La migration cellulaire est un phénomène essentiel au développement, à l'immunité et à la cicatrisation. Pourtant, l'activation des programmes de migration en dehors des situations physiologiques peut avoir des effets néfastes. Par exemple, la migration cellulaire permet aux cellules d'une tumeur primaire d'envahir de nouveaux territoires et d'installer des tumeurs secondaires ou métastases. Lorsqu'une migration cellulaire est initiée à partir d'un tissu épithélial, ces cellules doivent acquérir des caractéristiques mésenchymateuses. Pour cela, elles diminuent leur adhérences cellule-cellule, perdent leur polarité apico-basale, réorganisent leur cytosquelette, changent d'adhérence à la matrice et modifient la composition et l'organisation de la matrice. C'est ce qu'on appelle la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). La famille des Métalloprotéinases Matricielle (MMP) est connue pour participer au remodelage de la matrice. Les MMPs sont au nombre de 25 et sont sécrétées ou membranaires. L'une de ces MMP membranaires est MMP14 ou MT1-MMP. Elle participe à la migration physiologique et pathologique via la dégradation de composants de la matrice. Elle dégrade également des protéines non matricielles sécrétées ou membranaires. De plus, MMP14 agit indépendamment de son activité catalytique en régulant par exemple l'activation de petites GTPases, de voies de signalisation et en contrôlant l'expression de gênes. Cependant, beaucoup d'études sur MMP14 ont été faites in vitro et ex vivo et il n'est pas clair si toutes les fonctions de MMP14 sont retrouvées in vivo. Plus spécifiquement les fonctions possibles de MMP14 dans la TEM et la migration in vivo sont encore mal définies. Nous proposons d'utiliser les crêtes neurales (CN) de l'embryon de poulet comme modèle pour étudier MMP14 au cours de la TEM et de la migration in vivo. Les CN sont des cellules embryonnaires retrouvées dans la partie dorsale du tube neural. Les CN réalisent une TEM pour quitter le tube neural avant de parcourir de longues distances et donner de nombreux types cellulaires. Les CN se séparent en deux populations, les CN céphaliques retrouvées dans la tête et les CN troncales dans le reste de l'embryon. Ces deux populations de CN réalisent des TEM différentes, avec une TEM rapide et massive pour les CN céphaliques et plus lente et en continue pour les CN troncales. Même si ces TEM sont différentes, elles présentent une diminution des jonctions cellulaires, une perte de la polarité apico-basale, un changement d'adhérence à la matrice et une réorganisation de la matrice. Une particularité des CN troncales est la localisation du noyau en position basale de l'épithélium juste avant la sortie du tube neural. Plusieurs substrats de MMP14 sont retrouvés dans la TEM et la migration des CN et une étude a montré par PCR la présence de l'ARNm de MMP14 dans les CN céphaliques de poulet. L'objectif de la thèse est d'explorer la fonction de MMP14 au cours de la TEM et de la migration des CN. Nous avons montré que MMP14 est exprimée dans les deux populations de CN au cours de la TEM et de la migration. / Cell migration is an essential event during embryonic development, immunity and wound healing. Furthermore, the activation of migration program in non-physiologic conditions can have side effects. For example, cell migration promotes invasion of primary tumor cells in new territories and the formation of secondary tumors or metastasis. When an epithelial tissue initiates migration, epithelial cells need to gain mesenchymal attributes. To this end, they decrease their cell-cell adhesions, loss their apico-basal polarity, reorder their cytoskeleton, change their matrix adhesions and modify the matrix composition and organization. This event is named epithelial-mesenchymal transition (EMT). The family of Matrix Metalloproteinase (MMP) is known to reshape the matrix. MMP family is composed of 25 members which are secreted or linked to the membrane. One of the membrane-bound MMP is MMP14 or MT1-MMP. MMP14 is known to promote physiological and pathologic cell migration by inducing degradation of numerous matrix components. MMP14 cleaves also non-matrix proteins which are secreted or membrane-bound. Moreover, MMP14 can act independently of its catalytic activity for example in the regulation of small GTPases, signaling pathway and in gene expression control. However, the vast majority of MMP14 related studies were conducted in vitro or ex vivo and it is not clear whether some of its functions occur in vivo. More specifically, MMP14's putative functions in EMT and migration are still ill-defined. We propose to use the Neural Crest (NC) of chick embryo as model to study MMP14 during in vivo EMT and migration. NC is an embryonic cell population located in the dorsal part of the neural tube. NC cells realize an EMT to leave the neural tube before performing a long-distance migration and producing a myriad of cell types as neurons, bones and cartilages of the face and pigment cells. NC cells are divided in two populations, the cephalic NC in embryo's head and the trunk NC in the posterior part. The cephalic NC perform a fast and massive EMT while the trunk NC's EMT is slower and continuous. Although the EMT are different, they conserve common characteristics with a decrease of cell junctions, a loss of the apico-basal polarity, a change of matrix adherence and a rearrangement of the matrix. One particularity of trunk NC is the epithelium basal position of the nucleus just prior their exit from the neural tube. Many MMP14's substrates are found during NC EMT and migration and a study suggested by PCR that chick cephalic NC express MMP14 mRNA. The goal of this thesis is to explore the function of MMP14 during chick NC EMT and migration. Our results show that MMP14 is expressed by the two populations of NC during EMT and migration. Moreover, MMP14 cell localization changes from apical to basal during EMT. Loss of function experiments show that MMP14 is needed for NC EMT. Our rescues with various MMP14 versions indicate that: 1/ the cytoplasmic domain is not essential, 2/ the extracellular domain is needed and 3/ the catalytic activity is not required for EMT. MMP14 is involved in the control of cell junctions by a switch between cadherin-6B and cadherin-7 but not in the remodeling of the matrix during NC EMT. We have also showed that MMP14 is necessary for the change of cell polarity during EMT. Furthermore, we have showed that MMP14 is needed for the formation of matrix adherence. In conclusion, our study shows that MMP14 is involved in NC EMT and migration and that NC are a good model to investigate MMP14 function in vivo.

L’invasion cellulaire est un phénomène clé du développement tumoral au cours duquel les cellules réalisent une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) caractérisée par des changements d’expression de gènes clés dans la régulation de l’adhérence et de la morphologie cellulaire. L’expression de ces gènes est sous le contrôle de voies de signalisation, qui lors du processus de tumorigenèse sont dérégulées. La dérégulation de ces voies est multifactorielle et peut-être initiée par une activation de récepteurs présents à la membrane plasmique.Dans ce contexte, nous avons mis en évidence que les flotillines sont d’importants régulateurs de l’activation de ces récepteurs et des voies de signalisation en aval qui conduisent à l’induction de la TEM. Les flotillines 1 et 2 sont des protéines ubiquitaires très conservées. Le niveau d’expression des flotillines est accru dans de nombreux cancers invasifs et ceci est un facteur de mauvais pronostic. En condition physiologique, non surexprimées, les flotillines sont majoritairement à la membrane plasmique. Surexprimées les flotillines induisent la formation d’endolysosomes ayant une faible activité de dégradation, dans lesquels elles sont retrouvées.Mes travaux montrent que l’augmentation de l’expression des flotillines dans des cellules normales mammaires est suffisante pour induire le processus de TEM, processus clé de l’invasion tumorale. De plus nous montrons que la surexpression des flotillines génère une voie de trafic vésiculaire que nous nommons UFIT (Upregulated flotillin Induced Trafficking pathway) et qui affecte le trafic de plusieurs récepteurs membranaires connus pour participer à l’activation des voies oncogéniques inductrices de la TEM. Dans le cas particulier d’un de ces récepteurs, AXL, cible thérapeutique dans les cancers du sein, nous montrons que la surexpression des flotillines régule son endocytose et l’adresse dans les endosomes de signalisation riches en flotillines tout en le protégeant de la dégradation. Ces travaux apportent donc des explications nouvelles quant au rôle des flotillines dans le processus d’invasion cellulaire conduisant à la formation des métastases. / Tumor cell invasion and consecutive metastasis formation are the main cause of death in cancer patients. One crucial process of tumor cell invasion is the epithelial to mesenchymal transition (EMT), a reversible process during which polarized epithelial cells convert into motile mesenchymal cells. This process is characterized by gene expression changes involved, in particular, in the perturbation of cell adhesion, polarity and cytoskeletal structures.Flotillin 1 and 2 are two ubiquitous and highly conserved membrane proteins that assemble in large oligomers, known to participate in membrane protein clustering and endocytosis. Flotillins are upregulated in many invasive cancers and are considered as markers of poor prognosis. At physiological expression level, flotillins are mainly located at the plasma membrane. The cellular distribution of upregulated flotillins is dramatically modified with a strong enrichment in vesicular compartments that we characterized as non-degradative-endolysosomes.During my PhD project, we identified that flotillins are key EMT inducer. We upregulated flotillins in normal mammary cells and demonstrated that it is sufficient to promote EMT. Using several global comparative analyses (transcriptomic, phosphokinase arrays), we showed that flotillin upregulation activates key oncogenic signaling pathways and plasma membrane receptors. We identified that flotillin overexpression induces a trafficking pathway that we named UFIT-pathway (Upregulated flotillin Induced Trafficking pathway), which promotes the endocytosis of several cargos, amongst them membrane receptors involved in the activation of oncogenic pathways.Our results suggest that the UFIT pathway generates flotillin-positive endolysosomes acting as as “signalosome compartments” involved in the activation of signaling pathways stimulating EMT and cellular invasion.

Pour ses activités immuno-activatrices, l’Interleukine-15 (IL-15) est actuellement considérée comme un candidat de choix pour le traitement des tumeurs solides, en particulier le carcinome rénal, une tumeur très agressive et résistante aux chimio- et immunothérapies. Bien qu’actuellement testée en essai clinique, les fonctions de la cytokine sur la composante rénale restent peu étudiées. Dans ces travaux, nous avons évalué le rôle de l’IL-15 sur les cellules épithéliales rénales normales et tumorales ainsi que sur une sous-population de cellules souches du cancer (CSC) très résistante aux thérapies conventionnelles. Nos résultats montrent que l’IL-15 induit la différenciation des CSC rénales en cellules épithéliales non tumorigéniques et plus sensibles aux agents cytotoxiques, confortant ainsi l’utilisation de la cytokine dans des stratégies anti-tumorales. Nos travaux révèlent cependant que l’IL-15 favorise la transition épithélio-mésenchymateuse des cellules du carcinome rénal, une action pro-tumorale à considérer dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques. / The ability of Interleukin-15 (IL-15) to activate many immune antitumor mechanisms makes it a good candidate for application in solid tumors therapy, particularly renal cell carcinoma which is a highly aggressive and resistant cancer. Although IL-15 is being currently used in clinical trials, the function of the cytokine on the kidney’s components is poorly described. In this work, we evaluated the role of IL-15 on renal normal and tumor epithelial cells as well as a subpopulation of cancer stem cells (CSC) highly resistant to conventional therapies. Our results show that IL-15 induces the differentiation of renal CSC in non-tumorigenic epithelial cells more sensitive to cytotoxic agents, supporting the use of the cytokine in antitumor strategies. Our experiments show, however, that IL-15 promotes epithelial-mesenchymal transition of renal cell carcinoma cells, a pro-tumor action to be highly considered in the development of new therapeutic approaches.

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez l’homme et représente la troisième cause de mortalité par cancer en France. Depuis 2004, le docetaxel est le traitement de référence du cancer de la prostate métastatique résistant à la castration (mCRPC). Cependant, malgré le bénéfice de survie obtenu, près de la moitié des patients traités développent une résistance à la chimiothérapie. L’objectif de mon projet de thèse consiste à identifier un prédicteur moléculaire permettant de sélectionner les patients qui vont répondre à la chimiothérapie par docetaxel. Par l’étude du mécanisme moléculaire associé avec le développement de la résistance, mon second objectif est d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques afin de contourner cette résistance.Dans ce but, les profils d’expression de gènes et de microARNs différentiellement exprimés dans plusieurs modèles cellulaires de cancer de prostate résistants au docetaxel ont été établis. L’intégration des données issues de ces analyses haut-débit a suggéré que la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) intervenait dans le mécanisme de résistance au docetaxel. La dissection du mécanisme d’EMT observé dans les modèles cellulaires a permis d’identifier SHISA3 comme une nouvelle protéine régulatrice de ce processus. Le gène SHISA3, alors jamais décrit chez l’Homme, est fortement sous-exprimé dans les modèles résistants au docetaxel présentant un phénotype mésenchymateux, mais également dans de multiples tumeurs humaines. L’inhibition de SHISA3 dans les modèles cellulaires sensibles induit une EMT complète, caractérisée par la perte des jonctions cellulaires, l’expression des facteurs de transcription mésenchymateux et l’augmentation des capacités migratoires. L’étude du mécanisme d’action de SHISA3 nous a permis de mettre en évidence l’interaction de SHISA3 avec le TGFβRII. Nous avons montré dans les cellules résistantes au docetaxel que l’inhibition pharmacologique de la voie du TGFβ provoque une sensibilisation au docetaxel, démontrant l’importance de la régulation de cette voie dans la résistance à la chimiothérapie. En parallèle de ce travail, nous avons établi un modèle de cancer de la prostate résistant au docetaxel chez la souris. L’obtention de ce modèle est cruciale pour réaliser la validation préclinique des thérapies visant à contourner les mécanismes de résistance au docetaxel. Les tumeurs obtenues dans ce nouveau modèle sont caractérisées par une sous-expression de SHISA3 et par l’expression des marqueurs d’EMT. Ce modèle nous permettra de valider in vivo le potentiel thérapeutique de l’association d’un inhibiteur de la voie du TGFβ avec le docetaxel. De manière intéressante, nous avons observé in vivo que l’expression de SHISA3 est corrélée à la réponse au traitement par docetaxel. Ces résultats suggèrent que SHISA3 pourrait être un biomarqueur de réponse à la chimiothérapie. / Prostate cancer is the most common cancer in men and the third leading cause of cancer mortality in France. Since 2004, docetaxel is the standard treatment for metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC). However, nearly half of treated patients develop resistance to chemotherapy. The aim of my thesis is to identify molecular predictors to select patients who will respond to docetaxel chemotherapy. My second goal is to identify new therapeutic targets to overcome this resistance, by studying the molecular mechanisms involved in the development of resistance.To this purpose, genes and microRNAs expression profiles were established in several cellular models of docetaxel-resistant prostate cancer. The integration of these high-throughput data suggested that the epithelial-mesenchymal transition (EMT) was involved in the mechanism of docetaxel resistance. Deciphering the EMT mechanism observed in our cellular models allowed the identification of SHISA3 as a new regulator of this process. SHISA3 is highly under-expressed in docetaxel resistant cells which present a mesenchymal phenotype. Interestingly, SHISA3 is also down-regulated in a large variety of human tumors. The inhibition of SHISA3 in sensitive cells induced a complete EMT, characterized by loss of cellular junctions, expression of mesenchymal transcription factors, and increased migratory capacity. The study of its mechanism of action allowed us to highlight the interaction of SHISA3 with TGFβRII. We showed in docetaxel-resistant cells that pharmacological inhibition of the TGFβ signalling pathway induces sensitization to docetaxel, demonstrating the importance of the regulation of this pathway in the resistance to chemotherapy.In parallel, we developed a docetaxel-resistant prostate cancer model in mice. The establishment of this model is critical for the preclinical validation of new targeted therapies. Tumors obtained from this new model are characterized by the under-expression of SHISA3 and the expression of EMT markers. This model will allow the validation of the therapeutic potential of co-treatment with docetaxel and TGFβ signalling pathway inhibitors in vivo. Interestingly, we observed that SHISA3 expression is correlated with response to docetaxel treatment in vivo. These results suggest that SHISA3 could be a biomarker of response to docetaxel chemotherapy.

Le cytosquelette d'actine est une structure dynamique capitale pour la cellule, qui intervient dans les processus de signalisation et génère des forces mécaniques pour compléter des fonctions aussi diverses que l'adhésion, la migration, la division ou la différenciation. Les protéines qui régulent cette structure sont capables de moduler ces fonctions. J'ai identifié une nouvelle famille de protéines régulatrices de l'actine, les protéines Refilines (RefilineA et RefilineB), dont l'expression est corrélée avec l'engagement des cellules dans des programmes de différenciation. La RefilineA est induite lors de la différenciation des cellules précurseurs neurales multipotentes en cellules progénitrices gliales. La RefilineB est stabilisée dans les cellules épithéliales lors de la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) induite par le TGF-β. Dans ces cellules, les Refilines agissent en se complexant à la FilamineA, une protéine qui se lie aux filaments d'actine et forme le maillage. Des syndromes génétiques de mutations sur le gène de la FilamineA entrainent d'importants défauts développementaux, cependant la fonction précise de la protéine reste à ce jour obscure. Le complexe Refiline/FilamineA induit la formation de câbles d'actine et génère également une nouvelle structure d'actine périnucléaire appelée coiffe d'actine (« actin cap ») ou « ligne TAN» qui s'ancre à l'enveloppe nucléaire pour réguler les mouvements et la morphologie du noyau. Les Refilines sont les seules protéines identifiées à ce jour capables de catalyser la formation de structures périnucléaires d'actine. Ces résultats ouvrent donc de nouvelles perspectives pour appréhender les fonctions de la FilamineA ainsi que la biologie et les fonctions des structures périnucléaires d'actine. / The actin cytoskeleton is a highly dynamic structure involved in cell signaling and that creates mechanical force for the completion of diverse functions such as adhesion, migration, division or differentiation. Proteins that regulate this structure can modulate its function. We identified a new protein family that regulates the actin cytoskeleton, Refilin proteins (RefilinA and RefilinB), and whose expression correlates with differentiation switches. RefilinA is induced during differentiation of neural multipotent precursors into glial progenitors, while RefilinB is stabilized in epithelial cells during epithelial-mesenchymal transition (EMT) induced by TGF-β. In cells, Refilins interact with FilaminA, a protein that binds actin filaments to organize them into a network. Genetic syndromes where the FilaminA gene is mutated lead to important developmental defects, The Refilin/FilaminA complex generates actin cables as well as a new perinuclear structure called « actin cap » or «TAN line» that interacts with the nuclear envelope to regulate nuclear movement and shape. Refilin proteins are the only proteins identified so far that induce the formation of perinuclear actin structures. These results open up new perspective for the understanding of FilaminA's function as well as for the biology and functions of perinuclear actin structures.

La sénescence induite par l'oncogène, ou OIS (Oncogene-Induced Senescence), est un mécanisme permettant d'empêcher la prolifération anarchique des cellules lors du stress oncogénique. Lors de la tumorigenèse, ce processus est inhibé par l'inactivation des gènes suppresseurs de tumeurs pour permettre la prolifération et la transformation cellulaire. L'OIS est un processus conservé dans les cellules primaires, cependant, nous l'avons observé dans des cellules transformées à la suite de l'expression de H-RasV12. Nous avons étudié les acteurs de cette réponse dans une lignée d'adénome colorectal ayant déjà inactivé les suppresseurs de tumeurs p16Ink4a et p53. Nous avons observé que l'oncogène Ras induisait l'expression de p21Waf1 et conduisait à la mise en place de la sénescence. Dans ces conditions, nous avons vu que p21Waf1 inhibait la transcription des gènes du cycle cellulaire Cdc25A et Plk1 pour permettre l'arrêt de la prolifération. Au cours de ce travail nous avons remarqué que certaines cellules échappaient à cet arrêt. Par l'étude de la présence de SAHF (Senescence- Associated Heterochromatine Foci), nous avons observé que ces cellules ne présentaient plus ce phénotype caractéristique de la sénescence, mais des marqueurs de cellules mésenchymateuses, et que certaines d'entre elles avaient subi une dédifférenciation. Les résultats que nous avons obtenus indiquent que lors de l'expression de l'oncogène Ras, certaines cellules échappent à l'OIS et que cet échappement est associé à une EMT (Epithelial-Mesenchymal Transition) et à l'émergence de cellules dédifférenciées. L'EMT contribuerait à l'échappement des cellules à l'arrêt du cycle cellulaire.

La fibrose pulmonaire (FP) idiopathique est une maladie sans traitement efficace caractérisée par une prolifération de myofibroblastes et par un départ sous-pleural suggérant un rôle de la plèvre. Le transforming growth factor (TGF)-ß1 induit un processus de transformation des cellules mésothéliales pleurales (CMP) en cellules de type myofibroblaste. Les protéines de choc thermique régulent la voie du TGF-ß1. L’importance de l’axe caspase-1/IL-1ß, a été décrite dans les modèles animaux de FP.La protéine de stress AlphaB-crystallin a été étudiée dans la FP au niveau des CMP et l’importance de l’axe caspase-1/IL-1ß a été recherchée au niveau des cellules structurales pulmonaires dans la toxicité de la bléomycine (BLM).aB-crystallin est surexprimée dans la FP idiopathique au niveau des CMP. Son inhibition empêche la transformation et la migration des CMP dans la fibrose pleuro-pulmonaire. Dans un modèle de FP induite par la BLM chez la souris, la voie caspase-1 est activée dans les régions pleurales. In vitro, la caspase-1 a un rôle crucial dans la transformation des CMP. Son activation induit une réaction fibrosante chez la souris. Dans une seconde partie, nous montrons qu’une forme déglycosylée de la BLM, incapable d’activer la caspase-1, n’induit pas de FP mais a une activité anti-cancéreuse. La déglyco-BLM n’entraine pas la pyroptose, mort caspase-1 dépendante, chez les cellules épithéliales alvéolaires. Nos résultats suggèrent qu’AlphaB-crystallin et la voie caspase-1/IL-1ß pourraient être des cibles thérapeutiques dans la FP idiopathique ou induite par la BLM. Nous apportons aussi une preuve de concept de l’utilisation de la déglyco-BLM comme alternative non toxique à la bléomycine. / Idiopathic Pulmonary Fibrosis (PF) is a rare and devastating disease without efficient treatment at this time. Idiopathic FP is characterized by accumulation of myofibroblasts and has a typical sub-pleural onset suggesting a role of the pleura in the disease. Transforming Growth Factor (TGF)-ß1 induces transformation of pleural mesothelial cells (PMC) into active cells exhibiting myofibroblast phenotype. Heat shock proteins can act as regulator of the TGF-ß1 signaling. A role for caspase-1/IL-1ß axis has already been described in animal models of PF.The heat shock protein AlphaB-crystallin has been studied in PF at the PMC level and the importance of caspase-1/IL-1ß axis has been investigated specifically in lung structural cells in the context of bleomycin (BLM) toxicity.AlphaB-crystallin is overexpressed by PMC during idiopathic PF. Its inhibition in mice interferes with PMC transformation and subsequent migration in pleuro-pulmonary fibrosis. In BLM-induced PF in mice, caspase-1 is activated in sub-pleural areas. In vitro, caspase-1 has a crucial role in the transformation process of PMC. Activation of caspase-1 triggers fibrotic response in mice. In a second part, we show that a deglycosylated form of BLM, which failed to promote caspase-1 activation, is unable to trigger PF but stills have an anti-tumor activity. Deglyco-BLM does not induce pyroptosis, a caspase-1 dependent cell death, in alveolar epithelial cells.Our data suggest that AlphaB-crystallin and caspase-1/IL-1ß could represent interesting therapeutic targets in idiopathic as well as BLM-induced PF. We also bring a proof of concept for the use of deglyco-BLM as a less toxic alternative to BLM in cancer therapy.

Une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) et une expression élevée de la sphingosine kinase 1 (SPHK1) sont souvent observées dans les cancers. Notre étude du génome et du transcriptome d'adénocarcinomes pulmonaires (AP) montre que l'expression élevée de SPHK1 est en rapport, d'une part, avec des gains de la région incluant le locus SPHK1 et, d'autre part, avec une signature d'expression génique de TEM dans des tumeurs invasives. L'expression de SPHK1 est restreinte aux cellules tumorales. La surexpression de SPHK1 dans des cellules d'AP et l'exposition à son produit, la sphingosine-1-phosphate (S1P), entraînent une TEM, de manière réversible pour la S1P. La surexpression de SPHK1 active aussi NF-kB. La surexpression du facteur anti-apoptotique FLIP active NF-kB, induit une TEM et augmente l'expression de SPHK1, suggérant une boucle d'amplification entre NF-kB et SPHK1. Une TEM et la surexpression de FLIP ont été impliquées dans la résistance primaire aux inhibiteurs pharmacologiques de l'EGFR (EGFR TKI). Nous montrons que la surexpression de SPHK1 dans des cellules A549 diminue modestement la sensibilité au gefitinib, alors que l'inhibition de SPHK1 ou la déplétion du sérum en S1P l'augmentent modestement. L'invalidation de SPHK1 entraîne l'apoptose d'A549 y compris quand FLIP est surexprimé. L'activation et le maintien d'une TEM sont généralement attribués à des signaux contextuels du stroma. Cette thèse montre que les cellules tumorales elles-mêmes favorisent la surexpression de SPHK1 qui peut induire une TEM de façon autonome. De plus, la surexpression de FLIP impliquée dans la résistance aux EGFR TKI, n'empêche pas l'apoptose induite par l'invalidation de SPHK1. / Epithelial-mesenchymal transition (EMT) and sphingosine kinase 1 (SPHK1) high expression are often seen in cancers. Our study of genomic and gene expression data in pulmonary adenocarcinomas (AP) shows that SPHK1 high expression correlates with both gains in the region encompassing the SPHK1 locus, and an EMT gene expression signature in invasive tumors. SPHK1 expression is restricted to tumors cells. SPHK1 overexpression in AP cells, as well as exposure to its productsphingosine-1-phosphate (S1P),induce an EMT -in a reversible manner for S1P. SPHK1 overexpression also activates NF-kB. Overexpression of FLIP – an antiapoptotic factor - activates NF-kB, induces an EMT, and increases SPHK1 expression, suggesting an amplification loop between NF-kB and SPHK1. EMT and FLIP overexpression are known to favor primary resistance to EGFR pharmacological inhibitors (EGFR TKI). We show that SPHK1 overexpression in A549 cells slightly decreases cell sensitivity to gefitinib, while pharmacologic inhibition of SPHK1 or serum S1P depletionincrease it. Downregulation of SPHK1 expression induces apoptosis of A549 cells even when FLIP is overexpressed. Activation and maintenance of EMT are generally attributed to contextual signals from the stroma. Here, we show that tumor cells themselves favor SPHK1 overexpression, which can led to EMT in cell-autonomous manner. In addition, FLIP overexpression which is implicated in EGFR TKI resistance, cannot prevent apoptosis that is induced by SPHK1 invalidation.

L'agressivité des cancers est souvent liée au pouvoir métastatique des cellules tumorales et la dissémination de ces dernières peut survenir suite à un phénomène appelé la transition épithéliomésenchymateuse. Une analyse de l'expression de la Cycline A2 conduite sur des échantillons humains de tumeurs primaires colorectales et de leurs métastases correspondantes révèle que cette protéine est moins abondante dans ces dernières. Le travail décrit dans cette thèse a permis de relier la Cycline A2 au remodelage du cytosquelette d'Actine dans les fibroblastes. Cette régulation requiert la localisation cytoplasmique de la molécule ainsi que son domaine N-terminal qui ne lie pas les CDKs. Nos expériences suggèrent que cette nouvelle activité est la conséquence d'une liaison directe entre la GTPase RhoA et la Cycline A2. La présence de cette dernière augmente l'activation de RhoA par sa GEF in vitro. L'utilisation de cellules épithéliales mammaires normales a permis l'identification d'un autre partenaire, RhoC. Dans ce contexte cellulaire, l'invalidation de la Cycline A2 diminue l'activation de RhoA et, renforce celle de RhoC ce qui conduit à une augmentation de l'invasion cellulaire en matrice de collagène. Ces cellules acquièrent aussi des propriétés mésenchymateuses caractéristiques de l'EMT, et ce phénotype est exacerbé par la présence de RasV12. Ce travail établit donc l'existence de nouvelles fonctions pour la Cycline A2 qui viennent compléter le tableau de régulation de la motilité par les protéines du cycle cellulaire et contribuent à une meilleure compréhension de son rôle dans le cancer. / Cancer aggressiveness is often associated with metastases occurrence and their dissemination can arise following an epithelial to mesenchymal transition (EMT). Cyclin A2 expression is lower in metastases relative to primary colon adenocarcinoma of matched human tumors. This manuscript describes new links between Cyclin A2 and Actin cytoskeleton remodeling in fibroblasts. This regulation requires a cytoplasmic localization of the protein and its N-terminal domain, which is unable to bind CDKs. This new Cyclin A2 activity appears to be mediated by its binding to RhoA. Accordingly, the activity of its GEF is potentiated when Cyclin A2 is present, in vitro. Furthermore, we used a normal mammary epithelial cell line and identified another Cyclin A2 partner, RhoC. Cyclin A2 depletion in this context leads to a reciprocal RhoGTPase activation where RhoA activation is impaired and that of RhoC is increased. Moreover, cell invasiveness is increased in a collagen matrix following Cyclin A2 knockdown in these cells. In addition, the epithelial cells acquire mesenchymal properties, which are exarcerbated by the expression of RasV12 and are characteristic of an EMT. Our work completes the network involving cell cycle proteins in motility. These novel functions of Cyclin A2 will hopefully help to understand the impact of its deregulation in cancer.

Le génome humain est largement transcrit en milliers d’ARN non traduits en protéines. Les longs ARN non-codants (ARNlnc) ont un rôle majeur dans la régulation du génome, au cours du développement et lors de la progression de nombreuses maladies, dont les cancers. La transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), donnant à une cellule la capacité de former des métastases, semble être un processus crucial transformant une tumeur bénigne en maladie mortelle. Certains ARNlnc ont été associés à ce phénomène, mais leur fonction reste à définir.Un modèle in vitro de TEM et des approches de séquençage d’ARN à très haut débit, nous ont permis de définir un catalogue d’ARNlnc dérégulés entre cellules épithéliales et mésenchymateuses. Parmi eux, nous avons identifié HOTAIR, étudié pour son expression aberrante dans les tumeurs métastasées et son interaction avec les complexes PRC2 et LSD1/CoREST/REST. Par des approches de perte et de gain de fonction, nous avons montré que HOTAIR n’est pas impliqué dans l’initiation de la TEM mais est un régulateur majeur de la prolifération cellulaire ainsi que des capacités de migration et d’invasion des cellules. Nous avons généré des lignées cellulaires sur-exprimant HOTAIR privé de son domaine d’interaction avec PRC2 ou LSD1. L’étude de leur phénotype et l’établissement de leur transcriptome ont permis de montrer que le domaine d’interaction avec le complexe LSD1/CoREST/REST est crucial pour la régulation de nombreux gènes par HOTAIR. Ces résultats permettent une meilleure compréhension du rôle des ARNlnc dans la TEM, et de la fonction cruciale de HOTAIR dans l’acquisition d’un phénotype métastatique par des cellules cancéreuses épithéliales. / The human genome is pervasively transcribed into thousands of non-coding transcripts. Numerous studies underline the diversity and importance of long non-coding RNAs (lncRNAs) in genome regulation and their impact on development and diseases. Processes of cancer progression are extensively studied, in particular the Epithelial-to-Mesenchymal Transition (EMT) that enables epithelial cancer cells to invade other tissues to form metastases. If several lncRNAs have been associated with EMT, their molecular function is not clearly defined. Using a well-established in vitro cell model of EMT and high-throughput RNA sequencing approaches, we defined a catalogue of annotated and novel lncRNAs significantly deregulated between epithelial and mesenchymal states of HEK cells. Among them, we identified HOTAIR, linked to cancer metastasis and described as a scaffold RNA guiding chromatin-modifying complexes PRC2 and LSD1/CoREST/REST. Using loss- and gain-of-function approaches, we showed that HOTAIR is not an inducer of the EMT per se but a major regulator of cell proliferation rate, migratory and invasive capacities. We generated stable cell-lines over expressing HOTAIR transcripts lacking PRC2- or LSD1-interacting domains. Transcriptome analysis and phenotypic studies showed that LSD1-binding domain is crucial for HOTAIR-mediated gene regulation. Altogether, our results give new insights into lncRNAs role in EMT, with a better understanding of HOTAIR-mediated gene regulation mechanism and its role in the acquisition of a metastatic phenotype by cancer cells. Further studies will be performed to deeper investigate lncRNAs role in EMT, particularly for previously unannotated lncRNAs.