Les intégrines sont bien reconnues pour être impliquées dans plusieurs mécanismes cellulaires tels que la migration, la différenciation et la survie cellulaire. Il est également connu que les différentes sous-unités des intégrines peuvent elles aussi avoir des rôles différents au sein de ces mécanismes.Les signaux de survie engendrés par l'adhésion cellulaire sont principalement médiés par les intégrines. Ainsi lors de la perte d'adhésion à la matrice extracellulaire, les cellules entrent en anoïkose. Notre laboratoire a démontré que les cellules épithéliales intestinales entrent, elles aussi, en anoïkose lors d'une perte d'adhésion à la matrice. Ainsi l'objectif de ce travail est de déterminer l'implication des différentes sous-unités [alpha] des intégrines dans la survie cellulaire dans l'épithélium intestinal selon l'état de différenciation. Tout d'abord, nous avons déterminé le profil d'expression des sous-unités [alpha]2, [alpha]3, [alpha]5 et [alpha]6 des intégrines.Les cellules indifférenciées expriment toutes les sous-unités d'intérêts, alors que les cellules différenciées expriment surtout la sous-unité [alpha]6 des intégrines. Ensuite, afin de déterminer quelles sous-unités des intégrines sont impliquées dans la survie cellulaire selon l'état de différenciation, nous avons utilisé des anticorps bloquants afin d'inhiber leur adhésion à la matrice.Les sous-unités [alpha]2, [alpha]3 et [alpha]6 des intégrines sont importantes pour la survie des cellules indifférenciées alors que ce sont les sous-unités [alpha]2, [alpha]5 et [alpha]6 qui sont importantes pour la survie des cellules différenciées. Nous avons généré des shARNs dans des lentivirus afin d'infecter les cellules indifférenciées HIEC. Aucun des shARNs générés contre les sous-unités [alpha]2, [alpha]3 et [alpha]5 n'est fonctionnel. Le troisième shARN contre la sous-unité [alpha]6 a fonctionné. De plus, la perte d'expression de la sous-unité [alpha]6 a entraîné une augmentation de l'anoïkose. Donc, la sous-unité [alpha]6 des intégrines est importante pour la survie des cellules indifférenciées. À l'aide de ce shARN, nous avons déterminé que la perte d'adhésion causée par la perte d'expression de la sous-unité [alpha]6 des intégrines affecte les niveaux relatifs d'activation de Fak. Ainsi les différentes sous-unités [alpha] des intégrines sont impliquées de façon différentielle dans la survie des cellules épithéliales intestinales selon l'état de différenciation.

En Amérique du Nord, le cancer de l’ovaire est parmi les cancers gynécologiques les plus mortels. Seulement au Canada, en 2004, on estime que le taux de mortalité causé par ce type de cancer est de 66%. Plusieurs équipes de recherche partout à travers le monde mettent beaucoup d’efforts afin de comprendre la physiopathologie de cette maladie. Cependant, un des obstacles majeurs à l’avancement des connaissances dans ce domaine est le nombre restreint de bons modèles cellulaires et animaux. Afin de pouvoir fournir de nouveaux modèles de cellules cancéreuses au monde de la recherche, deux nouvelles lignées cellulaires de cancer ovarien (OVC-116-A et COV-2) ont été établies et caractérisées. Celles-ci ont été caractérisées au niveau de leurs paramètres de croissance (courbe de croissance, clonogénécité, croissance en sphéroïde) et ces analyses ont montré que les deux modèles cellulaires se comportent de façon sensiblement similaire en culture. De plus, le statut de plusieurs marqueurs cellulaires tels les récepteurs de la famille EGFR, les cadhérines classiques ainsi que des récepteurs hormonaux a été évalué pour chaque lignée cellulaire. La tumorigénicité in vivo a aussi été étudiée par des injections sous-cutanées de cellules cancéreuses dans des souris SCID et des souris NUDE et par des injections intrapéritonéales dans des souris SCID. Les deux nouvelles lignées cellulaires croissent dans les animaux. De façon spécifique, la lignée OVC-116-A a montré une croissance très rapide in vivo (environ 14 jours sous-cutanés pour former une tumeur de 1 centimètre de diamètre et 28 jours intrapéritonéal) alors que la lignée COV-2 a montré le phénotype contraire, soit une croissance lente in vivo, lorsqu’injectée dans les animaux. D’autres analyses moléculaires comme des analyses de mutations des gènes TP53, BRCA1, BRCA2 et KRAS ainsi que des caryotypes ont été faits sur chacune des lignées. La lignée OVC-116-A présente une mutation dans l’exon 7 du gène TP53 et une mutation dans le codon 13 du gène de KRAS. Cette lignée cellulaire présente aussi un caryotype simple caractérisé principalement par une trisomie 10 et une translocation entre le chromosome 6 et le chromosome 15. La lignée cellulaire COV-2, quant à elle, montre aussi une mutation dans l’exon 8 du gène TP53 mais aucune mutation dans le gène KRAS. Le caryotype de cette lignée est de type complexe présentant plusieurs trisomies, des tétrasomies et des translocations multiples sur des chromosomes. Finalement, la sensibilité des nouvelles lignées cellulaires aux agents chimiothérapeutiques les plus utilisés durant traitement du cancer ovarien (Cisplatin et Taxol) a été évaluée. Suite à ces résultats, la lignée COV-2 semble être un bon modèle pour étudier la chimiorésistance, car cette lignée semble être résistante à ces drogues. Des études de la viabilité en sphéroïde et à la résistance à l’anoïkose ont démontré que la lignée OVC-116-A est un bon modèle de résistance à l’anoïkose. Par des essais qualitatifs, il a été montré que lorsque cette lignée cellulaire croît en sphéroïde, elle ne montre que très peu de signes de mortalité cellulaire. De plus, par des essais semi-quantitatifs, il a été suggéré que OVC-116-A a la capacité de pouvoir proliférer lorsque celle-ci est maintenue en suspension. Aussi, par une technique quantitative comme un ELISA de type sandwich, il a été possible de montré aucune induction de l’anoïkose que lorsque OVC-116-A croît en sphéroïde. Des immunobuvardages de type Western ont confirmé ces résultats en observant que la pro-caspase 9 et la pro-caspase 3 n’étaient pas activées et que la protéine PARP, substrat de la caspase 3 n’était pas clivée. De plus, les résultats ont montré une surexpression de la protéine Bcl-2 dans les sphéroïdes OVC- 116-A. Cette constatation a permis d’émettre l’hypothèse que la protéine Bcl-2 pourrait jouer un rôle déterminant dans la survie en suspension des cellules de cancer ovarien. Nos résultats suggèrent donc que les nouvelles lignées cellulaires OVC-116-A et COV-2 représentent de bons modèles cellulaires pour étudier la résistance à l’anoïkose des cellules de cancer ovarien et la résistance aux drogues chimiothérapeutiques.

Des altérations de la voie PI3-K/Akt sont retrouvées dans une grande proportion de cancers. De plus en plus, on s'intéresse aux isoformes de la PI3-K et leurs rôles respectifs, mais leurs implications au sein des mécanismes entourant la régulation de la survie/anoïkose entérocytaire humaine restent à être pleinement approfondies. Considérant que 1) la PI3-K est un complexe étant susceptible d'être formé de différents isoformes, 2) ces différents complexes isoformes peuvent effectuer des rôles distincts dans les divers processus cellulaires, 3) la voie PI3-K/Akt-1 exerce des rôles distincts dans la survie entérocytaire selon l'état de différenciation et que 4) dans la signalisation intégrines [béta]1/Fak, la voie PI3-K/Akt-1 est engagée de façon Src-dépendante chez les entérocytes indifférenciés mais se trouve à être Src-indépendante chez les cellules différenciées ; l'hypothèse de travail du projet de recherche était que des complexes isoformes de la PI3-K sont impliqués de façon distincte dans la survie entérocytaire humaine, selon l'état de différenciation. Les objectifs de recherche spécifiques à ce projet étaient les suivants : 1) déterminer les profils d'expression des différents isoformes (p85 et p110) selon l'état de différenciation ; 2) déterminer les complexes isoformes (p85/p110) prédominants selon l'état de différenciation ; 3) déterminer les complexes isoformes prédominants dans la signalisation PI3-K/Fak selon l'état de différenciation ; et 4) déterminer les rôles des isoformes dans la survie entérocytaire. Nous avons déterminé les profils d'expression des isoformes PI3-K de la classe 1A selon l'état de différenciation chez les cellules épithéliales intestinales. Aussi, il existe un profil d'expression distinct et les complexes isoformes sont également distincts selon l'état de différenciation. Nous avons ensuite déterminé qu'il existait des complexes isoformes de la PI3-K distincts dans la signalisation PI3-K/Fak selon l'état de différenciation, et que l'engagement de la voie PI3-K/Akt-1 implique des complexes isoformes distincts selon l'état de différenciation. Nous avons aussi démontré que les isoformes p110 sont impliqués de façon distincte dans la survie entérocytaire humaine ainsi que dans l'activation d'Akt-1, selon l'état de différenciation. En résumé, notre étude a permis de démontrer que les isoformes PI3-K jouaient des rôles distincts dans la survie entérocytaire humaine et que ces rôles étaient également distincts selon l'état de différenciation.

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). Trois isoformes R (p85?, p85? et p55?) et quatre isoformes C (p110?, p110?, p110? et p110?) sont connues. Nous avons démontré préalablement chez les entérocytes humains que la PI3-K performe des rôles différenciation-spécifiques dans la suppression d'anolkose médiée par la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src. Cependant, comme dans la plupart des études concernant la PI3-K, les considérations pour les distinctions entre les isoformes sont négligées. L'hypothèse de la présente étude est donc que les isoformes PI3-K performent des rôles distincts au niveau de la régulation de la survie et de la suppression d'anoïkose médiées par la signalisation intégrines ?1/Fak/Src et ce, selon l'état de différenciation entérocytaire. Les objectifs de l'étude étaient les suivants : 1) Confirmer, valider et compléter la détermination des profils d'expression des isoformes et de complexes isoformes PI3-K chez les entérocytes indifférenciés et différenciés; 2) Analyser l'engagement de chacun des complexes isoformes PI3-K par la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src selon l'état de différenciation entérocytaire; 3) Analyser les contributions de chacune des isoformes au niveau de l'activation d' Akt-1 et de la promotion de la survie selon l'état de différenciation entérocytaire; et 4) Analyser l'impact d'une surexpression des isoformes R chez les entérocytes indifférenciés au niveau de l'activation d'Akt-1 et de la résistance à l'anoikose. Nos résultats indiquent que: 1) les profils d'expression d'isoformes régulatrices et catalytiques PI3-K sont distincts selon l'état de différenciation; 2) des profils distincts de complexes isoformes PI3-K prédominants sont également retrouvés selon l'état de différenciation; 3) des complexes isoformes PI3-K également distincts sont recrutés/engagés par la signalisation Fak/Src; .4) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K influence distinctement sur l'activation d'Akt-1, l'effecteur principal de la PI3-K et ce, selon l'état de différenciation; 5) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K induit 1'apoptose/anoikose de manière isoforme-distincte et différenciation-spécifique; et 6) la surexpression de certaines isoformes régulatrices confère une certaine mesure de résistance à l'apoptose, et peut même, dans certains cas conférer une mesure additionnelle de résistance à l'anoikose. Mises ensembles, les données de cette étude supportent fortement le principe d'une participation de la PI3-K qui varie selon l' isoforme et en fonction de l'état de différenciation dans la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src de promotion de survie et de suppression d' andikose, chez les entérocytes humains.

Les intégrines sont les principaux récepteurs d'adhésion des cellules à la matrice extracellulaire. La perturbation de cette adhésion induit l’anoïkose (mort par détachement). Les intégrines suppriment donc l’anoïkose en adhérant à la matrice extracellulaire. Dans l'intestin, l'intégrine α2β1 est exprimée dans les cryptes (cellules indifférenciées). Nous avons démontré précédemment que le fait de bloquer l’intégrine α2β1 à l’aide d’anticorps bloquants dirigés contre celle-ci induisait la mort cellulaire chez les entérocytes indifférenciés et différenciés. Cependant, il n’avait pas été déterminé par quelles voies de signalisation cette intégrine transmettait ses signaux de survie ou quelle était son implication dans la survie des cellules carcinomateuses de côlon. L’hypothèse de la présente étude est donc que l’intégrine α2β1 contribue à la suppression de l’anoïkose entérocytaire humaine. Le premier objectif pour y répondre était de confirmer le rôle de l’intégrine α2β1 dans la suppression de l’anoïkose chez les cellules absorbantes indifférenciées. Ainsi, nous avons vérifié l’impact de l’invalidation d’α2 sur la survie cellulaire, puis nous avons analysé la signalisation affectée dans ces conditions, soient les voies majeures de la survie cellulaire, les voies PI3K/Akt et MAPK/ERK. Le second objectif était d’analyser le rôle de l’intégrine α2β1 dans la résistance à l’anoïkose exhibée par les cellules carcinomateuses de côlon humain, puisque cette caractéristique contribue à leur capacité à former des métastases. Dans ce cas-ci, nous avons vérifié l’impact de son atténuation sur la résistance à l’anoïkose et évalué son rôle dans la survie de deux modèles cellulaires exhibant une résistance à cette mort cellulaire par leur activation des mêmes voies que chez les entérocytes indifférenciés. Nos résultats indiquent que chez les cellules entérocytaires indifférenciées, la contribution d’α2β1 à la suppression de l’anoïkose pourrait dépendre de son niveau d’expression et de la compensation par d’autres intégrines telle qu’α5β1. De plus, elle communiquerait ces signaux de survie en stimulant l’activation de la voie MAPK/ERK. Par contre, chez les cellules carcinomateuses de côlon, α2β1 ne semble pas jouer de rôle majeur dans la suppression de l’anoïkose entérocytaire humaine et son rôle dans la signalisation de survie demeure incertain.

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). En ce qui concerne la classe I, cinq isoformes R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) et quatre isoformes C (p110α, p110β, p110δ et p110γ) sont connues. Plusieurs études ont souligné les rôles cruciaux de la voie PI3-K/Akt dans une panoplie de processus cellulaires, dont la survie. De plus, cette voie est l’une des plus altérées dans plusieurs types de cancers, dont le cancer colorectal (CCR). Par ailleurs, il est bien établi que l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose constitue une étape cruciale et limitante dans la progression de plusieurs types de cancers, incluant une fois de plus le CCR. Nous avons précédemment démontré que les complexes isoformes PI3-K sont engagés/recrutés par la signalisation intégrines FAK/Src de suppression d’anoïkose et, conséquemment, exercent des rôles distincts dans la survie cellulaire des entérocytes normaux selon leur état de différenciation. Ainsi, l’hypothèse de recherche de la présente étude est que les complexes isoformes PI3-K contribuent sélectivement à l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose, et ce, chez les cellules CCR humaines. Les objectifs principaux sont les suivants : 1) Établir le profil des complexes isoformes PI3-K chez des lignées cancéreuses colorectales humaines exhibant différents degrés de résistance à l'anoïkose (modéré à fortement élevé); et 2) Déterminer fonctionnellement les contributions des complexes isoformes PI3-K identifiés dans le maintien de résistance à l'anoïkose. Nos résultats indiquent que : 1) il existe des distinctions entre les profils de complexes isoformes PI3-K prédominants chez des cellules CCR exhibant différents degrés de résistance à l’anoïkose; 2) Ces complexes PI3-K peuvent jouer ou non des rôles dans la survie cellulaire, et ce, peu importe le degré de résistance à l’anoïkose exhibé; 3) les distinctions de profils de complexes isoformes ne semblent pas corrélées avec la progression de résistance à l’anoïkose; 4) il y aurait un mécanisme anormal de compensation entre les isoformes par rapport aux complexes formés et fonctions spécifiques chez les cellules CCR; et 5) une implication de la voie MEK/Erk compliquerait d’autant plus l’investigation des rôles des complexes PI3-K chez les cellules exhibant un degré élevé de résistance à l’anoïkose. Somme toute, cela laisse entrevoir que la progression dans la résistance à l’anoïkose implique une complexité plus importante qu’anticipée, chez les cellules CCR. / Abstract : The Phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) is a lipid kinase enzyme complex formed of a catalytic (C) and a regulatory (R) subunit. To date, class I PI3-K members include five R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) and four C (p110α, p110β, p110δ et p110γ). Many studies already highlighted the crucial roles of the PI3-K/Akt pathway in many, if not all, cell processes, including cell survival. Moreover, PI3-K/Akt constitutes one of the most altered pathways in cancer, including in colorectal cancer (CRC). Incidentally, it is well established that the acquisition of anoikis resistance constitutes a crucial and limiting step in the progression of many cancers, including once again, in CRC. We have already demonstrated that PI3-K isoform complexes are selectively engaged by the anoikis-suppressing integrins/FAK/Src signaling and that this translates in distinct roles in normal enterocytes survival, according to their state of differentiation. This establishes a basis for the working hypothesis of the present report which is that PI3-K isoform complexes distinctly contributes to the acquisition and maintenance of anoikis resistance in human CRC cells. The main goals were as follows: 1) To establish the expression profiles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; and 2) To define the functional contributions of said PI3-K isoform complexes in the maintenance of anoikis resistance. Our results indicate that 1) the expression profiles of PI3-K isoform complexes are distinct between human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; 2) these PI3-K isoform complexes can perform, or not, roles in cell survival regardless of the anoikis resistance degree displayed; 3) the observed distinctions of the expression profiles of PI3-K isoform complexes do not correlate with the progression of anoikis resistance; 4) there seems to be an abnormal compensation mechanism between the various PI3-K isoforms linked not only with the nature of the complexes that are formed, but to their specific functions as well; and 5) the MEK/Erk pathway seems implicated in a cross-talk signaling loop, the nature of which further complexifies the investigation of the roles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees. Taken together, these observations suggest a more complex network of interactions than previously thought in human CRC cells.