Le récepteur MerTK est impliqué dans la phagocytose des segments externes des photorécepteurs (SEP) par l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR), fonction cruciale pour la survie des photorécepteurs et la vision. Dans la rétine, ces deux tissus sont en contact permanent et la phagocytose ne survient qu'une fois par jour, cette fonction nécessite donc d'être contrôlée précisément. Le pic de phagocytose est lié à l'activation intracellulaire de MerTK via l'intégrine αvβ5. Ce projet a eu pour but d'étudier les mécanismes extracellulaires régulant la fonction de MerTK au cours de cette phagocytose.Nous avons montré que MerTK est clivé à la surface des cellules d'EPR in vivo avant et après le pic de phagocytose. Ceci permettrait d'éviter une phagocytose trop prononcée des SEP.Nous avons démontré le rôle opposé des ligands de MerTK, spécifique à l'EPR. Gas6 semble inhibiteur, il stimule le clivage de MerTK et inhibe la phagocytose in vitro, et son expression in vivo est faible au moment du pic de phagocytose. Au contraire, Protéine S, dont l'expression augmente in vivo au moment du pic, inhibe le clivage de MerTK et stimule la phagocytose in vitro, et pourrait ainsi potentialiser cette fonction.Parmi les protéases étudiées, l'inhibition d'ADAM17 in vitro engendre une diminution du clivage de MerTK corrélée à une augmentation de sa biodisponibilité à la surface cellulaire et de son activité. Cependant, cet effet n'étant pas total, l'implication d'une autre protéase n'est pas exclue.Ainsi, mes travaux de Doctorat permettent de mieux comprendre la régulation complexe de l'activité de MerTK dans la phagocytose rétinienne, essentielle pour le rythme circadien de cette fonction. / The MerTK receptor is involved in the daily phagocytosis of photoreceptor outer segments (POS) by the retinal pigment epithelium (RPE), an indispensable process for photoreceptors survival and vision. In the retina, the contact between POS and RPE is permanent, and POS phagocytosis occurs once a day, requiring a precise control of this function. The phagocytic peak is initiated by activation of MerTK via the αvβ5 integrin receptor. This project aimed at studying extracellular mechanisms that control MerTK function during POS phagocytosis. We have shown that MerTK can be cleaved from the RPE cell surface in vivo before and just after the phagocytic peak. This process might avoid an excess of POS phagocytosis. We have also shown the opposite role of MerTK ligands, specific to RPE cells. Gas6 appears to act as an inhibitor as it stimulates MerTK cleavage and inhibits POS phagocytosis in vitro. Moreover, in vivo, Gas6 expression is weak at peak phagocytosis time. In contrast, Protein S, which in vivo expression increases at the time of the phagocytic peak, inhibits MerTK cleavage and stimulates POS phagocytosis in vitro, and thus might potentiate phagocytosis. Among the protease candidates we studied, in vitro inhibition of ADAM17 results in decreased MerTK cleavage associated with the increase of full-length receptors available at cell surface and of MerTK activation. However, as cleavage still occurs in these conditions, we cannot exclude the implication of another protease. Taken together, my PhD data allows us to better understand the complex regulation of MerTK activity during retinal phagocytosis, which is essential for the circadian rhythm of this function.

Par sa fréquence et sa gravité, le cancer colorectal (CCR) demeure un problème de santé publique. Notre objectif global est de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'homéostasie intestinale au travers de Mucdhl, une cadhérine atypique méconnue mais qui semble jouer un rôle très particulier dans l'épithélium intestinal et être impliquée dans les CCR. De manière intéressante, son expression semble fréquemment perdue dans les CCR, tandis que son maintien dans les cellules cancéreuses coliques diminue leur potentiel tumoral.Pour mieux appréhender le mode d'action de Mucdhl, une caractérisation fonctionnelle de son interaction avec β-caténine oncogénique a été réalisée et de nouveaux partenaires ont été identifiés dans les cellules intestinales. Afin de comprendre le rôle de Mucdhl dans la physiologie intestinale, encore inconnu à ce jour, un modèle murin déficient pour Mucdhl a été étudié. L'analyse des conséquences de la perte d'expression de Mucdhl indique qu'il est impliqué dans la structure et le fonctionnement de l'intestin chez la souris, mais également au niveau de processus métaboliques. De plus, cette perte d'expression de Mucdhl augmente la sensibilité des souris au développement de certaines tumeurs intestinales. Ces travaux ont donc permis de générer des informations inédites sur les fonctions physiopathologiques de Mucdhl, une cadhérine atypique encore mal connue, mais potentiellement impliquée dans les CCR. / Because of its frequency and severity, Colorectal Cancer (CRC) remains an important public health issue. Our objective is to understand mechanisms contributing to intestinal homeostasis through Mucdhl, a poorly characterized atypical cadherin that may play a unusual role in the intestinal , epithelium and be implicated in CRC. lnterestingly, its expression seems to be frequently reduced in CRC, while its retention in colon cancer cells decreases their tumorigenic potential.To better apprehend the mode of action of Mucdhl, a functional characterization of its interaction with oncogen,iç β-catenin was performed and new partners have been identified in intestinal cells.To understand the role of Mucdhl in intestinal physiology, mice genetically-invalidated at the Mucdhl locus were studied. Analysis of the consequences of Mucdhl loss of expression indicates that it is involved in the morphology and function of the mouse intestine, but also in metabolic processes. Moreover, Mucdhl loss of expression increases the sensibility of mice to the development of certain intestinal tumors. Thus, we generated new information on the physiopathological functions of Mucdhl, an intriguing atypical cadherin potentially involved in CRC.

Les transitions de cadhérines sont souvent impliquées dans des phénomènes de ségrégation cellulaire mettant en jeu un phénomène de Transition Epithélium-Mésenchyme (TEM). Cependant, lors de la formation du système nerveux central, la transition E-/N-cadhérine n'entraîne pas de TEM et, contrairement au modèle en vigueur, nos résultats montrent que celle-ci n'est absolument pas un prérequis nécessaire aux mouvements morphogénétiques de la neurulation. Le point important lors de la formation du système nerveux central semble surtout être le contrôle de la cinétique de cette transition E-/N-Cadhérine. Le système nerveux central d'oiseau se forme au cours du développement selon des modes bien distincts : dans la région antérieure de l'embryon, la neurulation primaire ; dans la région postérieure, la neurulation dite secondaire conduit à un tube nerveux généré par accrétion cellulaire dont la lumière centrale est créée par cavitation. Dans la région thoracique, le tube neural se forme selon un mode totalement original ayant certaines caractéristiques des deux modes classiques, c'est la neurulation intermédiaire. Les précurseurs neuraux du tube neural intermédiaire et secondaire effectuent une TEM puis migrent postérieurement de manière coordonnée et dirigée grâce au dépôt polarisé de fibronectine induit par la protéine de la polarité planaire, Prickle, puis se ré-épithélialisent. Les Cellules de la Crête Neurale (CCN) constituent un tissu à part du tube neural. Nous montrons que ces cellules se distinguent du reste du neuroépithélium par un répertoire d'expression de cadhérines spécifiques

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L’oviducte joue un rôle central dans le transport et la préparation des gamètes, la fécondation et le développement précoce. Un dialogue embryo-maternel s’établit pour assurer le succès du développement de l’embryon et de son transport vers le site d’implantation. L’objectif principal de ce travail était de confirmer l’existence d’un dialogue moléculaire et fonctionnel précoce grâce à la coculture d’embryons bovins produits in vitro sur des cellules épithéliales tubaires bovines (BOEC). Nous avons montré que les BOEC ont un effet important sur le développement embryonnaire précoce, particulièrement pendant les 4 premiers jours. Cet effet ce traduit par un clivage accéléré, une modulation des gènes exprimés après l’activation du génome embryonnaire, un taux plus élevé de développement au stade de blastocyste et une adaptation de l’expression génique de ces blastocystes. En retour, les embryons induisent dans les BOEC, des changements d’expression de facteurs impliqués dans la réponse à l’interféron. Une spécificité régionale des profils d’expression a également été observée dans l’oviducte. / The oviduct plays a pivotal role in gametes transport and final capacitation, as well as in fertilization and early embryo development. An embryo-maternal communication takes place to ensure the successful early embryo development and transport towards its implantation site. The principal aim of this research was to confirm the existence of such early embryo-maternal molecular and functional dialogue using bovine oviduct epithelial cells (BOEC) as coculture to support the development of in vitro produced bovine embryos. We showed that BOEC had an important effect on early embryo development, especially during the first 4 days. This effect translates into accelerated cleavage kinetics, modulation of gene expression after embryonic genome activation, increased rate of embryo development to the blastocyst stage and improved gene expression profile. Moreover the embryos are triggering a BOEC response by upregulating genes related to interferon signaling. A regional specificity of gene expression profile in the oviduct has also been detected.

La mucoviscidose est une maladie génétique dont l’atteinte respiratoire est responsable de 90 % de la morbidité et de la mortalité et est caractérisée par une infection chronique et une inflammation persistante. Cette inflammation non contrôlée participe de manière importante à la dégradation du tissu pulmonaire. Malgré les progrès récents, les thérapies actuelles ne permettent pas un traitement efficace de l’atteinte respiratoire. Il est donc indispensable d’identifier de nouveaux mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans l’inflammation pulmonaire. Dans ce but, nous nous sommes intéressés au canal calcique "Transient Receptor Potential Vanilloid 4" (TRPV4) exprimé au niveau de l’épithélium respiratoire. A l’aide d’approches in vitro et in vivo, nous avons démontré que l’activation du TRPV4 déclenche la sécrétion de médiateurs inflammatoires cytokiniques et lipidiques et un recrutement leucocytaire dans les poumons. Nous avons également observé une altération de la signalisation dépendante du TRPV4 dans le contexte de la mucoviscidose, suggérant que le TRPV4 pourrait constituer une cible prometteuse pour le développement de nouvelles thérapies anti-inflammatoires applicables en santé respiratoire. / Cystic fibrosis (CF) is due to mutations in the gene encoding the Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator (CFTR). The pulmonary consequence of the disease accunts for over 90 % of the morbidity and mortality and is characterized by chronic infection and persistent inflammation. This uncontrolled inflammation participates significantly to the degradation of the lung tissue. Despite recent progress, current therapies do not allow effecgive treatment of CF lung disease. It is therefore necessary to characterize nex cellular and molecular mechanisms that could contribute to lung inflammation. In that purpose, we focused on the calcium channel "Transient Receptor Potential Vanilloid 4" (TRPV4) expressed by respiratory epithelium. Using in vitro and in vivo approaches, we found that TRP4 activation triggers the secretion of inflammatory mediators (including cytokines and lipids) and leukocytes recruitment into the lungs. We also observed a significant alteration of TRPV4-dependent signalling in the CF context, suggesting that TRPV4 could constitue a promising target for the development of new anti-inflammatory therapies in lung diseases such as CF.

Les interactions entre l’épithélium et le microbiote jouent un rôle central dans la mise en place et le maintien de l’homéostasie intestinale notamment via la production de facteurs qui influencent le microenvironnement. L’ecto-pantéthéinase épithéliale Vanin-1 (Vnn1) produit du pantothénate (vitB5) et de la cystéamine dans la voie de dégradation du Coenzyme A. Dans des modèles expérimentaux chez la souris nous avons révélé un rôle de Vnn1 dans l’inflammation intestinale, et chez l’homme nous avons décrit la surexpression de VNN1 chez les patients atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI). Afin de comprendre l’impact de l’expression de Vnn1 sur l’homéostasie et l’inflammation intestinale, nous avons généré la souris transgénique ViVA (Villin-Vanin) qui surexprime de façon constitutive Vnn1 sous le contrôle du promoteur Villin dans les cellules épithéliales intestinales. La souris ViVA est protégée de la colite induite au DSS et cette protection est associée à une diminution des dommages épithéliaux plutôt qu’a une réduction de l’inflammation. Une étude en microarrays sur la muqueuse colique micro-disséquée au laser nous a permis d’identifier des signatures géniques témoignant d’une meilleure préservation de l’intégrité de la muqueuse au cours d’une colite induite au DSS chez les souris ViVA; ainsi qu’un meilleur état de santé des colonocytes ViVA à l’état physiologique par rapport à des contrôles. / The interaction between microbiota and the epithelium play a key role in establishing and maintaining intestinal homeostasis by the production of factors influencing the environment. The ecto-pantetheinase Vanin-1 (Vnn1) produces pantothenate (vitB5) and cysteamine in the coenzyme A degradation pathway. Using mouse models, we highlighted the role of Vnn1 in intestinal inflammation and we described the overexpression of VNN1 in IBD patients. Thus, VNN1 is a marker of IBD. To understand the impact of Vnn1 expression on intestinal homeostasis, we developed the ViVA transgenic mouse (Villin-Vanin) constitutively overexpressing Vnn1 under the control of the villin promoter. The ViVA mouse is protected from DSS induced colitis with less epithelial damage rather than a reduction of inflammation. A microarray study on microdissected colonocytes allowed us to identify genes expression signatures associated to the preservation of mucosal integrity in the ViVA mouse under DSS treatment and a better health status on ViVA colonocytes at the basal state.

L'épithélium intestinal se renouvelle tous les 4 à 6 jours chez les mammifères grâce aux cellules souches localisées au fond des cryptes. Le renouvellement dépend des signaux émis par le microenvironnement et requiert une phase de prolifération des cellules souches, de différenciation et d'apoptose/desquamation des cellules épithéliales. La signalisation Wnt, joue un rôle majeur dans l'homéostasie intestinale par l'action de deux gradients inversés le long de l'axe crypte/lumière ; la signalisation Wnt canonique, active au fond des cryptes, contrôle la prolifération alors que la signalisation non-canonique, active vers le haut des cryptes contrôle la différenciation. Il a été montré que ces deux voies contrôlent l'activité de la GTPase atypique RhoU/Wrch1. RhoU fait partie des GTPases qui s'activent spontanément, son activité est donc directement proportionnelle à son niveau d'expression dans la cellule. Enfin, cette GTPase atypique est sous exprimée dans de nombreuses tumeurs gastriques et colorectales.Compte tenu de ces données, nos objectifs étaient donc de caractériser les changements morphologiques induits par l'invalidation conditionnelle de RhoU dans l'épithélium intestinal murin et d'en déterminer les mécanismes d'action. Nos résultats montrent que la déplétion de RhoU n'est pas létale, cependant elle a induit une augmentation de 20% de la densité cellulaire et une désorganisation de la structure de l'épithélium dans le haut des cryptes du colon. Cette augmentation concerne aussi bien les lignages sécrétoires et absorptifs, cependant, l'absence de RhoU a induit une sur-représentation du lignage sécrétoire. Dans la lignée de tumeur colorectale DLD-1, nous avons montré que l'absence de RhoU mime le phénotype d'augmentation de la densité cellulaire observé chez la souris. L'invalidation de RhoU ne modifie pas la distribution des phases du cycle cellulaire ni de celle de la mitose, cependant, elle réduit le nombre des cellules en apoptose dans le colon des souris et dans les cellules DLD-1. L'invalidation de RhoU a réduit la signalisation Hippo et a altéré la contractilité cellulaire via une augmentation de la phosphorylation de la protéine MLC2. Des travaux récents ont montré que la diminution du niveau MLC2 phosphorylée est nécessaire pour l'activation des caspases par un stimulus apoptotique. Ceci suggère que cette perturbation de la contractilité peut être à l'origine de cette diminution de l'apoptose qui est la cause majeure responsable de ce phénotype. En conclusion, RhoU est un régulateur de l'homéostasie intestinale chez la souris via son rôle modérateur de la mort cellulaire. / In Mammals, the intestinal epithelium is renewed every 4-6 days through the stem cells located at the bottom of crypts. The renewal depends on signals from the micro-environment and requires a proliferation phase of stem cells, then a differentiation and apoptosis/desquamation phases of epithelial cells. Wnt signaling plays a major role in intestinal homeostasis by the action of two reversed gradients along the axis crypt/ lumen: canonical Wnt signaling, active in the bottom of crypts, control proliferation while non canonical signaling, active in the top of the crypts control cell differentiation. It was shown that these two pathways are regulator of the atypical GTPase RhoU/Wrch1. The RhoU protein activates spontaneously, its activity is directly proportional to its expression level in the cell and is expressed as in gastric and colorectal tumors. In view of these informations, our objectives were therefore to characterizethe morphological changes induced by conditional invalidation of RhoU in the intestinal epithelium of mice and to determine the mechanisms of action. Our results show that RhoU depletion is not lethal. However, it induces an increase of cell density (+20%) and a disruption of the epithelium structure in the top of the colonic crypts. This increase affects both absorptive and secretory lineages. However, the absence of RhoU induced over-representation of secretory lineage. In colorectal tumor cell line DLD-1, we have shown that the absence of RhoU mimics the phenotype of cell density increase observed in mice. RhoU invalidationdid not change the distribution of cell cycle phases and mitosis, however, it reduces the number of apoptotic cells in the colon of mice and in the DLD-1 cells. RhoU invalidation reduced Hippo signaling and altered cell contractility via the increase of the protein MLC2 phosphorylation. Recent work has shown that the reduction of MLC2-P level is necessary for the caspase protein activation by an apoptotic stimulus. Suggesting that the perturbation of contractility may be the cause of this apoptosis decrease which is the main cause responsible of this phenotype. Finally, RhoU is a regulator of the intestinal homeostasis in micevia its moderating role of cell death.

Les cellules épithéliales produisent des facteurs influençant la réponse inflammatoire intestinale. L'étude de la contribution de ces facteurs à l'homéostasie des tissus est devenue essentielle à la compréhension des maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICIs). Vanin-1 est une enzyme épithéliale qui produit des facteurs solubles dans les tissus dont l'intestin en réponse à un stress. Nous avons identifié Vanin-1 comme facteur de susceptibilité et marqueur des MICIs chez l'homme. La création d'une souris mutante nous a permis d'identifier des mécanismes d'action potentiels de Vanin-1 dans les tissus. Vanin-1 pourrait un jour être exploité pour développer une stratégie thérapeutique contre les MICIs. / Intestinal epithelial cells have recently been identified as producing factors influencing grandly the curse of intestinal inflammation. It became of a great importance, therefore, to identify the contribution of epithelial molecules to inflammatory bowel diseases (IBD). Vanin-1 is an epithelial enzymes which release soluble factors in tissues such as gut. This study identifies Vanin-1 as a marker and a susceptibility factor of IBD. By producing a mutant mice, we identified potential mechanisms by which Vanin-1 could act in tissues. It is hoped that Vnn1 can be exploited to develop future therapeutic strategies against IBD.

La mégaline est un récepteur endocytique multiligand essentiellement connu comme récepteur clé pour la réabsorption protéique rénale. Au cours du développement embryonnaire murin la mégaline a été impliquée dans le développement du prosencéphale et de l’œil mais la mortalité périnatale des souris Meg-/- empêche sone étude à des stades ultérieurs. Pour analyser le rôle de la mégaline dans le système visuel nous avons généré dans le laboratoire des souris conditionnelles FoxG1-Cre MegL/L.L’analyse phénotypique des souris mutantes montre que l’absence de la mégaline dans le neuroépithélium antérieur conduit à une augmentation anormale et progressive de la taille de l’œil accompagnée par un amincissement de la rétine et la diminution, entre autres, des cellules ganglionnaires. Ces observations immunomorphologiques suggèrent que les souris mutantes présentent des signes de myopie forte et sont confirmées par l’analyse ophtalmologique. Les analyses biochimiques des souris mutantes montrent que l’absence de mégaline entraine des modification dans la structure et la fonction du corps ciliaire, à l’origine de cet élongation excessive du globe oculaire. Les résultats obtenus montent que les souris Foxg1-Cre MegL/L sont le premier modèle génétique murin qui reproduit les caractéristiques de la myopie forte. L’élucidation des mécanismes physiopathologiques sous-jacents au développement de la myopie est un préalable indispensable à l’élaboration d’en éventuel traitement préventif, espoir pour les 0,5% à 2% de la population touchés par la cécité liée aux complications de la myopie forte. / Megalin is a large multiligand endocytic receptor essentially known as the key receptor for protein reabsorption in the renal proximal tubule. Murin megalin appears to be essential for early forebrain and eye development but the perinatal lethality of Meg-/- mice precludes further analysis. To study the implication of megalin in the formation of the eye we generated (in the laboratory ) FoxG1-Cre MegL/L mice lacking megalin specifically in the anterior neuroepithelium.The phenotypic analysis of these mice show that they suffer from an excessive and progressive eye growth associated with retinal thinning and a strong decrease of some retinal cell types including the ganglion cells. The immunomorphological studies suggest that the mutant mice are highly myopic which is confirmed by the ophtalmological analysis data. The biochemical analysis of these mutant mice shows that the absence of megalin causes structural and functional modifications in the ciliary epithelium, leading to the excessive elongation of the eyeball. These results show that the FoxG1-Cre MegL/L mice are the first murine genetic model recapitulating the characteristics of high myopia. The elucidation of underlying physiopathological mechanisms of high myopia development is essential for the elaboration of a preventive treatment, hope for 0,5 to 2% of the population suffering from blindness caused by the complications of high myopia.