques, régulateurs,… sur
une série de carcinomes de l‟oropharynx. Un deuxième projet consiste en une analyse
protéomique comparative de patients HPV+ versus HPV-. L‟expression différentielle des
protéines sera analysée dans un premier temps sur 3 lignées cellulaires (2 lignées HPV+, une
lignée HPV-) par la technique de spectrométrie de masse dite « label free ». Les protéines sur- ou
sous-exprimées seront alors validées par immunohistochimie et western blot.
Etude de l’expression des galectines dans les pathologies bénignes et malignes de la glande
thyroïde.
Les galectines sont des protéines constituant une famille des lectines, caractérisées par une
affinité particulièrepour des résidus glucidiques. Elles interviendraient dans plusieurs
phénomènes biologiques comme le développement embryonnaire, la réponse immunitaire ou
l‟apoptose. Elles jouent également un rôle similaire à celui des molécules d‟adhésion au niveau
des interactions intercellulaires ou avec la matrice extracellulaire. De plus, de nombreux travaux
de recherche montrent les implications des galectines dans les processus de carcinogenèse. En
pratique clinique, elles pourraient être utilisées comme marqueur de différenciation, notamment
dans les carcinomes thyroïdiens et certains lymphomes. Notre laboratoire s‟intéresse plus
particulièrement aux pathologies thyroïdiennes. Les pathologistes sont pour la plupart d‟accord
28

pour affirmer que le diagnostic différentiel des pathologies de la glande thyroïde est difficile et
sujet à controverses. L‟utilisation actuelle de marqueurs immunohistochimiques tels que la
galectine-3, la cytokératine-19, le TPO (Thyroperoxydase) ou l‟HBME-1 (Hector Battifora
Mesothelial epitope - 1) constituent une aide précieuse au diagnostic. Dans ce contexte, nous
pensons que les galectines-1, -7 et -8 pourraient constituer de nouveaux marqueurs
immunohistochimiques utiles dans le diagnostic différentiel des pathologies de la glande
thyroïde. En effet, la première étude a consisté en la caractérisation de l‟expression
immunohistochimique des galectines-1,-3,-7 et-8 au sein de séries cliniques de pathologies
bénignes (adénomes folliculaires, maladies de Graves-Basedow, thyroïdites d‟Hashimoto,nodules
colloïdes) et malignes de la glande thyroïde (carcinomes papillaires,carcinomes papillaires à
présentation folliculaire). Nos résultats montrent que la galectine-1 constitue un marqueur des
carcinomes papillaires probablement aussi intéressant que la galectine-3 (marqueur utilisé en
routine dans certains laboratoires). De plus, le marquage nucléaire des galectines-7 et -8 semble
être des marqueurs potentiels des adénomes folliculaires.
Etude du Macrophage Migration Inhibitory Factor (MIF) dans les cancers tête et cou. Le
MIF appartient au groupe des cytokines dans la mesure où il est sécrété par certaines cellules du
système immunitaire, principalement par les lymphocytes T activés et les macrophages. Agissant
de manière paracrine et endocrine, le MIF est surtout connu pour son activité pro-inflammatoire
contrebalançant l‟action anti-inflammatoire des glucocorticoïdes. Une dérégulation du MIF peut
conduire à diverses pathologies telles que l‟arthrite rhumatoïde et le lupus systémique
érythémateux. Divers travaux récents ont montré que le MIF n‟est pas seulement produit par les
cellules du système immunitaire mais aussi par d‟autres types cellulaires tels que les cellules
épithéliales et endothéliales. En outre, la présence du MIF s‟observe dans une variété de
pathologies néoplasiques où il semble jouer un rôle déterminant dans la croissance et l‟invasion
tumorale. Dans notre laboratoire, nous avons mis en évidence que le MIF était impliqué dans la
progression tumorale du cancer de l‟hypopharynx. Des approches expérimentales in vitro et in
vivo seront utilisées dans nos prochaines recherches pour approfondir l‟étude de l‟implication du
MIF dans les cancers des voies aéro-digestives supérieures et leur réponse à la chimiothérapie.
Les étudiants intéressés par un des projets peuvent prendre contact avec le laboratoire pour plus
d‟informations sur les mémoires qui seront proposés au cours de l‟année académique prochaine.
Publications
Ernoux-Neufcoeur, P., Arafa, M., Decaestecker, C., Duray, A.,et al. (2010). Combined analysis of HPV DNA, p16,
p21 and p53 to predict prognosis in patients with stage IV hypopharyngeal carcinoma. Journal of Cancer Research
& Clinical Oncology, Vol.137, No.1, (January 2011), pp. 173-181.
Duray, A., Descamps, G., Arafa, M., Decaestecker, C. et al. (2011). High incidence of high-risk HPV in benign and
malignant lesions of the larynx. International Journal of Oncology, Vol.39, No.1, (July 2011), pp. 51-59.
Duray, A., Descamps, G., Bettonville, M., Sirtaine, N. et al. (2011). High prevalence of high-risk human
papillomavirus in palatine tonsils from healthy children and adults. Otolaryngology-Head and Neck Surgery,
Vol.145, No.2,(March 2011), pp. 230-235.
Duray, A., Descamps, G., Decaestecker, C., Remmelink, M. et al. (2011). HPV DNA strongly correlates with a
poorer prognosis in oral cavity carcinoma. In revision in The Laryngoscope.
Duray, A., Demoulin, S., Hubert, P., Delvenne, P. & Saussez, S. (2010). Immune suppression in head and neck
cancers: a review. Clinical and Developmental Immunology, (2010), pp. 1-15.
Cludts S, Decaestecker C, Johnson B, Lechien J et al. (2010). Increased expression of macrophage migration
inhibitory factor during progression to hypopharyngeal squamous cell carcinoma.Anticancer Res.(2010),pp. 3313-9.
29

Biologie Moléculaire (UMONS)
Prof. Alexandra Belayew (alexandra.belayew@umons.ac.be)
Tél. : 065 37 35 80 (ou 81) Fax : 065 37 35 83
Localisation : Pentagone 3A, avenue du Champ de Mars 6, 7000 Mons
Thèmes de recherche
Nos 2 projets de recherche relèvent de la génomique fonctionnelle, soit l'étude de la fonction de protéines
codées par un gène inconnu que l'on a isolé.
(1)L'Helicase-like Transcription Factor (HLTF) caractérisé notamment par notre équipe a plusieurs
fonctions: remodelage de la chromatine, activation de la transcription et réparation post-réplicative de
l'ADN impliquant une activité E3 ubiquitine ligase. Nous pensons que HLTF est un suppresseur de
tumeurs et que sa fonction de réparation de l‟ADN est inactivée dans de nombreux types de cancer soit
par hyperméthylation du gène empêchant son expression, soit par production de formes tronquées de la
protéine résultant d‟épissages alternatifs. Cependant ces formes tronquées sont surexprimées au cours de
la progression tumorale, suggérant un rôle oncogénique. Nous avons isolé 6 variants protéiques de HLTF
(les 2 types sauvages et 4 formes tronquées exprimées dans de nombreux cancers) dont nous étudions en
parallèle les activités biologiques et le rôle dans le cancer. Nos modèles biologiques sont des lignées de
cellules cancéreuses où nous réalisons des expériences de gain ou perte de fonction des protéines HLTF
individuelles, et évaluons leurs diverses activités biologiques : impact sur la prolifération/survie des
cellules, activation de gènes cibles, interaction avec des partenaires protéiques. L‟activité de réparation de
l‟ADN est étudiée en collaboration avec le Prof Haracska (Hungarian Academy of Sciences, Szeged)
(2) Notre équipe a découvert les gènes DUX ("double homeobox") insérés dans une famille d'éléments
répétés plusieurs centaines de fois dans l'ADN génomique humain et considérés jusqu‟alors comme de
l‟ADN poubelle. Ils codent pour des protéines capables de lier l'ADN mais de fonction inconnue. Un de
ces éléments est nommé D4Z4 et est répété en nombre variable au locus 4q35 associé à la dystrophie
musculaire FSHD qui est la 3ième en fréquence chez l‟homme. Nous avons découvert et caractérisé le
gène DUX4 présent dans l‟unité D4Z4 : il est activé dans les muscles de patients et code pour un facteur
de transcription qui perturbe l'expression de nombreux gènes en cascade et dont la surexpression entraîne
la mort cellulaire par activation de TP53. Très peu de cellules expriment DUX4, rendant sa détection
difficile, et notre proposition de son rôle majeur dans la pathologie avait été accueillie avec scepticisme en
2007. Plusieurs laboratoires ont pu confirmer indépendamment nos observations, et la pathogénicité de
DUX4 dans la FSHD est maintenant bien admise. Nous avons récemment développé des outils antisens
pour bloquer l‟expression de DUX4 dans des cultures de myoblastes de patients in vitro. Deux marqueurs
d‟atrophie musculaire ainsi que TP53 ont ainsi pu être ramenés à des niveaux normaux d‟expression, ce
qui constitue une preuve de concept pour une stratégie thérapeutique. Nous recherchons d‟autres
biomarqueurs de la FSHD par protéomie différentielle sur des cellules de patients et de contrôles
(collaboration Prof. R. Wattiez, UMONS) pour confirmer ces résultats et testons de nouveaux
oligonucléotides antisens développés en collaboration avec le Prof. S. Wilton (Molecular Genetic Therapy
Group, University of Western Australia, Nedlands). Nous étudions en parallèle le gène homologue
DUX4c situé à proximité des éléments D4Z4, et la protéine qu‟il code, qui ne semble pas toxique, active
la prolifération des myoblastes in vitro et est vraisemblablement impliquée dans la régénération
musculaire. Son expression est aussi induite dans les muscles FSHD où elle pourrait contribuer à la
pathologie en perturbant la régénération. De plus, afin de mieux comprendre les fonctions de DUX4 et
DUX4c, nous isolons et étudions leurs partenaires protéiques.
Les étudiants intéressés peuvent prendre contact pour discuter plus en détail des projets en cours au
laboratoire et définir un sujet de mémoire.
30

Quelques publications représentatives
1. Ding H, Descheemaeker K, Marynen P, Nelles L, Carvalho T, Carmo-Fonseca M, Collen D, Belayew A.
Characterization of a helicase-like transcription factor involved in the expression of the human plasminogen
activator inhibitor-1 gene. DNA Cell Biol. 1996;15:429-42.
2. Gabriëls J., Beckers MC., Ding H., De Vriese A., Plaisance S., van der Maarel S., Padberg G.W., Frants
R.R., Hewitt J.E., Collen D., Belayew A. Nucleotide sequence of the partially deleted D4Z4 locus in a
patient with FSHD identifies a putative gene within each 3.3 kb element. Gene, 236, 25-32,1999.
3. Debauve G, Nonclercq D, Ribaucour F, Wiedig M, Gerbaux C, Leo O, Laurent G, Journé F, Belayew A,
Toubeau G. Early expression of the Helicase-Like Transcription Factor (HLTF/SMARCA3) in an
experimental model of estrogen-induced renal carcinogenesis. Mol Cancer. 2006 Jun 8;5:23.
4. Dixit M, Ansseau E, Tassin A, Winokur S, Shi R, Qian H, Sauvage S, Mattéotti C, van Acker AM, Leo O,
Figlewicz D, Barro M, Laoudj-Chenivesse D, Belayew A, Coppée F, Chen YW. DUX4, a candidate gene of
facioscapulohumeral muscular dystrophy, encodes a transcriptional activator of PITX1. Proc Natl Acad Sci
U S A. 104:18157-18162, 2007.
5. Bosnakovski D, Xu Z, Gang FJ, Galindo CL, Liu M, Simsek T, Garner HR, Agha-Mohammadi S, Tassin
A, Coppée F, Belayew A, Perlingeiro RC, Kyba M. An isogenetic myoblast expression screen identifies
DUX4-mediated FSHD-associated molecular pathologies. EMBO J. 27:2766-79. (2008)
6. Debauve G, Capouillez A, Belayew A, Saussez S. The helicase-like transcription factor and its implication
in cancer progression. Cell Mol Life Sci. 2008 Feb;65(4):591-604. Review.
7. Ansseau E, Laoudj-Chenivesse D, Marcowycz A , Tassin A, Vanderplanck C, Sauvage S, Barro M, Mahieu
I, Leroy A, Leclercq I , Mainfroid V, Figlewicz D, Mouly V, Butler-Browne G, Belayew A, Coppée
F.“DUX4c is up-regulated in FSHD. It induces the MYF5 protein and human myoblast proliferation.”
PLoS ONE 4:e7482 (2009)
8. Capouillez A, Noël JC, Arafa M, Arcolia V, Mouallif M, Guenin S, Delvenne P, Belayew A, Saussez S.
Expression of the helicase-like transcription factor and its variants during carcinogenesis of the uterine
cervix: implications for tumour progression. Histopathology. 2011;58:984-8.
9. Vanderplanck C, Ansseau E, Charron S, Stricwant N, Tassin A, Laoudj-Chenivesse D, Wilton SD, Coppée
F, Belayew A. The FSHD Atrophic Myotube Phenotype Is Caused by DUX4 Expression. PLoS One.
2011;6 :e26820. Epub 2011 Oct 28.
31

IRIBHM – Unité de Cancérologie Moléculaire
Signatures moléculaires des tumeurs thyroïdiennes: de la
biologie fondamentale à la clinique
Dr. Carine MAENHAUT cmaenhau@ulb.ac.be
Site web du laboratoire : http://iribhm.org/
http://www.ulb.ac.be/rech/inventaire/unites/ULB205.html
Localisation : IRIBHM, campus Erasme, bât C, niv.4
route de Lennik 808, 1070 Bruxelles
tél. 02/555 41 37 fax 02/555 46 55
Thèmes des recherches
Les tumeurs provenant des cellules folliculaires thyroïdiennes sont les tumeurs endocrines les
plus fréquentes. Elles comportent un éventail de phénotypes bien définis, avec des taux variables
de croissance, de différenciation et d'agressivité biologique. Les principaux sont les adénomes
autonomes hyperfonctionnels et les adénomes folliculaires froids, tous deux des tumeurs
bénignes encapsulées, et les carcinomes, tumeurs malignes. Ces derniers peuvent être subdivisés
en carcinomes folliculaires ou papillaires, encore partiellement différenciés, et qui peuvent tous
deux évoluer en carcinomes anaplasiques, totalement dédifférenciés. En outre, un effet causal de
l‟environnement a été démontré: l'irradiation est à l‟origine des cancers thyroïdiens papillaires
"post-Tchernobyl ». Les cancers thyroïdiens anaplasiques ou détectés chez des sujets jeunes sont
caractérisés par une progression rapide, sont résistants aux chimiothérapies conventionnelles, et
ont un pronostic d‟évolution très sombre. L'évolution clinique des tumeurs thyroïdiennes varie
énormément en fonction de leur type, et il est donc important de pouvoir établir un diagnostic
fiable pour les divers sous-types de tumeurs. Parmi les nodules thyroïdiens extrêmement
fréquents (jusqu‟à 40% parmi les gens de plus de 60 ans), les 5 % de lésions malignes
(carcinomes folliculaires) sont difficiles à diagnostiquer, ce qui conduit à beaucoup de résections
chirurgicales qui se révèlent à postériori inutiles (environ 80 %). Actuellement, le diagnostic de
malignité repose sur l'examen anatomo-pathologique de biopsies à l‟aiguille fine (cytoponctions)
et sur l'appréciation subjective de ce matériel. Le besoin de tests objectifs permettant de définir la
nature de la pathologie est donc important. L‟analyse par microarray peut être utilisée pour
classer les tumeurs selon leurs signatures moléculaires, et également pour indiquer la présence de
sous-types moléculaires précédemment non identifiés. Cette méthodologie peut aussi fournir des
informations inestimables sur la biologie fondamentale, la progression de la maladie, la
résistance au traitement, et peut aider à identifier de nouvelles cibles pharmacologiques
potentielles ou des approches thérapeutiques individualisées.
Les objectifs de notre recherche sont:
1. d‟étudier les profils des transcriptomes (ARNm et miARN) des tumeurs thyroïdiennes
humaines, y compris des métastases de ces cancers, afin d'identifier des gènes impliqués dans
leur progression, ainsi que leur rôle;
2. de corréler l‟expression génique avec la biologie et l‟histologie des tumeurs
3. de comparer les données aux modèles expérimentaux in vitro des tumeurs thyroïdiennes :
cultures primaires de cellules thyroïdiennes humaines stimulées par des traitements imitant
les lésions, et lignées cellulaires dérivées de cancers thyroïdiens, afin de valider ces différents
modèles pour la recherche thérapeutique;
32

4. de définir des marqueurs moléculaires pour le diagnostic et des cibles thérapeutiques
potentielles dans les tumeurs.
Les étudiants intéressés peuvent prendre contact pour discuter plus en détail des projets en cours
au laboratoire et définir un sujet de mémoire.
Publications représentatives
1. Detours V., Wattel S., Venet D., Hutsebaut N., Bogdanova T., Tronko M., Dumont J.E., Franc B., Thomas G.,
Maenhaut C. (2005) Absence of a specific radiation signature in post-Chernobyl thyroid cancers. Br. J. Cancer
92, 1545-1552.
2. Wattel S., Mircescu H., Venet, D., Burniat A., Franc, B., Frank S., Andry, G., Van Sande J., Rocmans P.,
Dumont J.E., Detours V., Maenhaut C. (2005) Gene expression in thyroid autonomous adenomas provides
insight into their physiopathology. Oncogene 24, 6902-6916.
3. van Staveren W., Weiss D., Delys, L., Venet D., Cappello M., Andry G., Dumont J.E., Libert F., Detours V.,
Maenhaut C. (2006) Gene expression in human thyrocytes and autonomous adenomas reveals suppression of
negative feedbacks in tumorigenesis. Proc. Natl. Acad. Sci, 103, 413-418.
4. van Staveren W., Detours V., Dumont J.E., Maenhaut C. (2006) Negative feedbacks in normal cell growth and
their suppression in tumorigenesis. Cell cycle 5, e1-e2.
5. Delys L., Detours V., Franc, B., Thomas G., Bogdanova T., Tronko M., Libert F., Dumont J.E., Maenhaut C.
(2007) Gene expression and the biological phenotype of papillary thyroid carcinomas. Oncogene 26, 7894-7903.
6. Hebrant A., van Staveren W., Delys L., Weiss Solis D., Bogdanova T., Andry G., Roger P., Dumont J.E., Libert
F., Maenhaut C. (2007) Long-term EGF/serum treated human thyrocytes mimic papillary thyroid carcinomas
with regard to gene expression. Exp. Cell Res. 313, 3276-3284.
7. Detours V., Delys L., Libert F., Weiss Solis D., Bogdanova T., Dumont J.E., Franc B., Thomas G., Maenhaut C.
(2007) Genome-wide gene expression profiling suggests distinct radiation susceptibilities in sporadic and post-
Chernobyl papillary thyroid cancers. Br. J.Cancer 97, 818-825.
8. van Staveren W., Weiss D., Delys L., Duprez L., Andry, G., Franc B., Thomas G., Libert F., Dumont J.E.,
Detours V., Maenhaut C. (2007) Human thyroid tumor cell lines derived from different tumor types present a
common dedifferentiated phenotype. Cancer Research 67, 8113-8120.
9. van Staveren W., Weiss D., Hebrant A., Detours V., Dumont J.E., Maenhaut C. (2009) Human cancer cell lines:
experimental models for cancer cells in situ? For cancer stem cells? BBA – reviews on cancer 1795, 92-103.
10. Hebrant A., Van Sande J., Roger P., Patey M., Klein M., Bournaud C., Savagner F., Leclere J., Dumont J.E.,
van Staveren, W., Maenhaut C. (2009) Thyroid gene expression in familial non-autoimmune hyperthyroidism
shows common characteristics with hyperfunctioning autonomous adenomas. J Clin Endocrinol Metab. 94,
2602-2609.
11. Maenhaut C., Detours V., Dom G., Handkiewicz-Junak D., Oczko-Wojciechowska M., Jarzab B. (2011) Gene
expression profiles for radiation-induced thyroid cancer. Clinical Oncology 23, 282-288.
33

Centre de Microscopie et d’Imagerie Moléculaire –
Center for Microscopy and Molecular Imaging (CMMI).
Prof. Robert N. Muller (robert.muller@umons.ac.be),
Dr Gaetan Van Simaeys, Dr Sébastien Boutry
Site web : http://www.cmmi.be/fr/ Tél.: +32 (0) 2 650 97 89 Fax: + 32 (0) 2 650 97 95
Rue Adrienne Bolland, 8, 6041 Gosselies
Thèmes de recherche
Le CMMI dispose d‟un équipement très complet pour l‟imagerie pré-clinique du petit animal (Imagerie
par Résonance Magnétique, Imagerie Optique, Tomographie par Emission de Positons, Tomographie
d‟Emission Monophotonique et Tomographie par Rayons X). Ce centre, inauguré en novembre
2011, héberge plusieurs chercheurs venant de l‟ULB et de l‟UMons, qui sont impliqués notamment dans
le cours d‟Imagerie du Petit Animal en 1 er Master BBMC.
Avec ces outils d‟imagerie mis à leur disposition, les chercheurs répondent à des demandes variées,
provenant de laboratoires universitaires ou d‟industries. Les thèmes de recherche sont donc
potentiellement multiples, s‟appuyant sur l‟expérience acquise par les chercheurs, ou demandant le
développement de nouvelles compétences associées à l‟une ou l‟autre des techniques d‟imagerie
disponibles au CMMI.
En Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) :
. Caractérisation de produits contrastants pour l‟IRM (pharmacocinétique, biodistribution, évaluation
d‟une éventuelle spécificité de ces produits pour une molécule cible, caractéristique d‟un phénomène
cellulaire ou d‟une pathologie (1-5))
i. Imagerie anatomique (ex : développement de tumeurs, effet d‟un traitement anti-tumoral)
ii. Implantation de méthodes permettant des études en :
0. Imagerie fonctionnelle (ex : caractérisation de tumeurs par leur vascularisation ; imagerie de
perfusion)
1. Suivi de cellules marquées par des produits contrastants pour l‟IRM (6)
2. Imagerie de diffusion, Spectroscopie de Résonance Magnétique
En Imagerie Optique (IO) :
iii. Nombreuses approches basées sur l‟expression d‟un gène rapporteur inséré dans les cellules,
permettant un phénomène dit bioluminescent : la luciférase et l‟émission de lumière spontanée
qu‟elle permet en oxydant son substrat (la luciférine). Ex : croissance de tumeurs et suivi de leur
thérapie ; étude de l‟induction de l‟expression d‟un gène potentiellement thérapeutique, rapportée par
l‟expression de la luciférase.
iv. Autres approches basées principalement sur le suivi de molécules aux propriétés de fluorescence,
pour leur caractérisation, l‟étude de leur distribution, de leur spécificité envers une molécule cible ou
de leur sensibilité à une activité enzymatique (ex : activation de la fluorescence par une activité
protéase)
En Imagerie Moléculaire Nucléaire (nuMIx) :
L‟imagerie moléculaire nucléaire (réfs. 7-10) repose sur la détection de photons émis par des traceurs
radioactifs. Les images obtenues correspondent à la distribution du radiotraceur, lequel reflète une
fonction ou une activité métabolique au sein des organes, tissus ou tumeurs, à l‟instar des investigations
menées quotidiennement dans les services cliniques de médecine nucléaire.
Les collaborations concernant ce type d‟imagerie ont amené le CMMI à développer une expertise plus
particulière dans les domaines suivants :
34

Mise au point et évaluation du marquage de cellules, anticorps ou peptides avec différents
radiotraceurs ;
L‟imagerie du homing, du trafficking et de la différenciation de cellules marquées vers et dans le
tissu cible, notamment dans le contexte de la thérapie cellulaire (restauration du tissu osseux à
l‟aide d‟ostéoprogéniteurs) ;
L‟étude des mécanismes fondamentaux impliqués dans la réponse immunitaire (modèle de
sclérose en plaques, rejet de greffe, inflammation pulmonaire).
Evaluation de thérapies innovantes contre les pathologies néoplasiques : évaluation de thérapies
ciblées, radioimmunothérapie, réponse au traitement, radiosensibilité).
Les étudiants intéressés de faire un mémoire peuvent prendre contact pour discuter plus en détail des
projets en cours au laboratoire et définir un sujet de mémoire.
Références
1. Multi-modal Assessment of Early Tumor Response to Chemotherapy: Comparison between Diffusion-Weighted
MRI, 1H-MR Spectroscopy of Choline and USPIO Particles Targeted at Cell Death, K.A. Radermacher, J. Magat, C.
Bouzin, S. Laurent, T. Dresselaers, U. Himmelreich, S. Boutry, I. Mahieu, L. Vander Elst, O. Feron, R. Muller, B.F.
Jordan, B. Gallez. NMR Biomed. Article first published online: 23 Aug 2011
2. Peptidic targeting of phosphatidylserine for the MRI detection of apoptosis in atherosclerotic plaques, C. Burtea,
S. Laurent, E. Lancelot, S. Ballet, O. Murariu, O. Rousseaux, M. Port, L. Vander Elst, C. Corot, R.N. Muller, Mol
Pharm. 6(6) : 1903-1919 (2009).
3. In vivo detection of inflammation using pegylated iron oxide particles targeted at E-selectin: a multimodal
approach using MR imaging and EPR spectroscopy, K.A. Radermacher, N. Beghein, S. Boutry, S. Laurent, L.
Vander Elst, R.N. Muller, B.F. Jordan, B. Gallez, Invest Radiol. 44(7):398-404 (2009).
4. Potential amyloid plaque-specific peptides for the diagnosis of Alzheimer‟s disease L. Larbanoix, C. Burtea, S.
Laurent, F. Van Leuven, G. Toubeau, L. Vander Elst, R.N. Muller, Neurobiol Aging. 31(10):1679-1689 (2010)
5. Magnetic resonance imaging of inflammation with a specific selectin-targeted contrast agent, S. Boutry, C.
Burtea, S. Laurent, G. Toubeau, L. Vander Elst, R.N. Muller, Magn Reson Med. 53(4):800-807 (2005).
6. Magnetic labeling of non-phagocytic adherent cells with iron oxide nanoparticles: a comprehensive study, S.
Boutry, S. Brunin, I. Mahieu, S. Laurent, L. Vander Elst, R.N. Muller, Contrast Media Mol Imaging. 3(6)223-232
(2008).
7. M. de Heusch , D. Blocklet, D. Egrise, B. Hauquier, M. Vermeersch, S. Goldman, and M. Moser, Bidirectional
MHC molecule exchange between migratory and resident dendritic cells ; J Leukoc Biol 82, pp 861-8 (2007).
8. D. Blocklet, M. Toungouz, G. Berkenboom, M. Lambermont, P. Unger, N. Preumont,et al. Myocardial homing of
nonmobilized peripheral-blood CD34+ cells after intracoronary injection. Stem Cells 2006;24:333-336.
9. D. Blocklet, M. Toungouz, R. Kiss, M. Lambermont, T. Velu, D. Duriau, et al. 111In-oxine and 99mTc-HMPAO
labelling of antigen-loaded dendritic cells: in vivo imaging and influence on motility and actin content. Eur J Nucl
Med Mol Imaging 2003; 30:440-447.
10. N. Dumarey, D. Egrise, D. Blocklet, B. Stallenberg, M. Remmelink, V. Del Marmol, et al. Imaging Infection
with 18F-FDG-Labeled Leukocyte PET/CT: Initial Experience in 21 Patients. J Nucl Med 2006; 47:625-632.
35

Pathogenesis of type 1 diabetes
Prof. Decio L. Eizirik, ULB deizirik@ulb.ac.be
Website: http://lmedex.ulb.ac.be/index.php
Localisation: Campus Erasme, Batiment GE, 808 Route de Lennik, Brussels, B-1070 Brussels, Belgium
Tel: 32 2 555 62 42 Fax: 32 2 555 6239
Research Interest and Projects
Pancreatic beta cell stress and the local production of cytokines/chemokines, in combination with “danger
signals” generated by dying beta cells, might contribute to the pathogenesis of Type 1 diabetes. The
molecular mechanisms involved in beta cell damage and signalling to the immune system remain to be
elucidated. The first goal of our research is to clarify the molecular mechanisms by which cytokines and
metabolic stress affect beta cell function and survival and trigger autoimmunity in type 1 diabetes. The
second goal is to use this information to design and test in pre-clinical models novel approaches to protect
beta cells against the immune assault in T1D. Against this background, the projects presently developed
by our group include:
Specific projects:
1. To map genes and proteins responsible for the “dialogue” between stressed beta-cells and the immune
system: Stress and pro-inflammatory cytokines produced by immune cells may trigger beta cells to
express factors that can have a direct effect on T-cells and other cells of the immune system. Such
mechanisms may play a crucial role in the recruitment of lymphocytes to the pancreatic islet (insulitis)
and the regulation of beta cell destruction, and are controled by complex beta cell gene networks
regulated by transcription factors such as NF-B. We are performing extensive microarray, RNA
sequencing (aiming to map all splice variants and microRNAs expressed in beta cells) and proteomic
analysis of beta cells exposed to cytokines, double stranded RNA or « diabetogenic » viruses to identify,
for example, dyads of chemokines (produced by beta cells) – chemokine receptors (expressed on T
cells/macrophages). The newest array technology (including exon arrays for splicing, miRNA
microarrays and methylation arrays) will be then used to identify the broad range of primary and modified
transcripts produced by the cells. In order to identify a “molecular signature” of inflammation-induced
beta cell dysfunction/death in type 1 diabetes mellitus, we use of novel modelling tools including
extensive pathway analysis using software platforms such as Cytoscape (including Pathway Builder) and
Ingenuity Pathway Analysis (IPA) to integrate the obtained data and to visualize novel pathways
contributing to beta cell demise. The information obtained and pathways derived are deposited at our
open access “Beta Cell Gene Expression Bank” (http://betacellgenebank.ulb.ac.be).
2. To clarify the role for stress signals and beta-cell destruction on local inflammation and antigen
presentation: Our recent findings indicate that inflammatory mediators such as pro-inflammatory
cytokines induce beta cell endoplasmic reticulum stress and death via the intrinsic (mitochondrial)
pathway of apoptosis. Of interest, use of particular pro-apoptotic proteins by beta cells, e.g. DP5, PUMA
or BIM are context specific, depending on the type, duration and intensity of the initial stimuli (reviewed
in Gurzov and Eizirik, 2011). Since the modality of beta cell death may modify antigen presentation and
the subsequent immune response we are using FACS-purified primary rat beta cells, islets and T-cells
isolated from mouse and humans to clarify how stress signals/beta cell apoptosis/necrosis contributes for
antigen presentation and local inflammation. This is evaluated by exposing beta cells to well-defined ER
stress conditions, including prolonged culture at high glucose and/or free fatty acids, exposure to
cytokines or to specific blockers of ER calcium pumps. We intend to determine; 1. The influence of the
turnover rate of beta cell proteins on T cell recognition; 2. The effects of ER stress and of different
modalities of beta cell death (e.g. apoptosis, secondary necrosis, necrosis, autophagy) on the processing of
beta cell antigens; 3. The cellular factors that mediate the processing of beta cell antigens under
conditions of ER stress; 4. Novel approaches to modify antigen processing to prevent presentation of
36

autoimmune epitopes, including modulation of ER stress pathways by the use of siRNAs targeting
specific ER stress pathways; 5. the effects of ER stress on the secreted peptidome of the beta-cell and on
the putative exacerbation of cytokine-induced inflammation.
3. To clarify the role for T1D candidate genes for beta-cell apoptosis and local inflammation
Our recent data, based on RNA sequencing of human islets, indicates that nearly 60% of candidate
genes for T1D are expressed in pancreatic beta cells and have their expression modified by
exposure to cytokines or dsRNA. Recent studies from our group have clarified the cross talk
between two of these candidate genes and cytokines or dsRNA/viral infection at the beta cell level.
Thus, the phosphatase PTPN2 provides a negative feedback on IFN--STAT-1-Bim signaling, acting
as an anti-apoptotic factor, while the dsRNA receptor MDA5 regulates beta cell chemokine
production when these cells face a viral challenge. To further characterize the role fo T1D candidate
genes for beta-cell apoptosis and insulitis, we will design specific siRNAs and viral vectors and/or
use/generate KO mice to block or overexpress identified candidate genes for T1D in beta cells to
determine whether their inhibition/overexpression modulates stress-induced beta cell death and
triggering of insulitis. These models will also allow the study of beta cell stress in the context of
transgenic expression of genes predisposing to type 1 diabetes, and the validation of novel
immunotherapies in the context of relevant immune insults and genetic background. Here we will
use islets or purified beta cells isolated from rats, mouse (transgenic and KO) and humans as well
as animal models for type 1 diabetes. Special attention will be devoted for the possible cross-talk
between different candidate genes, and between environmental factors and candidate genes.
Publications in the last two years (selected)
1. Colli M, Moore F, Gurzov E, Ortis F, Eizirik DL MDA5 and PTPN2, two candidate genes for type 1 diabetes,
modifiy pancreatic beta cell responses to the viral by-product double stranded RNA. Human Molecular
Genetics, 19: 135-146, 2010
2. Ortis F, Naamane N, Flamez D, Ladrière L, Moore F, Cunha DA, Colli ML, Thykjaer T, Thorsen K, Ørntoft TF,
Eizirik DL, The cytokines IL-1 and TNF- regulate different transcriptional and alternative splicing networks
in primary beta cells. Diabetes, 59:358–374, 2010
3. Eizirik DL, Cnop M ER stress in pancreatic cells: the thin red line between adaptation and failure. Sci Signal
3, pe7, 2010
4. Allagnat F, Christulia F, Ortis F, Pirot P, Lortz S, Lenzen S, Eizirik DL, Cardozo AK Sustained expression of
spliced XBP1 induces pancreatic -cell dysfunction and apoptosis. Diabetologia, 53:1120-1130, 2010
5. Flamez D, Roland I, Berton A, Kutlu B, Dufrane D, Beckers MC, De Waele E, Rooman I, Bouwens L, Clark A,
Lonneux M, Jamar JF, Goldman S, Marechal D, Goodman N, Gianello P, Van Huffel C, Salmon I, Eizirik DL
A genomic-based approach identifies FXYD2 as a pancreatic beta cell specific biomarker. Diabetologia,
53:1372-1383, 2010
6. Gurzov EN, Germano CM, Cunha DA, Ortis F, Vanderwinden J-M, Marchetti P, Zhang L, Eizirik DL p53 Upregulated
modulator of apoptosis (PUMA) activation contributes to pancreatic -cell apoptosis induced by proinflammatory
cytokines and endoplasmic reticulum stress. J Biol Chem, 285:19910-19920, 2010
7. Jiang L, Allagnat F, Nguidjoe E, Kamagate A, Pachera N, Vanderwinden JM, Brini M, Carafoli E, Eizirik DL,
Cardozo AK, Herchuelz A Plasma membrane Ca 2+ -ATPase overexpression depletes both mitochondrial and
endoplasmic reticulum Ca 2+ stores and triggers apoptosis in insulin-secreting BRIN-BD11 cells J Biol Chem,
285: 30634-30643, 2010
37

8. D'Hertog W, Maris M, Ferreira G, Verdrengh E, Lage K, Hansen D, Cardozo A, Workman C, Moreau Y,
Eizirik DL, Waelkens E, Overbergh L, Mathieu C. Novel insights in the global proteome responses of insulin
producing INS-1E cells, to different degrees of ER-stress. J Proteome Res, 9: 5142-5152, 2010
9. Liechti R, Csardi G, Bergman S, Schutz F, Sengstag T, Boj SF, Servitja JM, Ferrer J, Schuit F, Klinger S,
Thorens B, Eizirik DL, Holm C, Jongeneel CV, Xenarios I EuroDia: a beta-cell gene expression resource.
Database (Oxford), Article ID baq024, doi:10.1093/database/baq024, 2010
10. Allagnat F, Cunha D, Moore F, Vanderwinden JM, Eizirik DL, Cardozo AK. Mcl-1 down-regulation by proinflammatory
cytokines and palmitate is an early event contributing to beta cell apoptosis. Cell Death Diff, 18:
328-337, 2011
11. Moore F, Naamane N, Colli ML, Bouckenooghe T, Ortis F, Gurzov EN, Igoillo-Esteve M, Mathieu C,
Bontempi G, Thykjaer T, Ørntoft TF, Eizirik DL STAT1 is a master regulator of pancreatic beta cell apoptosis
and islet inflammation. J Biol Chem 286:929-41, 2011
12. Gurzov EN, Eizirik DL Bcl-2 proteins: mitochondrial pathways of β-cell death and dysfunction in diabetes.
Trends Cell Biol 21:424-31, 2011
13. Nguidjoe E, Sokolow S, Bigabwa S, Pachera N, Allagnat F, Vanderwinden J-M, Sener A, Manto M, Depreter
M, Mast J, Joanny G, Montanya E, Rahier J, Cardozo AK, Eizirik DL, Schurmans S, Herchuelz A
Heterozigous inactivation of the Na/Ca exchanger increases glucose-induced insulin release, beta-cell
proliferation and mass. Diabetes, 60:2076–2085, 2011
14. Arif S, Moore F, Marks K, Bouckenooghe T, Dayan CM, Planas R, Vives-Pi M, Tree T, Marchetti P, Huang
GC, Gurzov EN, Pujol-Borrell R, Eizirik DL, Peakman M Peripheral and islet interleukin-17 pathway
activation characterises human autoimmune diabetes and promotes cytokine-mediated β-cell death Diabetes,
60: 2112-2119, 2011
15. Berchtold LA, Størling ZM, Ortis F, Berthelsen CB, Bergholdt R, Hald J, Galbo T, Eizirik DL, Pociot F,
Brunak S, Størling J Phenome-interactome network analysis identifies huntingtin-interacting protein 14 as a
candidate protein in type 1 diabetes. Proc Natl Acad Sci USA, Epub ahead of print June24 rd , 2011, PMID:
21705657
16. Gurzov EN, Barthson J, Mahrfour I, Ortis F, Naamane N, Igoillo-Esteve M, Gysemans C, Mathieu C, Kitajima
S, Marchetti P, Ortonft TF, Bakiri L, Wagner EF, Eizirik DL Pancreatic beta cells activate a JunB-ATF3dependent
survival pathway during inflammation. Oncogene, Epub ahead of print Aug 15, 2011, PMID:
21841823
17. Barthson J, Germano CM, Moore F, Maida A, Drucker DJ, Marchetti P, Gysemans C, Mathieu C, Nuñez G,
Jurisicova A, Eizirik DL*, Gurzov EN* (* equal contribution) Tumor necrosis factor- and interferon- induce
pancreatic beta cell apoptosis through STAT1-mediated Bim activation. J Biol Chem, Epub ahead of print on
September 21, 2011, PMID: 21937453
18. Colli ML, Nogueira T, Allagnat F, Cunha D, Gurzov E, Roivainen M, Op de Beeck A, Cardozo AK, Eizirik
DL The imbalance between Mcl-1 and Bim modulates pancreatic beta cell apoptosis induced by the viral byproduct
dsRNA and Coxsackievirus B5. PLoS Pathog, Epub on September 22; vol 7: e1002267, 2011
19. Santin I, Moore F, Colli ML, Gurzov EN, Marselli L, Marchetti P, Eizirik DL. PTPN2, a candidate gene for
type 1 diabetes, modulates pancreatic beta-cell apoptosis via regulation of the BH3-only protein Bim.
Diabetes, Epub ahead of print on October 7 th , 2011, PMID: 21984578
20. Kolb H, Eizirik DL Resistance to type 2 diabetes: a mater of hormesis? Nat Rev Endocrinol. Epub ahead of
print on October 7 th , 2011, doi: 10.1038
21. Volkmar M, Dedeurwaerder S, Cunha DA, Ndlovu MN, Defrance M, Deplus R, Calonne E, Volkmar U,
Igoillo-Esteve M, Naamane N, Guerra SD, Masini M, Bugliani M, Marchetti P, Cnop M, Eizirik DL, Fuks F
38

DNA methylation profiling identifies epigenetic dysregulation in pancreatic islets from type 2 diabetic
patients. Submitted
39

Pathogenesis of type 2 diabetes and monogenic forms
of diabetes
Miriam Cnop mcnop@ulb.ac.be
Website: http://lmedex.ulb.ac.be/index.php
ULB, Campus Erasme, Batiment GE, 808 Route de Lennik, Brussels, Belgium
Tel: 32 2 555 6305 Fax: 32 2 555 6239
Research Interest and Projects
Progressive pancreatic beta cell dysfunction and apoptosis are key to the development of type 2 diabetes.
Diabetes develops in individuals with environmental exposure to Western life styles and polygenic
genetic predisposition, but the precise molecular mechanisms underlying the decrease in functional beta
cell mass remain to be clarified. The large majority of monogenic forms of diabetes are also characterized
by beta cell dysfunction, and the identification of the genes involved has shed light both on normal beta
cell physiology and on understanding of disease mechanisms in type 2 diabetes.
Molecular signaling in the beta cells controls their function and survival and goes awry in diabetes. The
crosstalk between key gene networks and insufficient protective responses, due to inherent features of
beta cells, triggers dysfunction and the apoptosis program in type 2 diabetes. This crosstalk is modulated
by the genetic background of the individual at risk, but it is currently unknown how candidate genes for
diabetes affect beta cell function and survival, and how they interact with environmental factors such as
exposure to free fatty acids (lipotoxicity).
The aim of the research carried out in the Cnop lab is to utilize functional (epi)genomics and advanced
molecular biology to identify molecular signatures and effector pathways responsible for beta cell
dysfunction and apoptosis in diabetes. The role of type 2 diabetes candidate genes in beta cell demise is
assessed. Novel monogenic forms of diabetes, identified in the Erasmus hospital, are studied to identify
new disease mechanisms and biological pathways that are shared in diabetes. Detailed functional studies
of these novel genes and mutations are performed to clarify their role in beta cell dysfunction and death in
the pathogenesis of diabetes. This knowledge is used to define novel targets for intervention to preserve
functional beta cell mass in diabetes.
The main objectives of the Cnop lab are:
• To map in an unbiased genome-wide manner the mechanisms of human beta cell dysfunction and
apoptosis by transcriptomic and epigenomic profiling of human islets from type 2 diabetic patients as well
as beta cells from in vitro and in vivo models of environmental stress, such as exposure to free fatty acids.
These datasets are mined to identify gene signatures and regulatory molecular pathways responsible for
the reduction of functional beta cell mass in diabetes, with focus on the mechanisms regulating lipidinduced
beta cell apoptosis.
• To clarify the role of endoplasmic reticulum (ER) stress and the ER-to-mitochondria crosstalk in lipidinduced
beta cell apoptosis, and to develop novel approaches to ameliorate ER stress and prevent
triggering of specific patterns of apoptosis. Recent data from the Cnop lab indicate that GLP-1 analogs
modulate specific signaling steps of ER stress and the intrinsic apoptotic pathway.
40

• To characterize the role of monogenic diabetes genes as well as candidate genes for type 2 diabetes at
the beta cell level, including a detailed analysis of their impact on cellular function and survival and their
interaction with gluco/lipotoxicity in determining beta cell fate.
• Based on these newly discovered molecular pathways, to identify targets for beta cell preservation using
a systems biology approach. Intervention in the signal transduction pathways is done using small
interfering RNAs, viral vectors and genetically modified mice. This allows us to identify and validate
targets to preserve functional beta cell mass in diabetes.
Recent publications (selected)
1. Eizirik DL, Cardozo AK and Cnop M. The role for endoplasmic reticulum stress in diabetes mellitus.
Endocr Rev 2008, 29:42-61
2. Cnop M. Fatty acids and glucolipotoxicity in the pathogenesis of type 2 diabetes. Biochem Soc
Trans 2008, 36:348-352
3. Cunha DA, Hekerman P, Ladrière L, Bazarra-Castro A, Ortis F, Wakeham MC, Moore F, Rasschaert
J, Cardozo AK, Bellomo E, Overbergh L, Mathieu C, Lupi R, Hai T, Herchuelz A, Marchetti P, Rutter
GA, Eizirik DL and Cnop M. Initiation and execution of lipotoxic ER stress in pancreatic β cells. J
Cell Sci 2008, 121:2308-2318
4. Cnop M, Igoillo-Esteve M, Cunha DA, Ladrière L and Eizirik DL. An update on lipotoxic
endoplasmic reticulum stress in pancreatic β cells. Biochem Soc Trans 2008, 36:909-915
5. Coppola G, Marmolino D, Acquaviva F, Wang Q, Lu D, Rai M, Cnop M, Cocozza S, Pandolfo M
and Geschwind DH. Functional genomic analysis of frataxin deficiency identifies the PPARy pathway
as a novel therapeutic target in Friedreich's ataxia. Hum Mol Genet 2009, 18:2452-2461
6. Li N, Brun T, Cnop M, Cunha DA, Eizirik DL and Maechler P. Transient oxidative stress damages
mitochondrial machinery inducing persistent β cell dysfunction. J Biol Chem 2009, 284:23602-23612
7. Cunha DA, Ladrière L, Ortis F, Igoillo-Esteve M, Gurzov EN, Lupi R, Marchetti P, Eizirik DL and
Cnop M. Glucagon-like peptide-1 agonists protect pancreatic β cells from lipotoxic endoplasmic
reticulum stress through upregulation of BiP and JunB. Diabetes 2009, 58:2851-2862
8. Martinovici D, Ransy V, Vanden Eijnden S, Ridremont C, Pardou A, Cassart M, Avni F, Donner C,
Lingier P, Mathieu A, Gulbis B, De Brouckère V, Cnop M, Abramowicz M and Désir J. Neonatal
hemochromatosis and Martinez-Frias syndrome of intestinal atresia and diabetes mellitus in a
consanguineous newborn. Eur J Med Genet 2010, 53:25-28
9. Cnop M, Hughes SJ, Igoillo-Esteve M, Hoppa MB, Sayyed F, van de Laar L, Gunter JH, de Koning
EJP, Walls GV, Gray DWG, Johnson PRV, Hansen BC, Morris JF, Pipeleers-Marichal M, Cnop I and
Clark A. The long lifespan and low turnover of human islet beta cells estimated by mathematical
modelling of lipofuscin accumulation. Diabetologia 2010, 53:321-330
10. Eizirik DL and Cnop M. ER stress in pancreatic β cells: the thin red line between adaptation and
failure. Sci Signal 2010, 3:pe7
11. Ladrière L, Igoillo-Esteve M, Cunha DA, Brion JP, Bugliani M, Marchetti P, Eizirik DL and Cnop
M. Enhanced signaling downstream of ribonucleic acid-activated protein kinase-like endoplasmic
reticulum kinase potentiates lipotoxic endoplasmic reticulum stress in human islets. J Clin Endocrinol
Metab 2010, 95:1442-1449
41

12. Igoillo-Esteve M, Marselli L, Cunha DA, Ladrière L, Ortis F, Grieco FA, Dotta F, Weir GC,
Marchetti P, Eizirik DL and Cnop M. Palmitate induces a pro-inflammatory response in human
pancreatic islets that mimics CCL2 expression by beta cells in type 2 diabetes. Diabetologia 2010,
53:1395-1405
13. Maris M, Ferreira GB, D‟Hertog W, Cnop M, Waelkens E, Overbergh L and Mathieu C. High
glucose induces dysfunction in insulin secretory cells by different pathways: a proteomic approach. J
Proteome Res 2010, 9:6274-6287
14. Cnop M, Ladrière L, Igoillo-Esteve M, Moura RF and Cunha DA. Causes and cures for
endoplasmic reticulum stress in lipotoxic β cell dysfunction. Diabetes Obes Metab 2010, 12 S2:76-82
15. Igoillo-Esteve M, Gurzov EN, Eizirik DL and Cnop M. The transcription factor BCL-6 modulates
pancreatic β cell inflammatory responses. Endocrinology 2011, 152:447-456
16. Lemaire K, Moura RF, Granvik M, Igoillo-Esteve M, Hohmeier HE, Hendrickx N, Newgard CB,
Waelkens E, Cnop M and Schuit F. Ubiquitin fold modifier 1 (UFM1) and its target UFBP1 protect
pancreatic β cells from ER stress-induced apoptosis. PLoS ONE 2011, 6:e18517
17. Maris M, Waelkens E, Cnop M, D‟Hertog W, Cunha DA, Korf H, Koike T, Overbergh L and
Mathieu C. Oleate-induced beta cell dysfunction and apoptosis: a proteomic approach to
glucolipotoxicity by an unsaturated fatty acid. J Proteome Res 2011, 10:3372-3385
18. Cnop M, Igoillo-Esteve M, Hughes SJ, Walker JN, Cnop I and Clark A. Longevity of human islet α
and β cells. Diabetes Obes Metab 2011, 13 S1:39-46
19. Johansson BB, Torsvik J, Bjørkhaug L, Vesterhus M, Ragvin A, Tjora E, Fjeld K, Hoem D,
Johansson S, Ræder H, Lindquist S, Hernell O, Cnop M, Saraste J, Flatmark T, Molven A and
Njølstad PR. Diabetes and pancreatic exocrine dysfunction due to mutations in the carboxyl-ester
lipase gene-maturity onset diabetes of the young (CEL-MODY): a protein misfolding disease. J Biol
Chem 2011, 286:34593-34605
20. Cnop M, Foufelle F and Velloso LA. Endoplasmic reticulum stress, obesity and diabetes. Trends
Mol Med 2011, Epub ahead of print August 31
42

Neurosciences (UMons)
Professeur Emile GODAUX
Dr Laurence RIS laurence.ris@umons.ac.be, 065/37.35.72
Localisation: Campus de la plaine de Nimy, Pentagone Aile 1A
6A, avenue du Champ de Mars, 7000 Mons
http://portail.umons.ac.be/FR/universite/facultes/fmp/services/neurosci/Pages/default.aspx
Thème des recherches
Le laboratoire de Neurosciences de l’UMONS étudie les modifications et adaptations
moléculaires et cellulaires des neurones de l’hippocampe en situation physiologique
(mémoire et apprentissage) et en situation physiopathologique (maladie d’Alzheimer,
épilepsie, ischémie, inflammation et neurotoxicité).
L'hippocampe est une structure du cerveau des mammifères appartenant au système limbique et
jouant un rôle central dans la mémoire et la navigation spatiale. Il se compose de trois sousstructures
: le subiculum, la corne d'Ammon (composée des aires CA1, CA2 et CA3) et le gyrus
denté. Les différents types de neurones de l'hippocampe sont extrêmement bien organisés,
principalement sous forme de strates distinctes. C'est pourquoi, il est fréquemment utilisé
comme système modèle pour étudier la neurophysiologie. Une des formes de la plasticité neuronale,
connue sous le nom de PLT ou potentialisation à long terme, a été découverte et est très bien
caractérisée dans cette structure. La PLT est notamment reconnue pour être un des
mécanismes principaux utilisés par le cerveau pour stocker les souvenirs.
L'hippocampe est une des premières structures atteintes dans la maladie d'Alzheimer, ce qui
explique les problèmes de mémoire et de désorientation qui caractérisent l'apparition de cette
pathologie neurodégénérative. L'hypoxie (la privation d'oxygène), les encéphalites et les épilepsies
du lobe temporal sont également des conditions présentant des lésions au niveau de
l'hippocampe.
Techniques et préparations utilisées
Techniques :
Stimulation et enregistrements électrophysiologiques extracellulaires in vitro et in vivo
Etude du comportement
Marquages immuno-histochimiques
Mesure des oscillations calcium intracellulaires
Mesure d‟apoptose et de nécrose
Préparation in vivo :
rat et souris anesthésiées
Préparations in vitro :
tranches d‟hippocampe aigües maintenues artificiellement en vie pendant 12 heures
tranches d‟hippocampe en culture organotypique
Culture primaire de neurones et de cellules gliales de l‟hippocampe
Publications :
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=Ris%20L
Mémoire et apprentissage :
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De tout temps, les mécanismes de mémorisation ont fascinés les neuroscientifiques. Bien
que ces mécanismes restent encore fort mystérieux, la communauté scientifique s‟accorde
aujourd‟hui pour dire que l‟encodage de tout type de mémoire a lieu via une modification de la
force des connexions synaptiques au sein d‟un réseau de neurones. Cette hypothèse est renforcée
par (a) la capacité de modèles mathématiques de réseaux de neurones de stocker des souvenirs
aussi complexes que ceux des visages ainsi que (b) par l‟existence de préparations biologiques in
vitro dans lesquelles la force synaptique peut être changée de manière spécifique grâce à
l‟activation de certains neurones. Une de ces préparations utilisée au laboratoire est la
potentialisation à long terme (PLT) induite par la stimulation électrique d‟un groupe d‟axones
dans une tranche d‟hippocampe de souris. De nombreux scientifiques s‟accordent aujourd‟hui
pour dire que la PLT pourrait être à la base des modifications cellulaires permettant la
mémorisation. Ce point de vue a été conforté récemment par les résultats expérimentaux de
Gruart et al (2006) qui ont démontré qu‟un apprentissage associatif chez la souris faisait
apparaître une potentialisation à long terme de la transmission synaptique au niveau de
l‟hippocampe.
Nous étudions au laboratoire les mécanismes moléculaires de la PLT chez des souris
normales et transgéniques afin d‟identifier les cascades de signalisation impliquées. Nous
étudions également le rôle des astrocytes dans la plasticité synaptique.
Ischémie :
L‟ischémie cérébrale est définie comme la diminution du flux sanguin dans une partie du
cerveau. La mort neuronale induite par les ischémies n‟est pas immédiate, mais apparait après un
délai dû à une cascade de phénomènes. En effet, la diminution de l‟apport en glucose provoque
une modification du potentiel de membrane qui déclenche l‟exocytose du glutamate à la base du
phénomène d‟excitotoxicité. L‟excitotoxicité du glutamate est liée à une augmentation de la
concentration en calcium intracellulaire et à l‟induction de l‟apoptose et de la nécrose cellulaire.
Nous étudions au laboratoire les mécanismes de mort cellulaire et les mécanismes de
protection suite à une déprivation d‟oxygène et de glucose dans des tranches organotypiques
d‟hippocampe. Nous étudions également les effets protecteurs de l‟hypothermie et de l‟activation
des récepteurs beta-adrénergiques.
Maladie d‟Alzheimer :
La maladie d’Alzheimer est la maladie neurodégénérative la plus fréquente. Elle est
caractérisée par la présence, dans le cerveau, de deux types de lésions. Les dégénérescences
neurofibrillaires sont des lésions intraneuronales constituées de paires hélicoïdales de filaments,
dont le constituant majeur est la protéine tau hyperphosphorylée. Les plaques séniles sont des
lésions extracellulaires dont le noyau amyloïde est constitué du peptide Ab. Ce peptide est
produit à partir du précurseur du peptide amyloïde APP et de l‟activité des enzymes de type
secrétase, telles que la préséniline. Le rôle physiologique de l‟APP et des présénilines est encore
mal connus.
Nous étudions la plasticité synaptique dans des tranches d‟hippocampe aigües sur des
souris génétiquement modifiées pour l‟un des gènes impliqués dans les formes familiales de la
maladie d‟Alzheimer.
Inflammation et neurotoxicité :
Dans le contexte actuel d‟urbanisation croissante et de pollution atmosphérique, les
nanoparticules constituent l‟une des préoccupations environnementales majeures. La toxicité de
ces particules d‟une taille inférieure à 30 nm est grandement suspectée en raison de la facilité
avec laquelle elles vont diffuser dans l‟organisme. Une fois inhalées, les nanoparticules
atteignent les alvéoles et la circulation sanguine. De ce fait, elles sont susceptibles de se retrouver
dans le cerveau par leur passage au travers de la barrière hémato-encéphalique. En plus des effets
toxiques dus à leur accumulation dans le système nerveux central, les nanoparticules vont aussi
induire une inflammation pulmonaire aigue. Cette inflammation peut modifier les propriétés de la
barrière pulmonaire air/sang et faciliter le passage des particules. Une modification préalable de
la fonction pulmonaire pourrait également avoir un effet sur l‟impact de l‟inhalation de
nanoparticules.
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Nous étudions au laboratoire la toxicité des nanoparticules sur des cultures primaires et
des cultures organotypiques et la toxicité des nanoparticules inhalées sur le comportement et la
plasticité synaptique. Nous étudions également le rôle joué par les molécules de signalisation de
l‟inflammation libérées en périphérie et agissant au niveau de la barrière hémato-méningée.
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