Malgré les progrès considérables qui ont été réalisés depuis une trentaine d'années, le cancer demeure un ennemi redoutable. Néanmoins, de nombreuses études épidémiologiques ont montré qu'une alimentation riche en fruits et légumes réduit les risques de développer le cancer. Nous savons également que l'angiogenèse, ou la formation de nouveaux vaisseaux à partir de capillaires préexistants, joue un rôle crucial dans la croissance des tumeurs et dans leur dissémination sous forme de métastases. En conséquence, l'objectif de ce projet est de caractériser les effets antiangiogéniques d'une famille de composés omniprésents dans notre alimentation, les flavonoides, en particulier, les flavonols, kaempférol et myricétine, et les flavones, lutéoline et apigénine. Pour y parvenir, nous avons d'abord procédé à des tests de migration cellulaire et d'invasion de Matrigel™ en chambre de Boyden à l'aide de cellules musculaires lisses d'artère pulmonaire (PASMCs). Les données obtenues montrent qu'apigénine, lutéoline el myricétine inhibent grandement la migration et l'invasion cellulaire, et que les niveaux d'inhibition sont comparables à ceux observés avec des médicaments synthétiques. Ensuite, nous avons réalisé des études de marqueurs moléculaires tels que la phosphorylation du récepteur du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGFR-β), de la protéine kinase régulatrice des signaux extracellulaires (ERK) et de la protéine Akt, el ce, toujours avec des PASMCs. L'inhibition de la phosphorylation du récepteur PDGFR-β, de la protéine ERK et Akt par I'apigénine et la lutéoline a également été observée. Nous nous sommes également assurés que les effets observés n'étaient pas dus à la toxicité des molécules étudiées en effectuant des tests de viabilité cellulaire au bleu de trypan. Nous avons poursuivi en analysant la sécrétion de la proMMP-2 et du VEGF par les PASMCs lorsqu'elles sont stimulées au PDGF-BB. Les résultats obtenus montrent que la sécrétion de VEGF est inhibée par les flavones alors que seule la lutéoline affecte la sécrétion de la proMMP-2. Finalement, nous avons réalisé des études in vivo sur un modèle animal de souris immunosupprimées, soit des souris CrI:CDl® Foxnlnu. Ce modèle a permis de mettre en lumière le potentiel antiangiogénique in vivo des flavones. En somme, tous les résultats obtenus in vivo et in vitro indiquent que les flavones, lutéoline et apigénine. ont un fort potentiel antiangiogénigue. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cancer, Angiogenèse, Flavonoïdes, Cellules musculaires lisses, PDGFR.

Depuis les observations du Professeur Trousseau en 1865, le lien entre la progression tumorale et les désordres thrombotiques a été établi. Les patients atteints de cancer sont plus à risque de développer des coagulopathies dues au caractère pro-coagulant des cellules tumorales. Celles-ci induisent une hypercoagulation afin de synthétiser une matrice de fibrine qui servira de support pour la croissance tumorale. Suite à sa stabilisation matricielle, la tumeur sécrète plusieurs agents angiogéniques afin d'induire sa propre vascularisation. La suractivation du système de coagulation contribue alors à la croissance et à l'angiogenèse tumorale et le maillon commun semble être le facteur tissulaire. Cette glycoprotéine transmembranaire est exprimée de manière ubiquitaire dans les tissus subendothéliaux. Son rôle est d'initier la coagulation extrinsèque; lorsque l'intégrité vasculaire est atteinte, le facteur tissulaire est exposé au flux sanguin qui contient son ligand naturel, le facteur VIl. Ces derniers s'associent et le complexe pro-coagulant formé active la thrombine qui convertit le fibrinogène soluble en caillot de fibrine insoluble qui se loge au niveau de la blessure afin de rétablir l'hémostase. Le facteur tissulaire est également impliqué dans la vascularisation embryonnaire car selon certaines études, une délétion totale du gène entraîne une mort in utéro de l'embryon directement causé par un déficit de vascularisation. À l'inverse, sa surexpression entraîne un phénotype pathogénique tel qu'observé chez plusieurs lignées tumorales. Les objectifs de cette étude ont été d'évaluer l'effet de la surexpression du facteur tissulaire sur les propriétés angiogéniques des cellules endothéliales de l'aorte bovine ainsi que de caractériser la capacité du complexe pro-coagulant à induire la migration des cellules épithéliales issues de carcinome rénal humain. Les résultats indiquent que la surexpression endothéliale du facteur tissulaire induit la migration et la formation de structures de type capillaire de manière dépendante et indépendante des mécanismes de l'hémostase. De plus, le complexe pro-coagulant induit la migration des cellules épithéliales métastatiques de carcinome rénal mais non de leur contrepartie non-métastasique qui est caractérisée par une plus haute expression du facteur tissulaire. Finalement, les cellules épithéliales métastatiques et non-métastatiques induisent des différents profils d'activation de la protéine extracellular signal regulated kinase qui régule plusieurs processus cellulaires dont la migration. Ces résultats indiquent alors que le facteur tissulaire est impliqué dans l'angiogenèse et dans la progression tumorale selon des mécanismes qui impliquent ou non l'activité du complexe pro-coagulant. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Facteur tissulaire, Complexe pro-coagulant, Angiogenèse, Cellules endothéliales tumorales, Coagulopathies et cellules épithéliales de carcinome rénal.

La mélanotransferrine (MTf) a tout d'abord été identifiée comme étant un antigène majeur des mélanomes. Son expression a par la suite été rapportée dans plusieurs cellules néoplasiques et quelques tissus sains. Bien que la majorité de la MTf soit associée à la membrane plasmique, une faible portion est sécrétèe dans le milieu extracellulaire sous forme soluble. Notre équipe a récemment démontré que la MTf régulait l'activation du plasminogène et la motilité cellulaire in vitro. Les activateurs du plasminogène sécrétés par les cellules cancéreuses catalysent la conversion du plasminogène en protéase active. La plasmine joue un rôle central dans la progression tumorale en dégradant les protéines de la membrane basale et de la matrice extracellulaire (MEC). Ce remodelage tissulaire facilite grandement l'angiogenèse et l'invasion des cellules cancéreuses vers les tissus adjacents. Le premier objectif de cette thèse fut de démontrer que la MTf favorise l'activation du plasminogène par son activateur de type tissulaire (tPA). À cet effet, une forme recombinante tronquée de la MTf (sMTf) a été utilisée. En présence de plasminogène et de tPA, la sMTf stimule la formation de plasmine dans le milieu extracellulaire de cellules endothéliales (CE) et accroît la dégradation de la fibronectine, une des composantes de la MEC. La dégradation de la MEC conduit au détachement des CE et à leur mort par anoïkis. Ces données suggèrent que la sMTf possède des propriétés anti-angiogéniques en induisant l'anoïkis des CE. Nous avons ensuite évalué ses effets sur le développement angiogénique et sur la croissance tumorale in vivo. Les résultats montrent que la sMTf inhibe significativement la croissance de tumeurs sous-cutanées dérivées de glioblastome et de carcinome pulmonaire humains chez la souris immunosupprimée. Nous démontrons également que le traitement à la sMTf entraîne une réduction de l'expression du marqueur vasculaire d'endogline, de même qu'une diminution de la quantité d'hémoglobine au sein des tumeurs sous-cutanées de glioblastomes. L'ensemble de ces résultats démontre clairement que la sMTf réduit l'angiogenèse et la croissance tumorale in vivo. Tout comme la forme recombinante tronquée, la MTf membranaire (mMTf) interagit avec le système d'activation du plasminogène. La formation de plasmine à proximité de la membrane plasmique favorise l'invasion des cellules tumorales et le développement métastatique. La participation de la mMTf dans la formation de métastases cérébrales a donc été évaluée pour une lignée cellulaire de mélanome humain. Les résultats indiquent la présence de cellules exprimant la MTf humaine dans les cerveaux de souris ayant reçu une injection intraveineuse de cellules de mélanome humain. De même, l'administration d'un anticorps monoclonal dirigé contre la MTf humaine (L235) a réduit de moitié le développement de métastases cérébrales de mélanomes chez la souris. Ces résultats démontrent que l'implication de la mMTf dans l'activation du plasminogène faciliterait la migration des cellules cancéreuses à travers la barière hémato-encéphalique (BHE) et l'invasion du système nerveux central. Les principales contributions de ce travail sont d'avoir démontré d'une part que la sMTf induit le détachement des cellules endothéliales par stimulation de la cascade d'activation du plasminogène. D'autre part, la sMTf entraîne l'inhibition du développement angiogénique et de la croissance tumorale chez la souris. Puis, l'expression de la MTf à la surface des cellules cancéreuses facilite leur migration à travers la BHE dans le but de produire des métastases cérébrales. Cette étude identifie la MTf clairement comme une cible intéressante dans la progression tumorale, tout en suggérant des outils thérapeutiques comme la sMTf recombinante ou une forme humanisée du L235. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Croissance tumorale, Angiogenèse, Métastases cérébrales, Barrière hémato-encéphalique, Mélanotransferrine, Mélanome, Plasminogène.

Le médulloblastome est la tumeur maligne du cerveau la plus répandue chez l'enfant. C'est un cancer très agressif, avec près de 30 % des enfants qui présentent des métastases lors du diagnostic initial. En réponse à divers signaux, les cellules cancéreuses s'échappent de la tumeur primaire et empruntent généralement les nombreux vaisseaux sanguins immatures issus de l'angiogenèse tumorale afin de se disséminer dans l'organisme. Les récepteurs à tyrosine kinase sont responsables de la majorité des signaux cellulaires cruciaux dans les processus d'angiogenèse tumorale et de formation de métastases. Dans un contexte de prévention et de traitement du cancer par l'alimentation, ces derniers représentent des cibles de choix pour de nombreuses molécules issues de la diète telles que certains flavonoïdes. La croissance de la plupart des cancers, incluant les cancers cérébraux, dépend d'une vascularisation adéquate et l'inhibition de l'angiogenèse tumorale pourrait être une stratégie efficace afin de bloquer ou retarder la croissance tumorale. Récemment, les approches antiangiogéniques se sont diversifiées afin de viser non seulement les cellules endothéliales, mais également les cellules musculaires lisses qui contribuent à la maturation et à la stabilisation des vaisseaux sanguins. Nous avons démontré précédemment que la delphinidine, un constituant actif majeur des baies, inhibe la phosphorylation du « vascular endothelial growth factor (VEGF) receptor-2 » ou VEGFR-2 induite par le VEGF et bloque l'angiogenèse in vitro et in vivo. Dans cette étude, nous démontrons que la delphinidine inhibe également l'activation du « platelet derived growth factor-BB (PDGF-BB) receptor-β » ou PDGFR-β dans les cellules musculaires lisses et que cette inhibition contribuerait à l'effet antitumoral de cette molécule. L'effet inhibiteur de la delphinidine sur PDGFR-β est très rapide et mène à l'inhibition de l'activation de ERK-1/2 et de la motilité des cellules musculaires lisses induite par le PDGF-BB. De plus, la delphinidine empêche la différenciation et la stabilisation des cellules endothéliales et des cellules musculaires lisses en un réseau de tubes similaires à des capillaires dans un modèle de coculture en trois dimensions. Dans un modèle d'implant de Matrigel chez la souris, nous avons démontré qu'un extrait de baies riche en anthocyanes est en mesure d'inhiber la formation synergique de vaisseaux sanguins par le « fibroblast growth factor-2 » ou FGF-2 et le PDGF-BB. Le gavage de souris nues avec ce même extrait a également retardé de manière significative la croissance tumorale dans un modèle de xénogreffe de cancer du poumon. Ensemble, ces résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes responsables de l'activité antiangiogénique de la delphinidine, procurant des informations importantes dans le développement de stratégies efficaces de prévention du cancer par l'alimentation. Récemment, le « hepatocyte growth factor » ou HGF et son récepteur à tyrosine kinase Met, se sont imposés comme des éléments clés de la croissance et de la propension à former des métastases dans les médulloblastomes chez l'humain, suggérant que l'inhibition de cette voie de signalisation pourrait être une cible intéressante dans la prévention et le traitement de cette maladie. Au cours de cette étude, nous avons démontré que différents flavonols d'origine alimentaire, soit la quercétine, le kaempferol et la myricétine, inhibent l'axe de signalisation HGF/Met dans une lignée de cellules de médulloblastomes (DAOY). Cet effet prévient la formation de sites riches en actine corticale à la membrane et résulte en l'inhibition de la migration cellulaire induite par Met. De plus, la quercétine et le kaempferol diminuent fortement l'activation de Akt induite par le HGF et ce, à des concentrations pouvant être atteintes par l'alimentation. Ces résultats indiquent que la quercétine, le kaempferol et la myricétine sont des inhibiteurs de l'activité de Met issus de l'alimentation, ce qui suggère que cet effet inhibiteur pourrait contribuer aux propriétés chimiopréventives de ces molécules. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cancer, Alimentation, Prévention, Angiogenèse, Médulloblastomes, Flavonoïdes.

Les glioblastomes (GBM) sont des tumeurs intracrâniennes caractérisées par une résistance très élevée aux thérapies classiques en raison d'un degré de néovascularisation accru et un phénotype extrêmement infiltrant. Malgré de nombreuses études menées à ce sujet, ce cancer du cerveau reste jusqu'à ce jour essentiellement incurable. Cet ouvrage traite de l'action moléculaire du TLN-4601, un nouvel agent anti-cancéreux capable de traverser la barrière hémato-encéphalique et de s'accumuler de manière préférentielle au niveau de la tumeur. Ces propriétés ont permis au composé d'être reconnu comme traitement thérapeutique pour combattre les tumeurs cérébrales. Ce projet se veut donc être à l'interface entre la caractérisation moléculaire du mécanisme d'action et le ciblage thérapeutique de la molécule envers différentes lignées de GBM humains. Dans le but d'étudier l'effet thérapeutique du médicament sur les GBM, trois modèles cellulaires ont été utilisés soit les U87 MG, les U87 EGFRwt et les U87 EGFRvIII. L'amplification du récepteur à l'EGF (EGFR) de type sauvage et du récepteur tronqué EGFRvIII sont des anomalies génétiques communément observées chez ce type de tumeur. Ces phénotypes tumoraux sont notamment corrélés à la résistance des GBM aux traitements conventionnels de chimiothérapie. Le premier volet de cette étude a permis de déterminer que TLN-4601 antagonise le caractère infiltrant des glioblastomes en ciblant deux voies de signalisation associées au développement tumoral soit les voies de RAS/MAPK et de P13K/AKT. Il a également été démontré que le médicament augmente la sensibilité des cellules tumorales à la mort cellulaire via un processus apoptotique impliquant une modulation à la baisse de la phosphorylation de BAD, une augmentation de l'activité caspasique et un clivage de PARP. D'autre part, les résultats montrent que les U87 EGFRvlII semblent être plus réfractaires au médicament comparativement aux deux autres lignées à l'étude. Le second volet de l'étude a permis de caractériser les propriétés anti-angiogéniques du TLN-4601. Il a été établi que le composé inhibe le recrutement des cellules endothéliales (CE) au foyer tumoral en antagonisant leur potentiel migratoire, la tubulogénèse et la synthèse de VEGF par les glioblastomes, un des principaux messagers biochimiques impliqués dans l'angiogenèse. Cet effet pourrait résulter de l'inhibition par TLN-4601 des voies de signalisation RAS/MAPK et PI3K/AKT également observée chez les CE. Finalement, une action cytotoxique du médicament plus spécifique envers le compartiment cérébral tumoral par rapport à l'endothélium vasculaire semble être relevée. Cette action serait associée à la surexpression des récepteurs périphériques benzodiazépines (PBR), chez les glioblastomes comparativement aux cellules endothéliales. De manière globale, nous rapportons que l'action thérapeutique du TLN-4601 semble réduire la nature extrêmement infiltrante des glioblastomes et l'angiogénèse tumorale qui sont des évènements indispensables à la progression des cancers cérébraux. De plus, la cytotoxicité préférentielle du médicament envers les tissus cancéreux plutôt que les tissus sains fait état de la sélectivité du produit. Ces effets thérapeutiques multiples répertoriés dans cette étude justifient son utilisation en tant qu'agent chimiothérapeutique dans la lutte contre le GBM. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : TLN-4601, Glioblastomes, Cellules endothéliales cérébrales, PI3K/AKT, RAS/MAPK, Angiogénèse, Invasion tumorale, Apoptose.

Durant la progression du cancer, les cellules tumorales doivent envahir les tissus afin de se propager dans l'organisme. Pour ce faire, elles sécrètent ou expriment à leur surface des métalloprotéases matricielles, des enzymes capables de dégrader les composants de la matrice extracellulaire. Parmi ces enzymes, la métalloprotéase matricielle de type membranaire 1 (la MTI-MMP) joue un rôle primordial dans la progression tumorale. La MTI-MMP dégrade de nombreux composants de la matrice extracellulaire et des protéines de surface. Grâce à son activité protéolytique, la MTI-MMP joue un rôle important dans les différentes étapes de la progression tumorale. En effet, la MTl-MMP est importante dans l'angiogenèse tumorale, la formation de nouveaux capillaires à partir de vaisseaux pré-existants, car elle permet aux cellules endothéliales d'envahir la matrice extracellulaire. La MTI-MMP est également impliquée dans l'invasion tumorale et la formation de métastases. Bien que l'activité protéolytique de la MTI-MMP soit importante pour ses fonctions, plusieurs études ont démontré la participation de la séquence cytoplasmique de l'enzyme dans la migration et l'invasion tumorales. Toutefois, les mécanismes par lesquels le domaine intracellulaire de la MTI-MMP contribue aux fonctions de l'enzyme n'ont pas encore été élucidés. La présente thèse avait pour objectif principal d'étudier les mécanismes menant à l'implication du domaine cytoplasmique de la MTI-MMP dans la progression tumorale. Le premier objectif des travaux de recherche présentés dans cette thèse était d'identifier et de caractériser la phosphorylation de la MTI-MMP dans sa portion cytoplasmique. Pour ce faire, nous avons utilisé la mutagenèse dirigée afin d'identifier le site de phosphorylation de la MTI-MMP. Nos résultats démontrent que la MTI-MMP est phosphorylée sur son unique résidu tyrosine 573 situé dans la portion intracellulaire de l'enzyme. Cette phosphorylation a été confirmée par l'utilisation d'anticorps reconnaissant spécifiquement les formes phosphorylées de la MTI-MMP. De plus, la phosphorylation de cette enzyme requiert la présence de la kinase Src. La stimulation des cellules tumorales avec un facteur chimioattracteur induit la phosphorylation de la MTI-MMP endogène dans les cellules tumorales et endothéliales. Nous avons également montré que la phosphorylation de la MTI-MMP sur son résidu tyrosine intracellulaire est importante pour la migration des cellules tumorales et endothéliales. Le second objectif de cette thèse était d'étudier l'implication de la phosphorylation de la MTI-MMP dans la prolifération des cellules dans des matrices tridimensionnelles in vitro ainsi que dans la croissance tumorale in vivo. Nous avons constaté que la phosphorylation est importante pour la croissance des cellules tumorales dans des matrices tridimensionnelles alors qu'elle ne l'est pas dans des matrices en deux dimensions. Également, la phosphorylation de la MTI-MMP est nécessaire aux propriétés tumorigènes des cellules tumorales, à savoir la capacité de ces dernières à envahir de denses barrières de collagène fibrillaire et à former des colonies dans l'agar mou. Fait intéressant, nous avons constaté que l'inhibition de la phosphorylation de la MTI-MMP empêche la formation de xénogreffes chez la souris, suggérant que la MTl-MMP phosphorylée joue un rôle essentiel dans les mécanismes menant au développement tumoral. Le troisième objectif de cette thèse était de vérifier si la MTI-MMP phosphorylée était nécessaire pour la progression tumorale au niveau clinique. Nous avons donc étudié des spécimens provenant de biopsies de patients atteints de neuroblastome. Nos résultats ont démontré que la MTI-MMP phosphorylée était exprimée surtout dans les cas de neuroblastome avec un mauvais pronostic, alors que les cas qui avaient un bon pronostic exprimaient peu la MTI-MMP. Ces données indiquent que la phosphorylation de la MTI-MMP pourrait jouer un rôle important dans le développement du neuroblastome. Compte tenu du rôle majeur de la MTI-MMP phosphorylée dans la progression tumorale, le quatrième objectif de ces travaux de recherche était de concevoir une molécule pouvant inhiber la phosphorylation de la MTl-MMP afin de réduire le développement tumoral. Nous avons donc développé l'ACM-14, un peptide correspondant à la séquence cytoplasmique de la MTl-MMP dans laquelle la tyrosine a été remplacée par une phénylalanine et couplé à une séquence perméable aux cellules. Nos résultats démontrent que ACM-14 réduit la phosphorylation de la MTl-MMP et retarde par conséquent la croissance tumorale in vivo. En somme, les travaux présentés dans cette thèse apportent de nouvelles informations quant à l'implication du domaine intracellulaire de la MTI-MMP dans la progression tumorale. Les résultats présentés vont contribuer au développement et à l'élaboration de nouvelles stratégies afin d'inhiber le développement du cancer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cancer, Invasion tumorale, MTI-MMP, Phosphorylation, Traitement du cancer.

L'une des caractéristiques des cellules souches mésenchymateuses (MSC) est leur capacité à survivre en conditions hypoxiques et à contribuer au développement tumoral. Le transporteur du glucose-6-phosphate (G6PT) exerce, par ailleurs, un contrôle métabolique contribuant à la mobilisation et à la survie des MSC. Les effets d'un environnement faible en oxygène (1,2% O₂) sur l'expression de G6PT sont inconnus et pourraient expliquer en partie la contribution et le recrutement des MSC au centre d'un foyer tumoral hypoxique. Nous avons découvert que l'expression génique de G6PT ainsi que de la sous-unité catalytique G6PC-3 (β) du système glucose-6-phosphatase sont significativement exprimés, tandis que l'expression des isoformes G6PC-I (α) et G6PC-2 (IGRP) était indétectable. L'environnement hypoxique ainsi que l'hypoxie artificielle induite suite à un traitement au chlorure de cobalt (CoCl₂), induisent à la fois l'expression de G6PT, du facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF), et du facteur inductible hypoxique-l α (HIF-1 α), mais pas de G6PC-3 (β). L'analyse de la séquence promotrice du gène de G6PT révèle la présence de sites potentiels de liaison pour HIF-1 α. Nous démontrons également, à l'aide d'ARN interférant (siRNA) dirigé contre le gène HIF-1 α, que l'induction de G6PT ainsi que de VEGF dans les MSC en conditions de cultures hypoxiques est antagonisée. Finalement, nous avons généré un modèle de MSC exprimant constitutivement HIF-1 α, et avons observé une augmentation significative des niveaux endogènes de l'expression de G6PT ainsi que de la mobilité cellulaire. De plus, nous avons démontré que l'inhibition de la fonction de G6PT par un dérivé de la mumbaïstatine (AD4-015) permettrait ainsi de cibler préférentiellement la mort des cellules possédant un niveau de G6PT élevé. Nos résultats démontrent un axe de régulation métabolique de G6PT dépendant de HIF-1 α. Cet axe contribuerait à la flexibilité métabolique caractérisant les MSC et leur permettrait de survivre dans des conditions telles l'ischémie ou le développement tumoral, caractérisées par l'hypoxie et la privation en nutriments. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cellules souches mésenchymateuses, Facteur inductible hypoxique-1 α, Transporteur du glucose-6-phosphate, Migration des cellules souches, Tumeur cérébrale.

La croissance des tumeurs dépend de l'angiogenèse qui permet un apport adéquat en oxygène et en nutriments ainsi que la dissémination des cellules cancéreuses vers d'autres organes pour former des métastases. Son inhibition représente donc une stratégie efficace pour bloquer ou contrer la croissance des tumeurs. Parmi les éléments essentiels à l'initiation de l'angiogenèse tumorale, on retrouve le facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF) qui exerce son action proangiogénique en se liant à son récepteur, le VEGFR-2. Ce récepteur à activité tyrosine kinase est responsable de l'émission des signaux cellulaires nécessaires à l'angiogenèse tumorale. Ainsi, dans un contexte de prévention et de traitement du cancer, le VEGFR-2 représente une cible de choix. Sachant que le tiers des cancers est lié à la nutrition, les molécules d'origine alimentaire sont de plus en plus considérées dans la chimioprévention. Différentes études s'intéressent à leur identification et à leurs propriétés antiangiogéniques et antitumorales dans le but de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans les effets préventifs de ces molécules. Le régime méditerranéen est, depuis longtemps, connu pour ses effets bénéfiques pour la santé. Ces effets positifs découlent, entre autres, de l'utilisation de l'huile d'olive. Néanmoins, peu d'études ont caractérisé l'effet de l'huile d'olive sur l'angiogenèse tumorale. L'objectif de ce mémoire est de caractériser les effets de cinq principales molécules de l'huile d'olive (hydroxytyrosol (HT), taxifoline (Tax), tyrosol (TyrOH), oleuropéine (OL) et acide oléique (AO)) sur les étapes clefs de l'angiogenèse tumorale (prolifération, migration et tubulogenèse), induites par le VEGF, dans les cellules humaines endothéliales de veine ombilicale (HUVECs). Dans notre étude, nous avons démontré que HT, Tax et AO inhibent l'angiogenèse in vitro dans les HUVECs. Cet effet consiste en une inhibition des processus de prolifération et de migration cellulaires ainsi que de la tubulogenèse qui sont induits par le VEGF. Le mécanisme derrière ces effets est attribuable à l'inhibition de la phosphorylation des résidus tyrosines, du VEGFR-2, Tyr951, Tyr1059, Tyr1175 et Tyr1214 indispensables à l'induction de l'angiogenèse tumorale. Nous avons aussi démontré que HT, Tax et AO diminuent l'activation des voies de signalisation intracellulaires des MAPkinases (ERK et JNK) induites par le VEGF, et ce, à des concentrations qui pourraient être fournies par une alimentation à base d'huile d'olive. Nos résultats permettent donc de mieux comprendre les mécanismes responsables de l'activité antiangiogénique des molécules de l'huile d'olive. Dans l'ensemble, les résultats obtenus dans cette étude indiquent que les molécules de l'huile d'olive sont des inhibiteurs de l'activité de VEGF dans l'angiogenèse tumorale et que cet effet pourrait contribuer aux propriétés chimiopréventives de ces molécules. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cancer, prévention, alimentation, huile d'olive, angiogenèse, facteur de croissance de l'endothélium vasculaire.

Favorisant plusieurs altérations physiologiques et autres conditions telle l'instabilité génomique, l'inflammation chronique joue un rôle central de l'initiation jusqu'au développement du cancer. Cette condition requiert la contribution de plusieurs types cellulaires et de médiateurs inflammatoires telle que la protéine transductrice du signal et activatrice de la transcription 3 (STAT3). Cette dernière est un médiateur majeur dans l'induction et le maintien d'un microenvironnement tumoral inflammatoire. En effet, la phosphorylation de STAT3 est essentielle à la régulation et à la transcription de plusieurs facteurs de croissance et cytokines incluant la cyclooxygénase-2 (COX)-2 et l'interleukine-6 (IL6), mais par son rôle de transducteur, elle répond aussi à plusieurs stimuli tant endogènes qu'environnementaux. Une des voies les plus importantes à cet effet est celle de JAK/STAT3. Une boucle rétroactive d'activation de STAT3 alimente d'ailleurs les processus impliqués dans le développement tumoral comme la prolifération, l'anti-apoptose, l'angiogenèse et la métastase. Les objectifs de notre étude sont, dans un premier temps, d'évaluer les effets de 5 polyphénols connus pour leur propriété anti-angiogénique; la lutéoline (Lut), l'apigénine (Api), l'épigallocatéchine gallate (EGCG), la delphinidine (Dp) et l'acide éllagique (EA), sur différentes étapes de l'angiogenèse déclenchée par l'IL-6 et d'en déterminer le mécanisme d'action au niveau moléculaire. Dans un deuxième temps, nous avons évalué chez les cellules souches mésenchymateuses (MSC) ayant un phénotype pro-inflammatoire induit par la concanavaline A (ConA), l'implication de la métalloprotéinase membranaire matricielle de type-1 (MT1-MMP) dans l'activation de STAT3 et l'expression de COX-2. Les résultats ont montré principalement que la Lut et l'Api inhibent très significativement la prolifération, la migration et la tubulogenèse des cellules endothéliales (EC) induite par l'IL-6 via la voie JAK/STAT3. En deuxième lieu, chez les MSC, la MT1-MMP semble être un contributeur important dans le phénotype pro-inflammatoire et implique également la voie JAK/STAT3. De façon inattendue l'inactivation de STAT3 potentialise l'expression de COX-2. Étant donné que les MSC sont recrutées aux sites inflammatoires de plusieurs cancers, ces résultats confirment l'importance de la MT1-MMP dans la régulation de la signalisation intracellulaire pro-inflammatoire des MSC. L'action double de STAT3 régulé par la MT1-MMP, montre son rôle majeur comme contributeur dans l'équilibre de l'expression de COX-2. Ce mécanisme permettrait ainsi aux MSC de s'adapter au microenvironnement inflammatoire pro-tumoral. Connaissant la diversité des polyphénols d'origine alimentaire et leur potentiel anti-inflammatoire, anti-angiogénique et anticancéreux on a aussi montré dans le cadre de cette étude que le potentiel de l'activité anti -inflammatoire de la Lut et d'Api permet, en partie d'expliquer leur activité anti-angiogénique et anti-cancer. Ainsi, ces flavones pourraient non seulement servir de base de recherche d'agents thérapeutiques anti-angiogéniques minimisant la résistance aux agents chimiothérapeutiques, mais aussi mettre en lumière le rôle majeur de l'alimentation dans la prévention du cancer. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : STAT3, MT1-MMP, angiogenèse, inflammation, IL6, COX-2

Ce travail est axé sur l’amélioration des propriétés de biospécificité de sondes polymères fluorescentes, d’architectures contrôlées synthétisées par polymérisation RAFT, pour deux applications principales : le ciblage de tumeurs cancéreuses in vivo et le marquage de protéines pour des études in cellulo. Pour une imagerie ciblée de l’angiogénèse tumorale in vivo, des systèmes de ciblage multivalents à deux niveaux ont été élaborés en combinant à la fois i) des polymères bien contrôlés synthétisés par polymérisation RAFT et par le procédé PISA, ii) des clusters peptidiques tétravalents présentant une forte affinité pour les intégrines αvβ3 et iii) des fluorophores émettant dans le rouge lointain/proche-infrarouge pour un suivi in vitro et in vivo par microscopie optique. Deux types de sondes ont été synthétisés, des conjugués linéaires et des nanoparticules chevelues. La présentation multivalente du cluster peptidique permet d’augmenter considérablement l’affinité pour les intégrines αvβ3. Les premières évaluations biologiques indiquent une internalisation cellulaire des sondes polymères médiée par les clusters peptidiques ainsi qu’un marquage sélectif des cellules sur-exprimant les intégrines αVβ3. Pour le marquage de protéines, deux stratégies ont été explorées : le marquage de protéines natives par couplage covalent de sondes ω-fonctionnelles et le marquage de protéines recombinantes par des sondes porteuses d’un ligand spécifique. Pour la première stratégie, une fonction ester activé a été introduite en extrémité ω de sondes polymères par chimie thiol-ène pour marquer les résidus lysines des protéines natives. Cette approche a abouti à un poly-marquage difficile à contrôler mais offrant une brillance élevée. Pour la seconde stratégie, un groupement acide nitrilotriacétique (NTA) a été introduit en extrémité α des sondes polymères afin de marquer spécifiquement les protéines taguées Histidines. Cette approche a permis un marquage efficace de différentes protéines et permet de contrôler précisément le nombre de sondes par protéine ainsi que leur site de fixation sur la protéine. Finalement, suite à ces travaux, une nouvelle stratégie de synthèse de polymères séquencés par addition successive de monomères hétéro-bifonctionnels en utilisant des réactions chimiques très efficaces, sélectives et orthogonales a été proposée et validée. / This work is focused on improving the biospecificity properties of fluorescent polymer probes, with controlled architectures, for two main applications: the in vivo targeting of cancer tumors and the labeling of proteins for in cellulo studies. For a targeted imaging of tumor angiogenesis in vivo, targeting systems presenting two levels of multivalency were developed by combining both i) well-controlled polymers synthesized by RAFT polymerization and the PISA process, ii) peptide tetravalent clusters exhibiting a high affinity for the αvβ3 integrins and iii) fluorophores emitting in the far red / near-infrared for a monitoring in vitro and in vivo by optical microscopy. Two types of probes were synthesized, linear conjugates and hairy nanoparticles. Multivalent presentation of the peptide cluster induced a significant increase of the affinity for αvβ3 integrins. The first biological evaluations also indicated an efficient cellular internalization of polymer probes mediated by the peptide clusters and a selective labeling of cells over-expressing αvβ3 integrins. For protein labeling, two strategies were explored: the labeling of native proteins by covalent coupling of ω-functional polymer probes and the labeling of recombinant proteins by probes bearing a specific ligand at one chain-end. For the first strategy, an activated ester function was introduced at the ω-end of polymer probes by thiol-ene chemistry to label the lysine residues of native proteins. This approach resulted in a poly-labeling, difficult to control but providing highly bright bioconjugates. For the second strategy, a nitrilotriacetic acid group (NTA) was introduced at the α-end of polymers probes to specifically label Histidine tagged proteins. This approach enabled an efficient labeling of different proteins with a more precise control of the number of probes per protein and of the binding site. Finally, following this work, a new synthetic strategy of sequenced polymers by successive addition of hetero-bifunctional monomers using highly efficient, selective and orthogonal chemical reactions was proposed and validated.