Thèse Intégrité Vasculaire Via l'Import Mitochondrial des Protéines Médié par Chchd4 H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Récepteurs Nucléaires, Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires
Direction de la thèse : Anna Rita CANTELMO ORCID 000000022748264X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

La voie d'import mitochondriale CHCHD4 est responsable de l'import des protéines portant des motifs cystéine, couplant ainsi la signalisation codée par le génome nucléaire à la fonction mitochondriale. Elle joue un rôle crucial dans des processus cellulaires tels que la respiration mitochondriale, la signalisation redox et la réponse au stress. Par conséquent, sa dérégulation a été associée à diverses pathologies. Cependant, le rôle de cette voie dans l'angiogenèse reste inexploré, constituant une lacune majeure dans la compréhension de la régulation vasculaire et de l'homéostasie tissulaire, notamment dans les organes où la croissance vasculaire détermine l'apport en oxygène et la flexibilité métabolique.
Cette project vise à élucider comment CHCHD4 couple la régulation mitochondriale au devenir métabolique des cellules endothéliales (CE) et influence ainsi l'homéostasie tissulaire par la régulation de la vascularisation. À travers des études métaboliques et des analyses transcriptomiques spatiales, appliquées à des modèles in vitro et in vivo de déficience de CHCHD4 dans les CE, nous définirons les réseaux métaboliques et moléculaires reliant la voie d'import CHCHD4 à la fonction endothéliale et au contrôle de l'angiogenèse.
Nos résultats permettront de comprendre comment la voie d'import mitochondriale CHCHD4 endothéliales coordonne l'angiogenèse et l'interaction entre les CE et e tissu dans lequel elles résident pendant l'adaptation physiologique et dans des conditions pathologiques. Nos résultats fourniront une base pour identifier CHCHD4 et ses substrats comme cibles thérapeutiques potentielles dans les pathologies caractérisées par une vascularisation altérée et un dysfonctionnement mitochondrial.

Angiogenesis requires precise metabolic and redox regulation in endothelial cells (ECs). EC sprouting, the process by which ECs extend from existing blood vessels to form new capillary branches, relies predominantly on glycolysis for energy (ATP) supply, yet mitochondria provide indispensable signaling and biosynthetic intermediates for macromolecules synthesis (e.g. nucleotides, lipids, and amino acids). Mitochondrial reactive oxygen species (ROS), particularly those generated by complex III of the respiratory chain, act as signaling cues modulating pro-angiogenic pathways [1]. Moreover, complex III is required for EC proliferation through the regulation of NAD/NADH balance [2]. The role of mitochondria in ECs thus extends well beyond energy production, reflecting their general functions in orchestrating redox homeostasis, anabolic metabolism, macromolecule biosynthesis, and epigenome control [3]. Disruption of this finely tuned equilibrium results in vessel abnormalities and pathological angiogenesis. Within this framework, the CHCHD4-dependent mitochondrial protein import pathway emerges as a critical upstream regulator of mitochondrial metabolism and redox balance. By introducing disulfide bonds that promote the folding and import of mitochondrial protein substrates involved in respiration, redox signaling, and cristae architecture, CHCHD4 oxidase functions as a central node coupling mitochondrial biogenesis to cellular responses [4-6]. Yet, its role in ECs remains completely unexplored, representing a major knowledge gap in understanding how mitochondrial protein import shapes angiogenesis.

We have preliminary data suggesting a key role of CHCHD4-dependent mitochondrial protein import pathway in endothelial cells. With this project we aim to dig deeper into the undelaying mechanisms and address the fundamental question: does CHCHD4 act as a master switch coupling mitochondrial protein homeostasis to endothelial metabolic fate during vascularization?
Our specific aims are:
1) Perform in-depth metabolic profiling of ECs following CHCHD4 loss to define how its loss rewires metabolism and impacts angiogenic function;
(2) Determine the physiological impact of endothelial CHCHD4 deficiency on systemic metabolism, and vascular integrity;
(3) Elucidate how endothelial CHCHD4-dependent metabolism regulates dysfunctional angiogenesis.

We will use a multidisciplinary approach and combine several in vitro cellular and molecular techniques, and in vivo mouse models. As in vitro model system, we will use human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) which express high levels of CHCHD4. We will manipulate CHCHD4 expression levels in HUVECs by knock-down and over-expressing strategies and perform functional assays (proliferation, migration, survival, apoptosis, etc.). We will also assess mitochondrial homeostasis and metabolism. In order to investiagte the role of CHCHD4 in endothelial cells in vivo, we will use an endothelial-specific mouse model recently developed by our team. This model allows conditional deletion of CHCHD4 in ECs through tamoxifen treatment. After inducing EC recombination, we will characterize the vascular phenotype across different tissues by a multidisciplinary strategy including omics and high-resolution imaging.