La fonction de barrière de l'endothélium vasculaire est affectée par des modifications de la cadhérine des cellules endothéliales (VE-cadhérine) telles que la phosphorylation sur tyrosine dans son domaine cytoplasmique et le clivage de son domaine extracellulaire (sVE). Ce travail s'est articulé en deux parties : 1- Etude de ces modifications dans le contexte de la polyarthrite rhumatoïde (PR), et les mécanismes sous-tendus. Ce travail a permis de montrer que la VE-cadhérine est une cible du TNFα, une cytokine essentielle dans la PR, qui induit de la libération de sVE de façon dépendante de l'activité kinase de Src, suggérant l'implication d'un mécanisme de phosphorylation sur tyrosine dans ce processus. De plus, la VE-cadhérine est aussi la cible des protéases de la matrice extracellulaire telles que MMP-2. L'application de ces données fondamentales à la clinique a permis de montrer que sVE était retrouvée dans le sang de patients PR (n=63) et que son taux était corrélé à l'activité de la maladie. Ainsi, le dosage de sVE est d'intérêt dans la prise en charge des patients. 2-Etude de la phosphorylation de la VE-cadhérine dans un contexte d'angiogenèse hormono-régulée au cours du cycle ovarien chez la souris. Les résultats ont montré que le site Y685 de la VE-cadhérine est phosphorylé dans l'ovaire et l'utérus de souris de façon régulée pendant le cycle, ce qui permet de proposer ce modèle physiologique pour étudier la phosphorylation de la VE-cadhérine in vivo. L'analyse de souris knock-in Y685F de la VE-cadhérine (VE-Y685F) a montré que l'absence du site confère une perméabilité accrue dans l'ovaire et l'utérus mais aussi dans les petits capillaires de la peau. De plus, dans deux modèles d'induction d'arthrite, les souris VE-Y685F ont présenté un taux de sVE plus élevé que les contrôles. Au total, sVE et la phosphorylation de la VE-cadhérine ont un vaste champ d'application dans le traitement de la PR ainsi que pour le développement de nouvelles thérapies pouvant s'étendre à d'autres pathologies vasculaires.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'Osteoprotégérine est une cytokine soluble qui joue un rôle clé dans le métabolisme osseux et est impliquée dans la réponse immunitaire et l'hématopoïèse. Elle est associée à la dysfonction endothéliale et semble intervenir dans l'angiogenèse. Cette cytokine constituerait en fait, un trait d'union entre le tissu osseux et vasculaire. Son rôle dans la formation de la matrice osseuse est aujourd'hui bien élucidé mais son implication dans la vascularisation reste à établir. L'OPG est rapidement libérée par l'endothélium dans des conditions inflammatoires et est donc en mesure d'intervenir dans le processus de revascularisation initié par les cellules progénitrices endothéliales (PECs). Au cours de cette étude, nous avons tenté de comprendre le rôle joué par cette cytokines dans la néovascularisation induite in vitro, par une sous population de PECs appelées ECFCs (endothelial colony-forming cells), et sur la formation des néovaisseaux in vivo.Nous avons montré qu'elle agit sur la " souchitude " des cellules CD34+, potentialise les propriétés proangiogènes des ECFCs in vitro, et participe au processus angiogénique in vivo. L'OPG agit sur les ECFCs via le syndécanne-1, inhibe leur adhésion à la matrice extracellulaire, favorise leur migration et leur tubulogenèse via la voie SDF-1/CXCR4, et potentialise leur adhésion à l'endothélium activé. Les effets observés sont corrélés à la libération du SDF-1, une activation des voies de signalisation ERK1/2, Akt et mTOR et à une activation de l'intégrine αVβ3. Par ailleurs, nous avons montré que l'OPG potentialise l'effet proangiogène du FGF-2 in vivo. Elle participe également au développement tumoral et à la dissémination des métastases, probablement via l'inhibition de l'apoptose des cellules tumorales, mais aussi par la promotion de l'angiogenèse tumorale.

BMP9 (Bone Morphogenetic Protein 9) et BMP10 sont deux facteurs de croissance de la famille du TGFβ qui partagent le fait d'être les ligands du récepteur Alk1 (Activin receptor-like kinase 1). Les mutations de ce récepteur sont la cause de 2 pathologies vasculaires, la maladie de Rendu Osler et l'Hypertension Artérielle pulmonaire. L'invalidation de BMP10 a été décrite, elle entraine une létalité embryonnaire du fait de graves défauts cardiaques. L'invalidation de BMP9, un facteur de quiescence de l'endothélium vasculaire, n'avait pas encore été réalisée. Dans ce contexte l'objectif de cette thèse a été d'étudier les rôles respectifs de BMP9 et de BMP10 dans les remodelages vasculaires. Nous avons pour cela utilisé les souris invalidées pour BMP9, obtenues dans le cadre d'une collaboration avec l'équipe de S-J Lee (Baltimore, USA). Bien que les souris Bmp9-KO soient viables et fertiles, notre travail montre qu'elles présentent un réseau lymphatique anormal, avec un élargissement des vaisseaux et une réduction du nombre de valves dans leurs collecteurs. Les défauts observés ont un retentissement fonctionnel sur l'efficacité du drainage lymphatique. En accord avec ces observations, nous avons pu montrer que BMP9 régule un certain nombre de gènes impliqués dans le développement du réseau lymphatique. En contraste avec les résultats précédents, la vascularisation de la rétine est normale chez les souriceaux Bmp9-KO. Cette absence de phénotype est causée par une redondance entre BMP9 et BMP10. En effet, la neutralisation de BMP10 chez les souriceaux Bmp9-KO entraine une absence de maturation de la vascularisation de leur rétine. De plus, ces souriceaux présentent un défaut de fermeture de leur canal artériel. Ce vaisseau permet de dévier le sang hors des poumons fœtaux non fonctionnels et sa fermeture au moment de la naissance est nécessaire à la survie postnatale. Au total, ce travail met en exergue les rôles de BMP9 et de BMP10 dans les remodelages vasculaires périnataux lymphatiques et sanguins.

Chez la souris, la néphrogenèse débute par l'apparition du blastème metanéphrogène à 9.5 dpc. Une transition mésenchymo-épithéliale, comportant 5 étapes, débute a 11.5 dpc et aboutit au rein mature, composé de 3 structures : glomérules, tubules, et capillaires glomérulaires. Les étapes initiales du développement rénal peuvent être récapitulées en culture ex vivo; toutefois, l'organogenèse terminale et la maturation rénale sont incomplètes, et les structures rénales obtenues ex vivo ne sont pas fonctionnelles. Une étude du développement vasculaire in vivo au cours du développement rénal montre une angiogenèse (cellules Pecam-1 positives) et une vasculogenèse (cellules VEGFR-1 positives) précoces, dès 10.5 dpc. Une analyse quantitative par qRT-PCR confirme le rôle de Hif1α et VEGF dans la vasculogenèse rénale. En outre, la voie PGC1α, inductrice de VEGF indépendante de HIF, est activée en conditions hypoxiques. Pour améliorer le développement vasculaire rénal ex vivo, nous proposons un modèle de culture avec micro-perfusion rénale. L'étude morphologique par immunofluorescence des reins après culture micro-perfusée montre une survie tissulaire normale (TUNEL), et une intégrité anatomique (Néphrine, Cytokératine, WT1), en particulier vasculaire (Pecam-1). Une perfusion de vivo-morpholinos WT1 aboutit à une perte d'expression de WT1, confirmant le caractère fonctionnel de notre modèle. En conclusion, nous montrons le rôle précoce de l'angiogenèse et de la vasculogenèse au cours du développement rénal ; nous identifions le rôle de PGC1α dans la vasculogenèse rénale en conditions hypoxiques, et nous proposons une nouvelle technique de culture rénale ex vivo. / In mice, nephrogenesis starts with the formation of the metanephric mesenchyme, at e9.5 dpc. A mesenchymal epithelial transition, consisting of 5 steps, starts at e11.5 dpc, and leads to a mature kidney, composed of 3 main structures: glomeruli, tubules, and capillaries. The initial steps of renal development can be recapitulated ex vivo; however, terminal organogenesis and maturation are impaired, and the explants are not functional. A study of vascular development in vivo during renal development shows that angiogenesis (Pecam-1 positive cells) and vasculogenesis (VEGF-R1 positive cells) occur early, at e10.5 dpc. A quantitative analysis, by qRT-PCR, shows that Hif1α and VEGF play a major role in renal vasculogenesis. Moreover, the PGC1α signaling pathway, a HIF independent VEGF inductor, is activated under hypoxic conditions. To improve ex vivo vascular development, we propose a novel culture technique, with micro-perfusion of the explant. A morphologic analysis of the kidneys obtained by micro-perfused cultures shows no apoptosis (TUNEL), a conserved parenchymal structure (Nephrin, Cytokeratin, WT1), and a proper vascular development (Pecam-1). A micro-perfusion of WT1 vivo-morpholinos leads to a decrease in WT1 expression, thus validating our model. In conclusion, we showed the early role of angiogenesis and vasculogenesis in renal development, we analyzed PGC1α role in hypoxic kidney cultures, and we proposed a novel kidney culture model.

L’accident vasculaire cérébral (AVC) représente une des plus importantes causes d’handicap acquis de l’adulte. A l’heure actuelle, après les premières heures de l’AVC, aucun traitement efficace en dehors de la rééducation n’est disponible, renforçant l’importance de la recherche des traitements alternatifs. La thérapie de reperfusion à la phase aigüe est conditionnée par une détection et une prise en charge très précoce. Pour cette raison, seulement environ 10% des patients peuvent en bénéficier. L’application des nouvelles techniques d’imagerie cérébrale peut être de grande utilité dans la compréhension des mécanismes de l’ischémie aiguë et l’identification des candidats potentiels à la reperfusion. Dans le cadre de notre première étude dans un modèle expérimental d’ischémie cérébrale chez le rat (par occlusion de l’artère cérébrale moyenne oACM), nous avons caractérisé les altérations micro-vasculaires, hémodynamiques et la saturation locale en oxygène (StO2) à la phase aigüe de l’AVC (dans la première heure) par IRM multiparamétrique. Les résultats de cette étude ont montré le potentiel de la cartographie par IRM de la StO2 dans la détection du cœur ischémique sans l’inclusion d’aucune zone potentiellement récupérable.Au-delà de la phase aigüe, le réel besoin de disposer de thérapies avec une fenêtre thérapeutique plus étendue s’impose. La thérapie cellulaire présente un potentiel dans le traitement de l’AVC. La thérapie cellulaire semble promouvoir une réduction du handicap après un AVC par des mécanismes de neuroprotection et de régénération du tissu cérébral. Malgré ces résultats encourageants, l’importante mort cellulaire quand les cellules exogènes sont administrées dans la cavité de l’infarctus doit être améliorée. Nous avons évalué un biomatériau hydrogel in vivo et son potentiel à protéger les cellules greffées à long terme. Dans notre étude pilote chez le rat sain, nous avons démontré que l’hydrogel à base d’acide hyaluronique (HA) HyStemTM-HP (Sigma-Aldrich, France) pouvait rester dans le tissu cérébral pendant 28 jours sans être dégradé, ce qui représente une protection potentielle pour des cellules greffées.La greffe intracérébrale de HA combinée à des cellules souches mésenchymateuses humaines (CSMh) issues de la moelle osseuse), 7 jours après l’oACM, a favorisé la survie cellulaire et a augmenté les marqueurs angiogéniques. Les cellules RECA1+ (marqueur des cellules endothéliales vasculaires) ont été augmentées. Les cellules Collagen-IV+ (membrane basale des vaisseaux) étaient également augmentées par le traitement. L’angiogenèse est un processus clé dans la récupération post-AVC. Malgré ces effets pro-angiogéniques bénéfiques, aucun des traitements (CSMh+HA ou CSMh seules) n’a permis une récupération fonctionnelle 3 semaines après l’injection (évaluation par deux test sensori-moteurs: échelle d’évaluation neurologique (mNSS) et test du retrait d’adhésif). / As the leading cause of disability in adulthood, stroke remains an important subject of study because no effective treatments except by rehabilitation are currently available after the first hours. The acute phase therapy reperfusion is conditinated to a rapid detection and management. For this reason, just around 10% of patients benefit of this. The application of new brain imaging techniques can be relevant for the comprehension of acute stroke mechanism and for a more accurate identification of candidates for acute phase reperfusion therapies. In our first study in a rat model of ischemic stroke (by occlusion of middle cerebral artery, MCAo) we characterized the microvascular, hemodynamic and local saturation in oxygen (StO2) alterations in the acute phase (around one hour after stroke onset), using multiparametric MRI. We demonstrated the potential of StO2 MRI map for detecting the ischemic core without the inclusion of any reversible ischemic damage.Therapeutic approaches that can be applied beyond acute phase are urgently needed. Most evidences suggest that cell therapies have the potential to reduce post-stroke disability through neuroprotection and brain remodelling mechanism. Despite of beneficial effects were demonstrated, some issues need to be addressed, such as the important loss of grafted cells reported when cells are administrated into infarct cavity. We evaluated an innovating biomaterial hydrogel in vivo and their potential to promote long term protection of grafted cells. In a pilot study, we demonstrated that hyaluronic acid-based hydrogel (HA) HyStemTM-HP (Sigma-Aldrich, France) presented a long lasting (over 28 days) in healthy brain suggesting to be a good candidate for cell therapy.When co-administrated by intracerebral route combined with human Mesenchymal Stem Cells (hMSC from bone marrow) seven days after MCAo, the HAhydrogel promoted an increase of hMSC survival and improved angiogenic process. In the immunohistological study, RECA1+ (vessel endothelial cells makers) were increased. Collagen-IV+ cells (vessel basal membrane) were also increased. Post stroke angiogenesis is a key process for brain recovery. No difference in lesion volume was detected among the ischemic groups by in vivo MRI. Despite the pro-angiogenic beneficial effect, neither hMSC+HA nor hMSC alone were able to improve functional results 3 weeks after intracerebral injection (assessed by modified neurological severity score (mNSS), and adhesive removal test).

L’angiogenèse tumorale réfère à la capacité d’une tumeur à stimuler la formation de nouveaux vaisseaux sanguins. L’induction de l’angiogenèse dépend notamment de la présence de certains récepteurs exprimés à la surface de cellules endothéliales et tumorales. Ces récepteurs sont impliqués dans la formation de nouveaux vaisseaux sanguins mais aussi dans la progression des tumeurs, l’invasion locale des tissus avoisinants et la formation de métastases. Nous nous intéressons ici essentiellement aux récepteurs de type intégrines (et surtout l’intégrine αvß3) ou neuropiline-1 (NRP1).Les intégrines sont des récepteurs transmembranaires décrits initialement parce qu’ils permettent aux cellules d’adhérer et de se déplacer sur la matrice extracellulaire (ECM) en particulier parce qu’elles se lient à la séquence tri-peptidique RGD, mais elles interviennent aussi directement et indirectement dans les échanges biochimiques entre les cellules et leur micro-environnement. NRP1 est un corécepteur du VEGF (vascular endothelial growth factor). Pour cela, NRP1 s’associe au récepteur principal VEGFR2, surexprimé dans les tumeurs et dont l’expression a été corrélée avec l’angiogenèse. Il est très important de noter que l’intégrine αvß3 et le récepteur NRP1 peuvent interagir physiquement et fonctionnellement. Notre hypothèse de travail est alors qu’en bloquant la fonction de ces 2 récepteurs nous pourrons augmenter l’efficacité des thérapies anti-angiogèniques anti-tumorales.Nous avons généré des nanoparticules de silices bifonctionnelles car elles présentent à leur surface à la fois des peptides cycliques cRGD ciblant l’intégrine αvß3 et ATWLPPR qui cible NRP1. Nous avons testé des ratio différents de peptides cRGD et ATWLPPR (100/0, 25/75, 50,75/50/25 et 0/100), et nous avons aussi optimisé le nombre total de ces ligands/NP. Nous avons analysé l’affinité des différentes molécules, leur sélectivité et activité biologique ainsi que leurs propriétés anti-angiogéniques et anti-tumorale en particulier sur des cellules endothéliales humaines (ECs) et sur des lignées de cellules tumorales.Notre étude suggère que ces nanoparticules bifonctionnelles présentent un grand potentiel si leur composition est soigneusement définie. En particulier, elles peuvent présenter des activités extrêmement variables voir opposées suivant la nature et composition de leur surface et de la concentration à laquelle les NPs sont utilisées. En effet, à « haute concentration » en NP, ce qui correspond en fait à une faible concentration en peptides, nous montrons qu’il est possible d’obtenir un effet « pro-angiogénique » lié au recrutement d’autres récepteurs de facteurs de croissance (IGF1-R/IR) qui a priori ne devaient pas intervenir dans notre système, mais semblent pouvoir être fonctionnellement liés aux intégrines et/ou NRP1 en réponse aux particules présentant les 2 peptides cRGD et ATWLPPR. Ces résultats contribuent à expliquer certains échecs thérapeutiques des agents anti-angiogéniques mais nous permettent aussi de proposer des solutions attractives pour la définitions nouveaux agents thérapeutiques. / Tumor angiogenesis refers to the ability of a tumor to stimulate new blood vessels formation. Angiogenesis strongly depends on cell surface receptors and integrin activation to promote tumor progression, local invasion and dissemination. Integrins (especially integrin αvß3) and Neuropilin-1 (NRP1), a co-receptor of VEGFR2, are over-expressed in the tumor vasculature and by tumor cells, and their expression has been correlated with tumor progression. Importantly, integrin αvß3 and NRP1 can physically and functionally interact.The use of dual targeted drugs that block the integrin αvß3 and the NRP1 receptor simultaneously is thus expected to augment the anti-angiogenic and anti-tumor activities, as compared to each “mono-therapy” separately. During my PhD studies, in collaboration with the group of chemists leaded by Pr G. Subra, we generated different batches of bifunctional cRGD/ATWLPPR peptides coated nanoparticles (NPs) targeting integrin αvß3 and NRP1 simultaneously. We introduced different ratio of cRGD and ATWLPPR peptides (100/0, 25/75, 50/50, 75/25 and 0/100), and we also increased the amount of total ligands on the surface of the silica NPs. Systematic studies including molecules' affinity, selectivity, and biological activity as well as anti-angiogenic and anti-tumoral effects were performed on primary endothelial cells (ECs), immortalized ECs and several tumor cells. NPs properties were also evaluated in vivo in a mouse tumor model. We report here that these NPs present highly variable biological activities in ECs and tumor cells depending on the peptides ratio, surface coating of the NPs and on their concentration. In particular, “elevated” concentrations of NPs, which actually correspond to usual concentrations of peptides, can activate an unexpected IGF1-R/IR-AKT signaling pathway that could lead to a counter-productive pro-angiogenic activity (agonist instead of antagonist). This could mimic the conflicting results obtained in clinical trials using Cilengitide, an RGD-presenting peptide, and thus provide new areas of investigations and new possibilities to design active nano-drugs.This work can thus participate to the general effort of our research community to design efficient targeted anti-angiogenic therapies that could be applied in particular for cancer treatment.

Les Bone Morphogenetic Proteins (BMP) jouent un rôle important dans de nombreux processus physiopathologiques, en particulier dans les processus d'angiogenèse. La mise au point de méthodes de détection sensibles et spécifiques pourrait être utiles pour des applications cliniques potentielles. Ce travail s'intéresse à BMP9, molécule récemment identifiée par notre équipe comme le ligand physiologique et spécifique du récepteur orphelin Activin Receptor-Like Kinase 1 (ALK1). BMP9 est présent dans le sang et joue un rôle de facteur de quiescence de l'endothélium vasculaire. Ces observations nous ont permis de proposer que la concentration sanguine de BMP9 pourrait être un marqueur de l'état d'activation de l'endothélium vasculaire. Afin de valider cette hypothèse, trois objectifs ont été définis : 1/ mettre au point une méthode de dosage sensible et spécifique de BMP9 circulant, 2/ caractériser les sites d'expression et les formes circulantes de BMP9 et 3/ évaluer la pertinence de BMP9 comme biomarqueur de l'angiogenèse physiologique et pathologique, en particulier tumorale. La première partie de mon travail de thèse a consisté à développer deux méthodes de dosage. La première consiste en une méthode biologique, basé sur l'utilisation d'un gène rapporteur sous le contrôle du promoteur BRE (BMP Responsive Element) qui répond à l'activation de la voie des BMPs. La seconde méthode est basée sur un système « sandwich » de type immunoenzymatique. Les caractéristiques de ces méthodes ont été établies. Dans un second temps, grâce à ces outils, nous avons montré que BMP9 est une protéine produite principalement par les hépatocytes et qu'elle circule majoritairement sous une forme active, complexée à son pro-domaine. Une forme inactive homo-dimérique non clivée est aussi synthétisée. Ce travail confirme également le rôle de BMP9 dans la quiescence de l'endothélium vasculaire. Dans la dernière partie de ce travail, le taux de BMP9 a été mesuré dans des fluides biologiques de patient(e)s présentant diverses situations physiopathologiques. Une augmentation de la concentration sanguine de BMP9 est observée peu de temps avant l'accouchement ; chez les patientes pré-éclamptiques des taux plus élevés de BMP9 sont aussi observés, ouvrant des perspectives dans le domaine obstétrical. Dans les pathologies tumorales, nos observations montrent que BMP9 n'a pas d'intérêt en tant que marqueur diagnostique ou pronostique. Toutefois, les données recueillies dans le cancer médullaire de la thyroïde traité par vandétanib suggèrent que la mesure du taux de BMP9 circulant pourrait avoir une valeur prédictive sur l'efficacité du traitement. Ainsi, l'utilisation du dosage de BMP9 comme marqueur prédictif ou pharmacodynamique des thérapies anti-angiogéniques doit être envisagé. En effet, à l'heure actuelle, l'index thérapeutique des traitements anti-angiogéniques pourrait être amélioré s'il était possible d'identifier et de valider des biomarqueurs susceptibles de prédire précocement l'efficacité clinique ou le développement de résistances au traitement. Cette perspective apparait d'autant plus intéressante que deux molécules, ciblant la voie de signalisation Alk1 ont récemment été développées et présentent des résultats prometteurs, en particulier chez les patients présentant une résistance aux anti-VEGF. / The Bone Morphogenetic Proteins (BMPs) play an important role in many pathophysiological processes, particularly in angiogenesis. The development of sensitive and specific detection methods could be useful for potential clinical applications. This work focuses on BMP9, a molecule recently identified by our team as the physiological and specific ligand of the orphan receptor Activin Receptor-Like Kinase 1 (ALK1). BMP9 is a circulating vascular quiescence factor. These observations have allowed us to propose that BMP9 blood concentration could be a biomarker of the activation state of the vascular endothelium. To validate this hypothesis, three objectives were defined: 1 / Develop a sensitive and specific assay of circulating BMP9, 2 / characterize expression sites and circulating forms of BMP9 and 3 / evaluate the relevance of BMP9 as a biomarker for physiological and pathological angiogenesis, in particular tumor. The first part of my thesis was to develop two assays. The first is a biological method, based on the use of a reporter gene under the control of the promoter BMP Responsive Element (BRE) which responds to the activation of the BMPs. The second method is based on a "sandwich"-type immunoassay. The characteristics of these methods have been established. In a second step, using these tools, we have shown that BMP9 is a protein produced mainly by hepatocytes and circulates predominantly in an active form complexed to its pro-domain. An inactive form homo-dimeric uncleaved is also synthesized. This work also confirms the role of BMP9 in the quiescence of vascular endothelium. In the last part of this work, the rate of BMP9 was measured in biological fluids of the patient (s) with various pathophysiological situations. An increase in the blood concentration of BMP9 is observed shortly before delivery and in preeclamptic patients higher rates of BMP9 were also observed, opening perspectives in obstetrics. In tumoral pathology, our observations show that BMP9 has no value as diagnostic or prognostic marker. However, the data collected in medullary carcinoma of the thyroid treated by vandetanib suggest that the measurement of circulating BMP9 rates could have a predictive value for the efficacy of treatment. So, the use of the BMP9 assay as a predictive marker or pharmacodynamic marker of anti-angiogenic therapies should be considered. Indeed, at present, the therapeutic index of anti-angiogenic treatments could be improved if it were possible to identify and validate biomarkers that may predict early clinical efficacy or the development of resistance to treatment. This perspective appears particularly interesting since two molecules targeting the signaling pathway Alk1 have recently been developed and show promising results, especially in patients with resistance to anti-VEGF

Des données récentes montrent que la transition endothélio-mésenchymateuse (ou EndMT) joue un rôle important dans le développement et dans un certain nombre de maladies. L’objectif de ma thèse a été de déterminer la ou les fonctions du récepteur Tie1. Le récepteur Tie1 est un récepteur à activité tyrosine kinase exprimé sur les cellules endothéliales et impliqué dans la maturation des vaisseaux sanguins mais très peu de choses sont connues concernant Tie1. Nous avons montré que l’absence du récepteur Tie1 par ARN interférence dans les cellules endothéliales microvasculaires humaines HMVEC induit une EndMT dans ces cellules. Ces cellules acquièrent un phénotype de cellules fibroblastiques, perdent leurs marqueurs endothéliaux au profit des marqueurs des cellules mésenchymateuses et acquièrent un potentiel migratoire très important. Nous avons déterminé que les voies de transduction Erk1/2, Erk5 et d’Akt étaient activées lors de cette EndMT et montré que l’inhibition de Tie1 induit l’activation du promoteur du gène Slug. Le second objectif était de savoir si l’EndMT était présente dans les tumeurs humaines. L’étude de coupes d’adénocarcinomes pancréatiques montre qu’il y a une co-expression dans certaines cellules des marqueurs à la fois endothéliaux et mésenchymateux signe d’une EndMT. Les résultats obtenus au cours de ma thèse montrent que l’absence de Tie1 dans les cellules endothéliales induit l’EndMT qui peut être à l’origine des CAFs. Ces derniers représentent une nouvelle cible thérapeutique. En effet leur interaction avec les cellules cancéreuses est essentielle pour la croissance de la tumeur et l’apparition de métastases. / Recent data show that Endothelial–mesenchymal transition (EndMT) has a significant role in development and in various pathologies. The goal of my thesis was to determine the functions of the Tie1 receptor (Tyrosine kinase with immunoglobulin-like and EGF-like domains 1). Tie1 is a receptor with a tyrosine kinase activity expressed on endothelial cells and implicated in blood vessels maturation but few things are known for Tie1. We have showed that suppression of Tie1 with interfering RNA in human endothelial microvascular endothelial cells induces EndMT. These cells acquire a fibroblastic phenotype, lose their endothelial markers in favor of mesenchymal markers and acquire an important migratory potential. We find that Erk1/2, Erk5 and Akt cascades were activated in EndMT and showed that Tie1 inhibition induces Slug promoter activation. The second goal was to know if EndMT occurs in human tumors. Immunochemistry studies with confocal microscopy of pancreatic adenocarcinomas slides showed that there was a co-expression of endothelial and mesenchymal markers in some cells suggesting an EndMT.The results of my thesis show that Tie1 deficiency in endothelial cells induces endothelial-mesenchymal transition which can be at the origin of CAF. These CAF represent a new therapeutic target. Their interactions with cancerous cells are essential for tumor growth and metastasis appearance.

BMP9 (Bone Morphogenetic Protein 9) et BMP10 sont deux facteurs de croissance de la famille du TGFβ qui partagent le fait d'être les ligands du récepteur Alk1 (Activin receptor-like kinase 1). Les mutations de ce récepteur sont la cause de 2 pathologies vasculaires, la maladie de Rendu Osler et l'Hypertension Artérielle pulmonaire. L'invalidation de BMP10 a été décrite, elle entraine une létalité embryonnaire du fait de graves défauts cardiaques. L'invalidation de BMP9, un facteur de quiescence de l'endothélium vasculaire, n'avait pas encore été réalisée. Dans ce contexte l'objectif de cette thèse a été d'étudier les rôles respectifs de BMP9 et de BMP10 dans les remodelages vasculaires. Nous avons pour cela utilisé les souris invalidées pour BMP9, obtenues dans le cadre d'une collaboration avec l'équipe de S-J Lee (Baltimore, USA). Bien que les souris Bmp9-KO soient viables et fertiles, notre travail montre qu'elles présentent un réseau lymphatique anormal, avec un élargissement des vaisseaux et une réduction du nombre de valves dans leurs collecteurs. Les défauts observés ont un retentissement fonctionnel sur l'efficacité du drainage lymphatique. En accord avec ces observations, nous avons pu montrer que BMP9 régule un certain nombre de gènes impliqués dans le développement du réseau lymphatique. En contraste avec les résultats précédents, la vascularisation de la rétine est normale chez les souriceaux Bmp9-KO. Cette absence de phénotype est causée par une redondance entre BMP9 et BMP10. En effet, la neutralisation de BMP10 chez les souriceaux Bmp9-KO entraine une absence de maturation de la vascularisation de leur rétine. De plus, ces souriceaux présentent un défaut de fermeture de leur canal artériel. Ce vaisseau permet de dévier le sang hors des poumons fœtaux non fonctionnels et sa fermeture au moment de la naissance est nécessaire à la survie postnatale. Au total, ce travail met en exergue les rôles de BMP9 et de BMP10 dans les remodelages vasculaires périnataux lymphatiques et sanguins. / BMP9 (Bone Morphogenetic Protein 9) and BMP10 are two growth factors of the TGFβ family. They are both high affinity ligands for the receptor Alk1 (Activin receptor-like kinase 1), whose mutations are responsible of two vascular pathologies: Rendu-Osler disease and Pulmonary arterial hypertension. BMP10 invalidation has been described as embryonically lethal due to serious cardiac defects. BMP9 has been revealed as circulating vascular quiescence factor, but its inactivation has not been described before. In this context, the aim of my thesis was to evaluate the respective roles of BMP9 and BMP10 in vascular remodeling. We used Bmp9-KO mice for this purpose, which were provide by S-J Lee's team from Baltimore (USA). Although these mice are viable and fertile, we showed that they displayed abnormal lymphatic vessels characterized by vessel enlargement and reduction in number of valves, leading to a decreased lymphatic draining efficiency. Consistent with these data, we showed that BMP9 regulates expression of several genes known to be involved in lymphatic development. In contrast, BMP9 loss-of-function didn't affect blood vessels. We demonstrated that this was due to BMP9 and BMP10 redundancy, as BM10 neutralization in Bmp9-KO pups led to a dramatic decrease in retinal vascular expansion. These pups also display an abnormal closure of their ductus arteriosus. This vessel diverts blood away from the non-functional lungs during fetal life and its closure is essential for postnatal survival. Taken together, our results underlie the implication of BMP9 and BMP10 in lymphatic and blood postnatal vascular remodeling.