Résumé indisponible / Résumé indisponible

L'hormonothérapie permet une régression du cancer de la prostate métastatique par apoptose des cellules tumorales. L'évolution inéluctable de la maladie vers un stade hormono-indépendant et apoptose-résistant souligne l'importance de l'étude des gènes androgéno-sensibles impliqués dans l'apoptose de la prostate normale et pathologique, tels que le ligand TRAIL et ses récepteurs DR4 et DR5 pro et, DcR1 et DcR2 anti-apoptotiques.<br />Nous rapportons une corrélation entre la régulation du récepteur DcR2, le statut hormonal et l'apoptose dans la prostate de rat et dans la lignée humaine hormonosensible de cancer prostatique, LNCaP. Nous montrons que l'expression de DcR2 joue un rôle régulateur de l'apoptose TRAIL-induite dans la cellule LNCaP. Enfin, dans un modèle de cancer prostatique humain hormonosensible greffé chez la souris nude traitée par un anti-androgène nous montrons l'expression des récepteurs au TRAIL, et de certains gènes renseignant sur la relation entre croissance tumorale et statut hormonal.

Les androgènes sont largement impliqués dans le développement et le maintien des fonctions de leurs organes cibles en contrôlant les processus de survie, d'apoptose, de prolifération ou encore de différenciation cellulaire. L'action de ces hormones est relayée par le récepteur des androgènes (AR) dont l'activité est hautement régulée par son interaction avec des partenaires protéiques. Dans des cellules épithéliales androgéno-sensibles en prolifération, nous avons identifié la nucléophosmine/B23.1 (NPM) comme un nouveau partenaire du récepteur des androgènes. Nous avons montré que NPM est surexprimée dans le tissu tumoral prostatique par rapport au tissu sain au niveau de biopsies, et qu'elle contrôle le niveau d'accumulation de AR et la transcription dépendante des androgènes dans des cellules prostatiques cancéreuses. Ces arguments suggèrent que NPM pourrait être à l'origine d'une expression et d'une activité altérées de AR, et ainsi participer à la tumorigenèse prostatique

Le cancer de la prostate est un problème de société majeur équivalent au cancer du sein chez la femme. La plupart de ces cancers sont hormono-dépendants et un des traitements utilisés est l'administration d'anti-androgènes non stéroïdiens. Ce sont des molécules qui inhibent de manière compétitive les effets des androgènes en se fixant sur le site de liaison du récepteur AR. Les anti-androgènes non stéroïdiens commerciaux sont la flutamide et son métabolite actif, le 2-hydroxyflutamide, la nilutamide et la bicalutamide. Néanmoins, à cause des phénomènes de résistance aux médicaments qui se manifestent après un traitement de longue durée, il devient impératif de concevoir de nouvelles molécules plus efficaces. Nous avons choisi d'incorporer un groupe ferrocène au niveau de la structure des anti-androgènes, car il possède des propriétés cytotoxiques intéressantes. Ce travail de recherche présente donc la synthèse d'analogues d'anti-androgènes non stéroïdiens commerciaux couplés avec des groupements ferrocène. Une fois synthétisés, ils sont soumis à une série de tests biologiques entrepris au sein du laboratoire. Ils comprennent, d'une part, des tests d'affinité relative de liaison (RBA) au récepteur à androgènes (AR) et, d'autre part, une série de tests anti-prolifératifs réalisés in vitro sur des lignées cellulaires tumorales prostatiques. Ces tests nous permettront de définir si ces molécules possèdent un intérêt particulier dans le cadre de la lutte contre le cancer de la prostate hormono-dépendant ou indépendant.

La testostérone libérée pendant la période périnatale joue un rôle crucial dans l'organisation permanente du système nerveux (SN) chez le mâle. À l'âge adulte, la testostérone joue un rôle activationnel permettant l'expression de fonction typique mâle. Dans le SN, la testostérone agit en activant directement le récepteur des androgènes (AR) ou indirectement les récepteurs des œstrogènes (ERα et ERβ), après conversion en œstradiol. Nous avons généré des souris invalidées pour l'AR ou l'ERβ sélectivement dans le SN, ainsi nous avons étudié l'implication relative de ces récepteurs dans la régulation du comportement sexuel par la testostérone chez le mâle. Les souris mâles mutantes, ont un tractus urogénital complet et sont fertiles. Nous avons montré qu'au niveau cérébral l'AR n'est pas nécessaire à l'organisation au cours du développement. Mais il est essentiel pour l'activation du comportement sexuel à l'âge adulte. Au niveau spinal, l'AR joue un rôle important à la fois dans l'organisation et l'activation du noyau spinal bulbocaverneux par la testostérone. Quant à l'ERβ, il ne semble jouer un rôle ni dans l'organisation ni dans l'activation du comportement sexuel mâle par la testostérone. Nous avons aussi évalué dans quelle mesure une exposition à de faible dose de Bisphénol A (BPA) peut interférer avec les effets centraux de la testostérone. Le BPA est un monomère considéré comme un perturbateur endocrinien. Nous avons montré que la différenciation sexuelle du SN par la testostérone n'était pas affectée par l'exposition périnatale. Mais le BPA semble perturber l'activation de la voie AR par la testostérone à l'âge adulte, nécessaire à l'expression du comportement sexuel.

L'hypertrophie bénigne de la prostate (HBP) est une pathologie qui affecte 50% des hommes dès l'âge de 60 ans et qui conduit à des troubles de la miction. L'HBP se caractérise par une hypertrophie exclusive ou composite de plusieurs compartiments tissulaires de la prostate que sont l'épithélium, le stroma et les fibres musculaires qui définissent respectivement les composantes glandulaire, fibreuse et musculaire de cette pathologie. Il a récemment été montré que les souris dépourvues en récepteurs nucléaires LXR (Liver‐X‐receptor) α (souris lxrα‐/‐) développent une hypertrophie de la prostate dont les signes histologiques évoquent une HBP de type fibreuse. Par ailleurs, un des traitements de l'HBP, vise à éteindre la signalisation androgénique en inhibant la conversion de la testostérone en son métabolite actif, la dihydrotestostérone (DHT). Le phénotype d'hypertrophie de la prostate pourrait donc également s'expliquer par une altération de la signalisation androgénique dans les souris lxrα‐/‐. Dans ce contexte, notre projet de recherche a été centré sur l'étude du rôle des LXR dans l'apparition de l'HBP dans sa composante glandulaire et l'analyse des relations moléculaires associant les signalisations dépendantes de LXRα et du récepteur des androgènes (AR) au sein de la prostate. Le phénotype d'HBP observé dans les souris lxrα‐/‐ résulte d'altérations importantes de l'homéostasie de l'épithélium qui miment la composante glandulaire : 1) une activité sécrétoire accrue ; 2) une altération des processus de sécrétion associée à une altération de l'expression des gènes codant des protéines du transport vésiculaire ; 3) une réponse altérée de certains gènes androgéno‐dépendants associée à une hypersensibilité aux androgènes ; 4) des modifications du réseau paracrine reliant le stroma et l'épithélium. Au final, ces travaux définissent LXRα comme un acteur clé de l'homéostasie prostatique et ouvrent des pistes intéressantes pour la compréhension de l'étiologie de l'HBP chez l'homme. Ces résultats montrent qu'il est possible de moduler la réponse androgénique de la prostate en ciblant LXRα. Ainsi, à plus long terme, l'activation pharmacologique de LXRα constitue une piste potentielle dans le traitement de l'HBP.

L’hypertrophie bénigne de la prostate (HBP) est une pathologie qui affecte 50% des hommes dès l’âge de 60 ans et qui conduit à des troubles de la miction. L’HBP se caractérise par une hypertrophie exclusive ou composite de plusieurs compartiments tissulaires de la prostate que sont l’épithélium, le stroma et les fibres musculaires qui définissent respectivement les composantes glandulaire, fibreuse et musculaire de cette pathologie. Il a récemment été montré que les souris dépourvues en récepteurs nucléaires LXR (Liver‐X‐receptor) α (souris lxrα‐/‐) développent une hypertrophie de la prostate dont les signes histologiques évoquent une HBP de type fibreuse. Par ailleurs, un des traitements de l’HBP, vise à éteindre la signalisation androgénique en inhibant la conversion de la testostérone en son métabolite actif, la dihydrotestostérone (DHT). Le phénotype d’hypertrophie de la prostate pourrait donc également s’expliquer par une altération de la signalisation androgénique dans les souris lxrα‐/‐. Dans ce contexte, notre projet de recherche a été centré sur l’étude du rôle des LXR dans l’apparition de l’HBP dans sa composante glandulaire et l’analyse des relations moléculaires associant les signalisations dépendantes de LXRα et du récepteur des androgènes (AR) au sein de la prostate. Le phénotype d’HBP observé dans les souris lxrα‐/‐ résulte d’altérations importantes de l’homéostasie de l’épithélium qui miment la composante glandulaire : 1) une activité sécrétoire accrue ; 2) une altération des processus de sécrétion associée à une altération de l’expression des gènes codant des protéines du transport vésiculaire ; 3) une réponse altérée de certains gènes androgéno‐dépendants associée à une hypersensibilité aux androgènes ; 4) des modifications du réseau paracrine reliant le stroma et l’épithélium. Au final, ces travaux définissent LXRα comme un acteur clé de l’homéostasie prostatique et ouvrent des pistes intéressantes pour la compréhension de l’étiologie de l’HBP chez l’homme. Ces résultats montrent qu’il est possible de moduler la réponse androgénique de la prostate en ciblant LXRα. Ainsi, à plus long terme, l’activation pharmacologique de LXRα constitue une piste potentielle dans le traitement de l’HBP. / Benign prostate hyperplasia (BPH) is a very common prostatic disorder that affects 50% of men after 60 years. In BPH, prostate enlargement causes urinary disorders. BPH is characterized by a hypertrophy of several tissue compartments such as the epithelium, stroma and/or muscle fibers. Hence, three main forms of BPH have been described : glandular, fibrous and muscular form. It has been recently shown that LXR (Liver‐X‐receptor) α (lxrα‐/‐) mice develop a prostate enlargement with histological signs of fibrous BPH. Inhibition of testosterone conversion into DHT is one the most effective pharmacological treatment of BPH. Thus, the lxrα‐/‐ prostate phenotype could be in part due to an alteration of androgen signaling. In this context, the aim of this work was to study the role of LXR in glandular BPH development and to understand the relationships between LXRα and the androgen receptor (AR) dependent signaling pathway in prostate. The prostate enlargement observed in lxrα‐/‐ mice results from major alterations in epithelium homeostasis mimicking the glandular alteration of BPH : 1) increase of secretory activity ; 2) alteration of the secretory process associated with altered expression of vesicular transport protein encoding genes ; 3) a disruption in the response of androgen‐dependent genes associated with androgen hypersensitivity ; 4) changes in the paracrine network between stroma and epithelium. Finally, this work defines LXRα as a key player in prostate homeostasis and opens interesting way to the understanding of BPH etiology. These results show that targeting LXRα modulate the prostate androgenic response. Thus, pharmacological activation of LXRα could constitute a new option for the treatment of BPH.

Les hormones stéroïdiennes sont synthétisées à partir du cholestérol par l'action successive de plusieurs enzymes, dont les hydroxystéroïdes déshydrogénases de la superfamille des aldo-ceto réductases (AKRs). Le message véhiculé par les hormones peut ensuite être interprété par les cellules qui expriment les récepteurs capables de les reconnaître et les lier spécifiquement. Une nouvelle AKR, la 17a-HSD de souris (ml7oc- HSD), a récemment été caractérisée et est actuellement l'unique enzyme connue capable de réduire stéréospécifiquement l'androstenedione (A4) en épi-testostérone, le 17oc-épimère de la testostérone. Les autres AKRs humaines dont l'activité permet de réduire la fonction cétone en position 17 du A4, notamment les h20a-HSD, h3oc-HSD3 et hl7p-HSD5, forment de la testostérone, le 17P-épimère. La comparaison structurale de ces enzymes très homologues a permis d'identifier les déterminants moléculaires responsables de leur 17a/17P-stéréospécificité, dont le résidu alanine en position 24, chez la ml7a-HSD. Nous avons également montré que ce résidu était aussi impliqué dans le maintien du NADPH par l'enzyme. Nous avions aussi de l'intérêt pour une autre enzyme de la superfamille des AKRs, la 5P-réductase humaine, qui est la seule connue à ce jour pouvant réduire la double liaison des A4-3-céto-stéroïdes afin de les transformer en leur composé 5P-réduit correspondant. Bien que les stéroïdes 5P~réduits jouent un rôle très important dans plusieurs processus physiologiques, aucune étude n'avait encore permis la caractérisation cinétique et structurale de cette enzyme. La structure cristallographique de la h5préductase a précisé le rôle des résidus formant son site actif ainsi que son mécanisme catalytique. Un site alternatif de liaison du stéroïde responsable du phénomène d'inhibition par le substrat observé pour cette enzyme a aussi été caractérisé. Enfin, cette thèse décrit la structure cristallographique du récepteur humain des androgènes (hAR) en complexe avec le EM5744, une molécule synthétique spécifiquement dessinée pour bloquer le fonctionnement normal de ce récepteur. Nos travaux ont montré pourquoi la longue chaîne du EM5744, malgré l'encombrement structural qu'elle génère au coeur même du récepteur, ne suffit pas à altérer les fonctions du hAR. En s'appuyant sur nos résultats, la structure de cette molécule pourra être modifiée jusqu'à ce qu'elle possède les propriétés désirées.

Le syndrome de détresse respiratoire (SDR) est plus fréquent chez les nouveau-nés de sexe masculin que féminin, alors que les androgènes et les glucocorticoïdes sont reconnus pour ralentir et accélérer, respectivement, la maturation pulmonaire. Premièrement, nous avons étudié les différences sexuelles dans le transcriptome pulmonaire fœtal chez la souris par une approche de micropuces d’ADN durant une fenêtre de gestation qui précède et inclut la montée de production du surfactant, qui est asynchrone entre femelles et mâles en défaveur de ces derniers. Quatre-vingt-huit transcrits présentant une différence sexuelle dans leur niveau d’expression aux jours gestationnels (JG) 15.5, 16.5 ou 17.5 ont été identifiés. Ils sont impliqués notamment dans la régulation et le métabolisme hormonal, l’apoptose, la régulation transcriptionnelle et le métabolisme des lipides et sont des candidats pour un rôle dans la maturation pulmonaire et la physiopathologie du SDR. Deuxièmement, l’expression des 17β-hydroxystéroïdes déshydrogénases (17βHSD) de types 2 et 5, qui sont respectivement impliquées dans l’inactivation et la synthèse des androgènes, et du récepteur des androgènes (AR) a été caractérisée dans des poumons fœtaux humains. Des relations entre les niveaux d’expression et l’âge gestationnel ont été observées. La 17βHSD2 et le AR ont été co-localisés notamment dans l’épithélium, alors que la 17βHSD5 a été localisée dans certaines cellules épithéliales. Le niveau protéique de AR a montré d’importantes différences interindividuelles. Ces résultats supportent l’existence d’un métabolisme local des androgènes et une régulation fine de l’occupation de AR dans les poumons fœtaux mâles et femelles durant la période où une naissance prématurée présente de hauts risques. Troisièmement, l’expression de gènes associés à l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HPA) a été quantifiée et localisée dans des poumons fœtaux murins aux JG 15.5, 16.5 et 17.5. La capacité de la corticolibérine (CRH) et de la corticotropine à stimuler l’expression d’enzymes de synthèse de glucocorticoïdes par le poumon fœtal a aussi été abordée, ainsi que la production de glucocorticoïdes. Différents profils d’expression ont été déterminés, l’incubation d’explants pulmonaires fœtaux en présence de CRH augmenta l’expression de la 21-hydroxylase, alors qu’une production de désoxycorticostérone a été détectée. Les modulations temporelles et spatiales observées suggèrent des rôles dans le développement pulmonaire pour des gènes associés à l’axe HPA. / Respiratory distress syndrome (RDS) is more frequent in male neonates than female neonates. Androgens and glucocorticoids are known to delay and accelerate, respectively, the fetal lung maturation. Firstly, we studied the sex differences in the mouse fetal lung transcriptome during a gestational period that overlaps the surge of surfactant synthesis, which occurs earlier in females than in males. Using DNA microarrays, 88 transcripts showing a sex difference in expression at gestational days (GD) 15.5, 16.5, or 17.5 were identified. Those genes were associated to several functional categories, including hormone metabolism and regulation, apoptosis, transcriptional regulation, and lipid metabolism, and are candidates for roles in lung maturation and in the physiopathology of RDS. Secondly, the expression of 17β-hydroxysteroid dehydrogenases (17βHSD) type 2 and 5, which are respectively involved in androgen inactivation and synthesis, and of the androgen receptor (AR), was characterized in human fetal lungs. Statistically significant relationships between expression levels and gestational age were observed. In particular, 17βHSD2 and AR were co-localized in epithelial cells, while 17βHSD5 was localized in a subset of epithelial cells mostly in conducting zones. AR protein levels showed an important interindividual variability. The obtained results support the presence of a local androgen metabolism and a fine-tuning of AR occupancy in human male and female fetal lungs during a gestational period associated with high-risk premature birth. Thirdly, the expression of hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis-related genes was quantified and localized in murine fetal lungs at GD 15.5, 16.5, and 17.5. Also, the capability of corticotropin-releasing hormone (CRH) and adrenocorticotropic hormone (ACTH) to stimulate the pulmonary expression of enzymes involved in the “adrenal” pathway of glucocorticoid synthesis was addressed, as well as the glucocorticoid production. Several distinct gene expression profiles were established, the incubation of fetal lung explants with CRH led to increased levels of 21-hydroxylase gene expression, whereas deoxycorticosterone accumulation was detected. The observed temporal and spatial modulations suggest roles for HPA axis-related genes in the developing lung.

Le cancer de la prostate (CaP) est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes au Canada et demeure la troisième cause de mortalité par cancer. Le récepteur aux androgènes (AR) est un récepteur nucléaire qui appartient à la superfamille des récepteurs stéroïdiens. AR est un facteur de transcription, dont ses gènes cibles sont impliqués dans la prolifération et la survie des cellules prostatiques. La signalisation androgénique, via les androgènes et le AR, joue donc un rôle central dans le développement normal et pathologique de la prostate. Les patients métastatiques sont d’abord castrés puis traités par des anti-androgènes. Cependant, la majorité des CaP deviendront résistants à la castration (CRPC). Bien que de nouvelles thérapies, telles que l’Enzalutamide (Enza), aient été développées, les patients développeront des résistances et décèderont invariablement de leur maladie à court terme. L’objectif de nos études était de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la régulation de la signalisation du AR dans les CRPC, afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et de prédire la réponse des patients à l’Enza. Nous avons utilisé deux techniques innovantes de protéomique. D’abord par une approche de biotinylation de proximité (BioID), nous avons identifiés 32 partenaires du AR dans des cellules de CaP non stimulées, dont 17 ne sont pas recensés à ce jour dans la littérature. De plus, après stimulation androgénique, le réseau du AR est étendu à 262 protéines, incluant 215 nouveaux interacteurs. De façon intéressante, nous avons démontré que la protéine Krüppel-like factor 4 (KLF4), un nouvel interacteur du AR après stimulation, réprime l’activité transcriptionnelle de celui-ci. Par ailleurs, via une approche de phosphoprotéomique quantitative, nous avons mis en évidence 26 protéines (42 phosphosites distincts) qui présentent des changements de phosphorylation dans des lignées de CaP résistantes à l’Enza par rapport à une lignée sensible. De plus, nous avons identifié six protéines (pour sept sites de phosphorylation) dont la phosphorylation est augmentée à la fois chez un patient ayant un CaP de score de Gleason 9 et dans une lignée résistante à l’Enza, en tant que biomarqueurs potentiels. Nos travaux nous ont ainsi permis de mettre en évidence des protéines qui sont impliquées dans la régulation des réseaux de signalisation du AR après stimulation androgénique ou dans la résistance à l’Enza. Par conséquent, ces candidats pourraient devenir des cibles thérapeutiques alternatives pour le traitement du CRPC et participer à l’amélioration de la prise en charge des patients. / Prostate cancer (PCa) is the most frequently diagnosed cancer in Canadian men and is the third cause of cancer mortality. The Androgen Receptor (AR) is activated by androgens, leading to prostatic cell proliferation and survival. The primary treatment for advanced PCa is thus androgen-deprivation therapy, which may be achieved via surgical or chemical castration. Nevertheless, most PCas become castration-resistant (CRPC). Although new anti-androgens (e.g. Enzalutamide) were developed to improve patients’ survival, their efficacy remains very limited and most CRPC patients die from the disease within a few years. We postulated that by gaining insights into AR signalling networks in the context of CRPC, we could better direct patients towards the best-suited therapy and propose new therapeutic targets. To achieve this, we took advantage of two innovative proteomic approaches to characterize global AR signalling networks. First, using proximitylabeling assay (BioID), we identified 32 AR-associated proteins in non-stimulated cells, 17 of which were not previously reported. Upon androgenic stimulation, the AR signalling network increased to 262 proteins, including 215 previously unreported partners. Interestingly, we identified the transcription factor KLF4 and found that it acts as a repressor of AR target genes transcription. Second, using quantitative phosphoproteomic analyses, we observed 26 phosphoproteins (from 42 peptides) whose phosphorylation is modulated in Enza-resistant PCa cells. Moreover, we identified 7 phosphosites (on 6 proteins) that are more abundant in high grade cancer biopsies and in Enza-resistant cells. These proteins could become potential biomarkers. Taken together, our data highlight new potential drug targets that may be relevant for the acquisition or the prediction of Enza resistance. These studies will lead to the development of new predictive tools as well as to the discovery of alternative therapeutic targets for CRPC.