Le bon fonctionnement de notre organisme repose sur de nombreux réseaux de communication intercellulaires (neurotransmetteurs, hormones, facteurs de croissance, lymphokines, molécules d'adhésion, etc.) prolongés par les voies de signalisation intracellulaires. Les signaux moléculaires sont des ligands reconnus par des récepteurs exprimés à la surface des cellules cibles. La fixation du ligand à son récepteur déclenche des voies de signalisation intracellulaires qui commandent la réponse fonctionnelle. Mes travaux scientifiques m'ont conduit à étudier diverses voies de signalisation intracellulaires qui seront évoquées dans cette HDR avec une emphase particulière sur les études les plus récentes.<br />Les cellules de la réponse immune cellulaire, les lymphocytes T, reconnaissent leur antigène spécifique à l'aide d'un récepteur multi-protéique, le complexe TCR/CD3. Le contrôle de son expression de surface est essentiel car le nombre de récepteurs stimulés par l'antigène et la durée de cette interaction déterminent la réponse fonctionnelle. Au cours de ma thèse au Centre d'Immunologie de Marseille-Luminy, j'ai participé à l'étude des mécanismes qui contrôlent l'expression de surface du récepteur et son internalisation suite à l'interaction avec l'antigène. Ces travaux ont permis 1) de corroborer que l'expression de surface du complexe TCR/CD3 est dépendante de l'assemblage complet de toutes les sous-unités qui le composent, 2) et surtout d'aborder le lien entre voies de signalisation associées au complexe TCR/CD3 et son internalisation stimulées par la liaison d'un ligand spécifique.<br />Le récepteur aux poly-immunoglobulines (pIgR) exprimé à la surface des cellules épithéliales qui tapissent la cavité interne de nos organes transcytose les anticorps sécrétés dans le milieu basal vers le lumen. Ainsi, ce récepteur approvisionne-t-il continuellement les sécrétions mucosales en anticorps (pIgA et pIgM). La forte augmentation de la quantité d'anticorps produits en réponse à une infection nécessite un transport accru de ces anticorps vers les surfaces mucosales à protéger. Pendant mon stage post-doctoral à UCSF (University of California, San Francisco) j'ai contribué 1) à montrer que la liaison des pIgA au pIgR stimulait une voie de signalisation, 2) à décrire au niveau moléculaire le fonctionnement de cette voie de signalisation, 3) à montrer in vivo que cette voie de signalisation stimule fortement la transcytose des pIgAs.<br />Les épithéliums représentent une barrière à la pénétration d'agents pathogènes mais également une surface d'échange avec le milieu extérieur. Pour accomplir leurs fonctions les cellules épithéliales maintiennent un phénotype polarisé avec un coté orienté vers les tissus sous-jacents (pôle basal) et un autre tourné vers le milieu extérieur (pôle apical). Ces cellules doivent établir entre elles des contacts physiques pour maintenir la cohésion de l'ensemble du tissu qu'elles constituent. Les contacts cellulaires sont assurés par des molécules d'adhésion (E-cadhérine) qui se comportent comme des récepteurs couplés à des voies de signalisation transduisant notamment des signaux qui participent au maintien de la polarité épithéliale. Depuis mon arrivée à l'IPMC (Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire), j'ai mis au jour une nouvelle voie de signalisation associée aux molécules de E-cadhérine qui comprend un facteur d'échange (EFA6) et son substrat la petite protéine G Arf6. Cette voie de régulation contrôle notamment la mise en place de la structure moléculaire, appelée jonction étroite, qui régule les échanges paracellulaires de l'épithélium et contribue à la polarité épithéliale. EFA6, connecté à deux voies de signalisation qui agissent de façon coordonnée, participe à l'organisation du cytosquelette d'actine qui soutient la jonction étroite. Par ailleurs, nous avons trouvé que le niveau d'expression d'EFA6 est étroitement régulé pendant le développement de la polarité. Cette régulation post-traductionnelle est assurée par la machinerie de dégradation cytosolique appelée système ubiquitine-protéasome. Nous avons identifié certains acteurs de cette voie de régulation et commencé de montrer son importance pour le développement et le maintien de la polarité épithéliale. Les résultats les plus récents pointent vers un rôle de ces protéines dans les cancers épithéliaux qui se caractérisent toujours par une perte de la polarité cellulaire.

L'étude des formes de la nature, de leur diversité, de leur reproductibilité ainsi que de leurs origines a toujours suscité un vif intérêt et, en particulier, la forme polygonale des cellules au sein des épithéliums monocouches, depuis leur observation par Hooke en 1665. Le travail de thèse exposé à travers ce mémoire vise une meilleure compréhension de la morphogenèse de ces tissus. Pour y parvenir, trois approches ont été combinées : la biologie expérimentale du développement, l'analyse biostatistique et, principalement ici, la modélisation biomécanique et numérique. L'hypothèse d'une influence des efforts mécaniques dans l'organisation des épithéliums monocouches en formation a conduit au développement d'un modèle bidimensionnel de cellules, basé sur la physique des milieux divisés et permettant une plasticité de forme ainsi qu'une capacité de libre auto-organisation. Les simulations de morphogenèse de tissus constitués de ces cellules ont alors, d'une part, été confrontées aux observations et, d'autre part, permis de faire varier des paramètres difficilement accessibles expérimentalement, principalement ceux régissant l'évolution cellulaire ainsi que les conditions aux limites. Les résultats issus de ces simulations ont ainsi permis de corroborer ceux provenant des expérimentations : les tissus non prolifératifs sont plus organisés que les prolifératifs et l'apoptose semble jouer un rôle stabilisateur de la morphogenèse des épithéliums prolifératifs. En outre, les études numériques montrent que l'organisation des tissus non prolifératifs semble décroître quand leur vitesse de développement augmente. Par ailleurs, les tissus paraissent plus organisés avec une division et une apoptose contrôlées par des critères mécaniques plutôt que lorsque le système prolifère suivant des critères aléatoires. En conclusion, ce travail de thèse montre l'importance des interactions mécaniques dans le processus de morphogenèse épithéliale et représente une première base prometteuse pour des études futures en ce domaine (étude tridimensionnelle, structuration du cytosquelette, tissus hyperprolifératifs, etc.).

Dans les tumeurs, les cellules cancéreuses invasives induisent l’expression de la métalloprotéase matricielle 11 (MMP-11) dans les adipocytes adjacents (cancer-associated adipocytes) entrainant leur « dédifférenciation » en fibroblastes, la MMP-11 régulant négativement l’adipogénèse. Au cours de ma thèse, j’ai étudié la fonction de la MMP-11 sur le développement mammaire postnatal. La structure de la glande ainsi que la production de lait sont altérées dans les souris déficientes pour la MMP-11. De plus, la MMP-11 régule l’homéostase du collagène. In vivo, des transplantations montrent une fonction locale paracrine de la MMP-11 essentielle à la morphogenèse mammaire. In vitro, la MMP-11 adipocytaire favorise le branchement d’organoïdes primaires. Ainsi, la MMP-11 est un facteur paracrine majeur pour le développement de la glande mammaire. Enfin, pour poursuivre ces travaux, j’ai établi des souris transgéniques conditionnelles ciblant l’expression de la MMP-11 dans les adipocytes. / In tumors, invasive cancer cells induce matrix metalloproteinase 11 (MMP-11) expression in adjacent adipocytes (cancer-associated adipocytes), leading to their « dedifferentiation » into fibroblast-like cells. Indeed, MMP-11 is a negative regulator of adipogenesis. During my PhD, I have investigated MMP-11 function during postnatal mammary gland development. The ductal tree and alveolar structures, and milk production are reduced in MMP-11-deficient mice. Moreover, MMP-11 plays a role in collagen homeostasis. Transplantation experiments show that MMP-11 exerts an essential local paracrine function for ductal morphogenesis. Using primary mammary organoids, I show that adipocyte-related MMP-11 is a pro-branching factor in vitro. Thus, MMP-11 is a master paracrine factor during mammary gland development. Finally, to further investigate the adipocyte-related MMP-11 function, I have developed conditional transgenic mice targeting MMP-11 expression specifically into adipocytes.

Mon travail se concentre sur la morphogenèse épithéliale pendant l’élongation embryonnaire de C. elegans. Ce processus s’appuie sur la transmission de signaux mécaniques, jouent un rôle essentiel également au cours de l’homéostasie tissulaire. Le gène pak-1 joue un rôle essentiel au cours des tels processus à la fois chez l’homme et dans l’élongation chez C. elegans. Nous avons montré que α-spectrine (SPC-1) est un nouveau partenaire de la kinase PAK-1. Pendant mon doctorat, j’ai confirmé que la perte simultanée de PAK-1 et de SPC-1 induit des défauts sévères d’élongation, impliquant une rétractation et un collapse général de l’embryon et suggèrent la présence de défauts biomécaniques. Mon travail était destiné à déterminer comment la perte de PAK-1 et SPC-1 influence le comportement mécanique des cellules épidermales. Cette étude permettra de mieux d’établir le rôle de SPC-1 et de PAK-1 dans la morphogenèse épithéliale et de mieux comprendre la régulation des propriétés mécaniques des cellules dans un contexte vivant. / I study epithelial morphogenesis during C. elegans embryonic elongation. This process depends on mechanical cues that also influence tissue homeostasis. The pak-1 gene plays an essential role equally during such processes in human and during C. elegans elongation. Our work identified α-spectrin (SPC-1) as a new interactor of the kinase PAK-1. During my PhD I confirmed that the simultaneous lack of PAK-1 and SPC-1 induces serious elongation defects, including a retraction and general collapse of the embryo and suggests that the mechanical properties of the epidermis are modified. My work aimed to determine how the simultaneous lack of PAK-1 and SPC-1 could influence these processes. Such studies would allow to better establish the role of SPC-1 and PAK-1 during epithelial morphogenesis and to better understand the regulation of cellular mechanical properties in the living organisms.

La spleen tyrosine kinase (Syk) est une protéine kinase cytoplasmique qui intervient dans la signalisation immunitaire. Notre équipe a montré pour la première fois que Syk est exprimée aussi dans les cellules épithéliales mammaires et que son expression est perdue au cours de l’acquisition d’un phénotype invasif/métastatique. Syk agit comme un suppresseur de tumeurs et de métastases dans des modèles de xénogreffes de cancer du sein. Ces observations ont été étayées par des études cliniques qui montrent que la perte d’expression de Syk correspond à un risque accru de développement de métastases (facteur de mauvais pronostic) dans le cancer du sein et d’autres carcinomes. Par une approche de phospho-protéomique quantitative (SILAC), nous avons pu identifier de nouveaux substrats potentiels de Syk dans les cellules de cancer du sein. De façon intéressante, ressortent de nombreuses protéines impliquées dans l'adhésion intercellulaire (E-cadhérine/caténines) et la polarisation épithéliale (eg ZO3, occludine, claudine-3). Ces protéines, qui se localisent aux jonctions d'adhésion et d'occlusion, sont connues comme composants plate-formes de signalisation et exercent souvent une fonction de suppresseur de tumeur.Dans ce travail de thèse je me suis focalisé principalement sur :(i) le rôle de l’activité kinase de Syk dans la régulation du complexe E-cadhérine/caténines et(ii) les conséquences de l’invalidation conditionnelle de Syk dans la glande mammaire murine (développement mammaire et tumorigenèse).Par une approche de phosphorylation in vitro, nous avons montré que la E-cadhérine et différentes caténines sont des substrats directs de Syk. Les résidus tyrosines phosphorylés dans ces protéines ont été identifiés par spectrométrie de masse et les anticorps phospho-spécifiques correspondants ont été générés. En immunofluorescence, Syk endogène colocalise avec la E-Cadhérine au niveau des jonctions adhérentes et la surexpression de Syk stimule la phosphorylation de la E cadhérine et différentes caténines au niveau des jonctions intercellulaires. Des expériences d’immunoprécipitation montrent que les protéines E-cadhérine et caténines phosphorylées restent associées dans un complexe au niveau des jonctions adhérentes. L’extinction de Syk par shRNA dans une lignée de cancer de sein inhibe partiellement la ré-agrégation intercellulaire (2D/3D) et augmente l’invasion et la migration cellulaires et la croissance en 3D dans le Matrigel. Inversement, la surexpression de Syk inhibe la migration et l’invasion et favorise l'adhérence intercellulaire. Syk semble par la phosphorylation du complexe E-cadhérine/caténines consolider leurs interactions renforçant ainsi les jonctions intercellulaires et l’intégrité de l’épithélium, ce qui pourrait révéler un mécanisme majeur responsable de son activité anti-invasive. Leurs mécanismes moléculaires ont été explorés.Ces modèles cellulaires in vitro ont ensuite été étendus vers un modèle intégré murin. L'invalidation homozygote du gène SYK étant létale, nous avons développé un modèle d’invalidation conditionnelle de Syk dans la glande mammaire (Syk-flox:WAP-Cre). Ce modèle nous a permis tout d’abord d’étudier le rôle de Syk dans le développement et la physiologie de la glande mammaire au cours de la lactation et de l’involution, les glandes Syk-négatives montrant des défauts de développement. Il permet à plus long terme également d’évaluer l'implication de Syk dans la formation et la progression du cancer du sein chez des souris cKO Syk, après croisement ou non avec des souris transgéniques exprimant l’oncogène MMTV-Neu/Her2.Déterminer si Syk est un bona fide suppresseur de tumeurs est crucial car un inhibiteur de Syk est en cours d’étude clinique pour le traitement de l’arthrite rhumatoïde. L’identification des voies de signalisation gouvernées par Syk pourrait ultérieurement déboucher sur le développement de nouvelles thérapies ciblant ces protéines et bloquant l'évolution cancéreuse. / The spleen tyrosine kinase (Syk) is a cytoplasmic protein kinase involved in immune-response signaling. Our team showed for the first time that Syk is also expressed in mammary epithelial cells and that its expression is lost during acquisition of an invasive/metastatic phenotype. Syk acts as a tumor and metastasis suppressor in breast cancer xenograft models. Clinical studies corroborated that loss of Syk expression is correlated with a decreased survival and an increased risk of metastasis development (poor prognosis) in breast cancer and other carcinomas. Using a quantitative phospho-proteomic SILAC approach in breast cancer cells, our group identified new potential Syk substrates. Interestingly, many proteins are involved in intercellular adhesion (E-cadherin/catenin) and epithelial polarization (eg ZO3, occludin, claudin-3). These proteins are localized at the adherens and tight junctions and are known as signaling platforms and components often presenting a tumor suppressor function.In this thesis I mainly focused on:(i) the role of the Syk kinase activity in the regulation of the E-cadherin/catenin complex and(ii) the consequences of the conditional Syk knockout in the mouse mammary gland on breast development and tumorigenesis.Using in vitro kinase assays, we demonstrated that E-cadherin (E-Cdh) and different catenins are direct Syk substrates. The phosphorylated tyrosine residues were identified by mass spectrometry and corresponding phospho-specific antibodies were generated. By immunofluorescence, we observed that endogenous Syk and E-Cdh colocalize at adherens junctions (AJ) and that Syk overexpression stimulates Syk-dependent phosphorylation of E-cadherin and different catenins at AJ. Immunoprecipitation experiments indicate phosphorylated E-cadherin and catenin proteins are associated in a complex. Using functional tests, Syk knockdown by shRNA in breast cancer cells partially inhibited intercellular re-aggregation (2D/3D) and increased cell invasion, migration and 3D-growth in Matrigel. Conversely, Syk overexpression inhibited migration and invasion and promoted intercellular adhesion. Thus, Syk seems to strengthen the intercellular junctions and the integrity of the epithelium via the phosphorylation of the E-cadherin/catenin complex of which its molecular mechanisms were explored. This could be a major mechanism responsible for its anti-invasive activity.These in vitro observations were subsequently extended to an integrated mouse model. As the homozygous SYK gene knockout is lethal; we developed a conditional Syk deletion model in the murine mammary gland (Syk-flox:WAP-Cre).This model allowed us to study the role of Syk in the development and physiology of the mammary gland during lactation and involution, the Syk-negative glands showing developmental defects. On a long-term basis, it also allows to assess the involvement of Syk in the formation and progression of breast cancer in aging cKO Syk mice, bred or not with transgenic mice expressing the MMTV-Neu / Her2 oncogene.Whether Syk is a bona fide tumor suppressor is a crucial issue as Syk inhibitors are being evaluated in clinical studies for the treatment of rheumatoid arthritis. Identification of the signaling pathways governed by Syk could lead to the development of new therapies targeting these proteins and blocking tumor development and progression.

Dans de nombreuses pathologies digestives dont les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI), l'intégrité de la barrière épithéliale est rompue. Cette perte d'intégrité est notamment due à la réduction ou la perte d'expression des jonctions adhérentes composées du complexe E-cadhérine/caténines. Il est donc important d'identifier de nouvelles molécules capables de réguler ce complexe dans les MICI. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéréssés à une levure non pathogène, Saccharomyces boulardii (Sb) utilisée dans la prévention et le traitement de désordres gastro-intestinaux et qui présente des bénéfices thérapeutiques chez les patients atteints de MICI, notamment en régulant l'intégrité de la barrière intestinale. L'étude que nous avons réalisée sur des explants tissulaires provenant de patients atteints de MICI nous a permis de mettre en évidence que le surnageant de Sb (Sbs) protège la morphologie tissulaire et maintient l'expression de la E-cadhérine à la membrane. In vitro nous avons également pu montrer que Sbs accélère la ré-expression de la E-cadhérine à la membrane en régulant son recyclage par les endosomes (Rab11A), entrainant ainsi la restauration et le renforcement de la barrière épithéliale intestinale. / Some intestinal pathologies including inflammatory bowel disease (IBD) are associated with an altered barrier function. The reduction or the lost of adherens junctions composed by E-cadherin/catenins complex are linked to changes in the barrier integrity. Characterization of molecules targeting the E-cadherin/catenins complex during IBD is crucial for the development of alternative therapies. From this perspective, we focus ours studies on a non pathogenic yeast, Saccharomyces boulardii, used to prevent and treat gastro-intestinal disorders and may have beneficial effects in IBD treatment, including the regulation of barrier integrity. Ours studies on colonic explants from IBD patients showed that Sb supernatant (Sbs) protects epithelial morphology and maintains E-cadherin expression at the cell surface. In vitro study pointed out that Sbs accelerated the recovery of E-cadherin at the cell membrane. This process involved the modulation of the recycling of E-cadherin by endosomes (Rab11A), leading to restoration and strengthening of intestinal barrier function.

Lors du développement d’une tumeur au sein d’un tissu, les cellules cancéreuses se retrouvent entourées par les cellules saines. Les interactions entre ces deux types cellulaires, transformé et normal, jouent un rôle important dans le devenir de la tumeur, mais restent à ce jour mal comprises. L’objectif de cette thèse a été de mettre en place des systèmes in vitro qui permettent d’étudier les interactions entre une population de cellules normales et une population de cellules transformées.Nous avons tiré profit d’une lignée de cellules épithéliales sensibles à la lumière, élaborée par Olivier Destaing (IAB, Grenoble). Lorsqu’elles sont exposées à la lumière bleue, ces cellules suractivent la protéine Src, connue pour être surexprimée dans de nombreux cancers. Sinon, elles gardent un phénotype normal. L’utilisation de ces cellules, appelées « OptoSrc », combinée à un dispositif optique, permet de créer des tissus mosaïques dans lesquels le motif des cellules mutées est déterminé par le motif d’illumination bleue. Notre système présente plusieurs avantages : le contrôle dans le temps et dans l’espace du motif de cellules transformées, mais aussi l’activation graduelle et réversible de l’oncoprotéine.Nous avons montré qu’en illuminant dans le bleu un îlot circulaire de cellules au sein d’une monocouche OptoSrc, les cellules activées s’extrudent collectivement, donnant naissance à un agrégat tri-dimensionnel cohésif surplombant la monocouche. Nous pouvons contrôler la taille et le temps d’apparition de ce sphéroïde en ajustant respectivement l’aire éclairée et la fréquence d’illumination. De plus, ce phénomène d’extrusion collective est réversible lorsque le stimulus de lumière bleue s’arrête. Finalement, nous avons montré que la formation de cet agrégat s’accompagne d’une diminution des E-cadhérines à la membrane, et de l’apparition de la vimentine, pour les cellules éclairées. Nos résultats suggèrent qu'un groupe de cellules surexprimant la protéine Src, au sein d’une monocouche de cellules normales, subit une transition epithéliale- mesenchymateuse partielle. / During the development of a tumour in a tissue, the cancer cells are surrounded by healthy cells. The interactions between these two cell types, transformed and normal, play an important role in the tumour stability, but remain to this day poorly understood. The aim of this thesis was to establish in vitro assays to study the interactions between populations of normal and transformed cells.We benefited from a light-sensitive cell line, constructed by Olivier Destaing (IAB, Grenoble). When they are exposed to blue light, these cells overactivate the protein Src, which is known to be overexpressed in many cancers. Otherwise, they keep a normal phenotype. Using these cells, called “OptoSrc”, in combination with an optical setup, we are able to create mosaic tissues in which the pattern of mutated cells is determined by the blue illumination pattern. Our system has several advantages: a selective control in time and space of the group of transformed cells, and a gradual and reversible activation of the oncoprotein.We have shown that when we illuminate a circular islet of cells from a monolayer of OptoSrc cells, the activated cells were collectively extruded, resulting in a cohesive three-dimensional aggregate on top of the monolayer. We can control the size and appearance time of this spheroid by tuning, respectively, the area and frequency of illumination. Besides, this collective extrusion is reversible when the blue light stimulation is stopped. Finally, we have shown that the formation of this three-dimensional aggregate coincides with the loss of E-cadherin at the membrane, as well as the apparition of vimentin, for the illuminated OptoSrc cells. Our results suggest that a group of cells overexpressing the protein Src, in a monolayer of normal cells, undergoes a partial epithelial-to-mesenchymal transition.

Ce travail de thèse est consacré à la préparation de glycopolymères porteurs de groupements pendants mannoside d’heptyle et à l’évaluation de la capacité de ces ligands multivalents à inhiber la fixation bactérienne sur les cellules humaines. Nous avons synthétisé, par polymérisation radicalaire contrôlée, une série de glycopolymères linéaires ou en étoile présentant des masses molaires, des densités en mannoside et des microstructures modulables dans le but d’évaluer l’influence de ces paramètres sur les processus d’interactions avec diverses souches de bactéries E coli (AIEC LF82 et UTI 89). Nous avons tout d’abord mis en évidence par diffusion dynamique et statique de la lumière, la formation d’agrégats entre ces glycopolymères et FimH, la lectine à l’origine de la fixation de souches de bactéries E coli, traduisant des interactions fortes entre les motifs mannosides et les sites de reconnaissance au mannose de la lectine. Nous avons ensuite évalué l’aptitude de ces ligands multivalents à bloquer l’adhésion bactérienne d’AIEC LF82 (impliquée dans la maladie de Crohn) sur des cellules épithéliales intestinales T84. Il a été démontré en conditions in vitro que l’ajout de 10 nM ou 100 nM d’unités mannoside (respectivement en pré- ou post-incubation) réduit de moitié l’adhésion des bactéries sur les cellules épithéliales. L’effet anti-adhésif de ces glycopolymères a été confirmé par des tests ex vivo réalisés sur des intestins isolés de souris transgéniques CEABAC10. Enfin, nous avons exploité la technique de nanoprécipitation pour l’élaboration de nanocapsules de glycopolymères à cœur huileux. Le procédé développé permet la synthèse de nanocapsules de dimensions contrôlées, porteuses de groupements fonctionnels (fluorophores, ligands) ou de particules métalliques et l’encapsulation de molécules actives à cœur en une seule étape. / This PhD work focuses on the preparation of glycopolymers bearing pendent heptyl mannose groups and the evaluation of the capability of such multivalent ligands to inhibit bacterial adhesion to human cells. Aiming at understanding the impact of various structural parameters on glycopolymer/ E coli interactions (AIEC LF82 et UTI 89 strains of E. coli), a series of linear and star-shaped glycopolymers with tunable molecular weight, mannoside density and microstructure (block copolymers, gradient copolymers, random copolymers) has been constructed. The association of the glycopolymers with FimH adhesin, a lectin which possesses a mannose-specific receptor site and is responsible for recognition and binding to host cells, was first confirmed by static and dynamic light scattering experiments. The propensity of the glycopolymers to prevent attachment of E. coli (AIEC LF82 involved in Crohn’s disease) to intestinal epithelial cells (T84 cells) was further investigated through adhesion assays. It was shown that under in vitro conditions, the addition of 10 nM or 100 nM of glycopolymer on a mannose unit basis (in pre-incubation and post-incubation respectively) decreases by half the bacterial adhesion to intestinal epithelial cells. The anti-adhesive effect of these multivalent ligands was further confirmed in ex vivo conditions for colonic loops of transgenic CEABAC10 mice (Crohn’s disease model mouse). Finally we took advantage of the nanoprecipitation process to generate glyconanocapsules with oily core. The employed strategy allowed for preparing well-defined nanocapsules bearing groups of interest (tags, ligands) or metal particles within the shell and loaded with active molecules in the core in one step.

HNF4[alpha] est un facteur de transcription de la famille des récepteurs nucléaires hormonaux dont le rôle dans l'organogenèse et le maintien des fonctions hépatiques est de mieux en mieux décrit. Cependant, son rôle dans le développement et le maintien des fonctions gastrointestinales est peu connu. Il en va de même pour le facteur de transcription CUX1 au sein de de la muqueuse intestinale. Nous avons ainsi décidé d'utiliser l'invalidation conditionnelle d' HNF4[alpha] (HNF4[alpha] [exposant]fx/fx) dans l'épithélium intestinal grâce à l'expression de la Cre-recombinase sous le contrôle du promoteur de 12.4 kb de la Villine (12.4kb-Villin .Cre). Les épithélia de l'intestin grêle et du côlon ont été étudiés au niveau de leur morphologie, de leur prolifération, de leur différenciation et de leur fonction à différents temps du développement de la souris. Nous avons dans un premier temps constaté que la morphogenèse de ces tissus se déroule normalement. Nous avons cependant observé que l'épithélium de l'intestin grêle présentait une légère augmentation de la prolifération et une modification des populations différenciées au profit des cellules entéroendocrines et caliciformes. Nous avons également identifié une réduction de la conductance de l'épithélium colique du à une dérégulation des canaux, transporteurs et pores impliqués dans la régulation du transport ionique. Des cibles directes d'HNF4[alpha], tel que la claudine-15, ont vu leur expression diminuer chez les animaux mutants ainsi que dans les maladies inflammatoires intestinales durant lesquelles HNF4[alpha] est réduit en expression. Cette modification dans le rôle crucial de la réabsorption des fluides auquel l'épithélium colique participe a eu pour effet d'entrainer une colite spontanée ressemblant à la colite ulcéreuse chez l'humain. En effet, une augmentation de l'inflammation, une augmentation du recrutement de leucocytes, une augmentation de la prolifération et une apparition de dysplasie épithéliale ont été observées. Les épithélia du grêle et du côlon ont également présenté une augmentation du stress oxydatif et de l'apoptose qui s'est avérée être protectrice contre la perte d'hétérozygocité de l'allèle Apc dans le modèle murin de tumorigenèse Apc Min/+ . En effet, les animaux pour lesquels l'invalidation de l'expression d'HNF4[alpha] a été effectuée par la Villine-Cre (Apc[exposant Min/+] HNF4[alpha] [exposant [delta]1EC] ), ont montré une réduction de 70% du nombre de polypes dans l'intestin grêle et une réduction de 90% du nombre de polypes dans le côlon. L'analyse des gènes impliqués dans la réduction des espèces réactives de l'oxygène a permis d'identifier la GSTK1 comme une nouvelle cible directe d'HNF4[alpha] tant dans l'épithélium de l'intestin grêle que dans le cancer colorectal. En effet, l'expression d'HNF4[alpha] chez les patients atteints du cancer colorectal s'est avérée augmentée chez 31 patients sur les 40 analysés. Ces augmentations oscillent entre 50 et 100% chez 22% des patients et de 100% et plus chez 40% des patients analysés ( n = 40). Les animaux Cux1[delta]HD ont quant à eux été étudiés au niveau de leur susceptibilité à un stress inflammatoire. Nous avons démontré que l'expression de CUX1 est nécessaire à la protection de l'inflammation aigüe et chronique et que les patients atteints des maladies inflammatoires intestinales répondent en augmentant l'expression de ce facteur. Nous croyons que l'expression de CUX1 permet de tempérer la réponse inflammatoire et permet aussi la migration et la prolifération de l'épithélium colique en réponse aux blessures causées par l'inflammation soutenue. Collectivement, ces études démontrent l'importance du réseau de régulation transcriptionnelle dans les voies gastrointestinales pour le maintien de l'homéostasie proliférative, fonctionnelle et inflammatoire de l'épithélium. La modulation de ces facteurs durant les pathologies suggère la possibilité d'intervenir thérapeutiquement sur ces facteurs afin de contrôler leurs cibles et ainsi contrer l'apparition, la progression ou la chronicité de ces maladies.

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est une des maladies les plus dévastatrices économiquement pour l'industrie mondiale du porc. L'agent étiologique du SRRP est le virus du SRRP (VSRRP) lequel est connu pour avoir une spécificité d'hôte très restreinte et pour sa transmission par voie aerosol. Les antigènes et les ARN du VSRRP ont été trouvés dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire de porcs infectés par le virus. L’interaction entre les macrophages alvéolaires porcins (PAMs) et le VSRRP a été démontrée comme jouant un rôle important dans l’infection causée par le virus. Malgré cela, l’interaction prenant place entre les cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin et le virus ne devrait pas être négligée. Jusqu’à présent, la réplication du VSRRP in vitro dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin n’a pas été conduite avec succès et les tentatives pour le faire ont échoué. Une nouvelle lignée de cellules épithéliales de poumon de porc (SJPL) est maintenant disponible et sera utilisée dans cette étude afin de déterminer si elle est permissive à la réplication du VSRRP et si elle peut être un modèle approprié pour l’étude de la pathogénèse virale du VSRRP. L’expérimentation a démontré que cette nouvelle lignée cellulaire était permissive à l’infection et à la réplication du VSRRP. Afin de corroborer ces résultats, la cinétique de réplication du virus à été effectuée avec les cellules MARC-145 et SJPL. Aucune différence significative dans la production virale totale n’a été trouvée entre les deux lignées cellulaires. Les cellules SJPL ont permis la réplication de plusieurs souches Nord-Américaines du VSRRP, quoiqu’elles sont légèrement moins efficaces que les cellules MARC-145 pour l’isolement du virus. De plus, les cellules SJPL sont phénotypiquement différentes des cellules MARC-145. Plus précisément, les cellules SJPL sont plus sensibles à l’activation par le VSRRP des pro-caspases 3/7 et plusieurs inducteurs apoptotiques. Elles ont également montré de 8 à 16 fois plus de sensibilité à l’effet antiviral causé par l’IFN-α sur la réplication du virus contrairement aux cellules MARC-145. Ces résultats démontrent que les cellules SJPL pourraient représenter un substitut intéressant aux cellules MARC-145 pour la production d’antigènes pour un vaccin anti-VSRRP. Également, dû à leurs origines (poumon de l’hôte naturel), elles pourraient s’avérer être un modèle in vitro plus approprié pour l’étude de la pathogénèse du VSRRP. / Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is one of the most economically devastating diseases for the pig industry worldwide. The etiological agent of PRRS is the PRRS virus (PRRSV), which is known to have a very restricted host specifity and to be airborne transmitted. PRRSV RNAs and antigens were found in epithelial cells of the respiratory tract of swine in PRRSV-infected pigs. Even if the interaction between porcine alveolar macrophages (PAMs) and PRRSV plays an important role in the PRRSV infection, the role of the interaction between epithelial cells of the swine respiratory tract and PRRSV should not been neglected. However, no epithelial cells of the swine respiratory tract have been demonstrated to allow PRRSV replication in vitro and attempts to generate such a cell line have failed. The goal of this study is to determine whether epithelial cells of the swine respiratory tract are permissive to PRRSV replication and are a suitable model for studying the viral pathogenesis of PRRSV. We have discovered that the SJPL cell line, an epithelial cell line of the respiratory tract of swine, is permissive to PRRSV infection and replication. To corroborate these results, PRRSV replication kinetics were evaluated in a subclone of the African green monkey kidney MA104 cells (MARC-145), which has been known to be fully permissive to PRRSV infection and replication, and in SJPL cells. No significant difference was found between the two cell lines for overall viral production. Moreover, the SJPL cells were able to permit the replication of several PRRSV North-American strains but they were slightly less efficient for virus isolation than MARC-145 cells. In addition, SJPL is phenotypically different from MARC-145. Specifically, the SJPL cells were more sensitive to procaspases 3/7 activation by PRRSV and several apoptotic inducers compared to MARC-145 cells. In addition, the SJPL cells showed 8 to 16 times more sensitivity to the antiviral effect of IFN-α against PRRSV replication than MARC-145 cells. Altogether, the SJPL cells could be an interesting substitute to MARC-145 cells for PRRSV vaccine antigen production, and could be a more relevant in vitro model, because of their origin (lung of the natural host), to study the pathogenesis of PRRSV.