Le cancer de l’ovaire représente 4% de tous les cancers chez la femme et est la première cause de décès parmi les tumeurs gynécologiques en occident. Le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) représente 90% de toutes les tumeurs de l’ovaire. Malgré les avancées médicales et chirurgicales, le taux de survie à long terme demeure décevant en raison de la nature asymptomatique de la maladie. Le traitement repose sur la chirurgie cytoréductive suivie de la chimiothérapie combinant les dérivés de platine et de taxanes avec un taux de réponse de plus de 80%. Cependant, la des patientes font une récidive par l’émergence de la résistance à ces drogues conventionnelles. Les bases moléculaires du déclenchement et de la progression du cancer de l’ovaire sont encore méconnues. Au cours d’un cancer, l’hyperméthylation des ilots CpG de certains promoteurs géniques conduit souvent à l’inactivation des gènes suppresseurs de tumeur. Parallèlement, l’hypométhylation des ilots CpG de certains promoteurs est également impliquée dans la réactivation des proto-oncogènes et des gènes pro-métastatiques. La technologie des micropuces à ADN est grandement utilisée au niveau de la recherche sur le cancer, y compris celles portant sur les mécanismes et les biomarqueurs associés à la progression et à la chimiorésistance dans les cancers ovariens. Dans ce travail de thèse, nous avons évalué le profil de méthylation abberante dans les différents grades des tumeurs de CEO de type séreux par rapport aux tissus normaux de l’ovaire, et dans les cellules primaires post-chimiothérapeutiques par rapport aux cellules primaires pré-chimiothérapeutiques de l’ovaire de deux patientes. Nos résultats ont montré que l’hyperméthylation est un événement très précoce de la carcinogenèse avec suppression des gènes ayant un rôle protecteur. Alors que l’hypométhylation massive est associée à la phase avancée de la maladie avec la surexpression des gènes impliqués dans l’invasion et la métastase. Découlant de ces études, RUNX1 et RUNX2 ont été identifiés comme des gènes hypométhylés dans les cellules post-chimiothérapeutiques. Les études fonctionnelles ont montré que ces deux gènes sont associés à la prolifération, la migration et l’invasion cellulaire dans le CEO. Cependant, ces effets similaires sont exercés par des mécanismes moléculaires différents. / Ovarian cancer accounts for 4% of all cancers in women and is the leading cause of death among Gynecologic tumours in the western countries. The epithelial ovarian cancer (EOC), which represents 90% of all ovarian tumors. Despite advances in medical and surgical treatment, long term survival rate remains disappointing due to the asymptomatic nature of the disease. The treatment uses cytoreductive surgery followed by chemotherapy combining derivatives of platinum and taxanes with a response rate of over 80%. However, the most part of the patients have a recurrence by the emergence of resistance to these conventional drugs. The molecular basis of the initiation and progression of ovarian cancer are still unknown. During cancer, hypermethylation of gene promoter CpG islands often leads to inactivation of some tumor suppressor genes. At the same time, CpG islands hypomethylation is also associated to reactivation of proto-oncogenes and pro-metastatiques genes. The microarray technology has been successfully used in cancer research, including studies on mechanisms and biomarkers linked to ovarian cancer progression and chemoresistance. In this study, we have evaluated the aberrant DNA methylation profile in tumour grades of serous type EOC compared to normal ovarian tissue, and primary cells culture prior to and post chemotherapy (CT) treatment from 2 EOC patients. Our results showed that hypermethylation is an early event in carcinogenesis with down-regulation of genes having a protective role. While massive hypomethylation is associated with advanced serous EOC with upregulation of genes involved in cell invasion and metastasis. From these studies, we identified RUNX1 and RUNX2 as hypomethylated genes in post-chemotherapy primary cells culture. Sebsequent functional analyses pointed to RUNX1 and RUNX2 association with EOC cell proliferation (including cell cycle control for RUNX1), migration and invasion. However, RUNX1 and RUNX2 display overlapping functions in EOC dissemination, these nevertheless employ distinct molecular mechanisms, specific for each gene. Our data are indicative of strong oncogenic potential of both transcription factors in EOC progression.

Le modèle de culture in vitro de l'équipe du Dr. Néron permet l'expansion à long terme des lymphocytes B à mémoire en présence d'une forte interaction entre CD40 et CD154 et d'un mélange d'IL-2, d'IL-4 et d'IL-10. Cette première phase dite d'expansion est suivie d'une phase de différenciation. Ce projet visait l'amélioration des conditions de différenciation, basée sur une faible interaction entre CD40 et CD154 et consistait en l'essai d'une vingtaine de combinaisons de facteurs solubles. Deux mélanges de cytokines soit, IL-6 et IL-10 ainsi que IL-2, IL-4 et IL-10 ont été identifiés et permettaient de diminuer la prolifération, d'augmenter la sécrétion d'IgG et de maintenir la viabilité. Le rendement de ces deux mélanges a été confirmé lors d'essais de transition progressive entre les deux phases. Nos travaux indiquent qu'il est possible d'induire la différenciation des lymphocytes B à mémoire suite à une longue période d'expansion dans le système CD40-CD154.

Les acouphènes, perception d'un son en l'absence de stimulation sonore extérieure, affectent fortement la qualité de vie des personnes qui en souffrent. Hélas, aucun traitement n'existe à l'heure actuelle pour traiter les acouphènes. Des études ont montré que la présence d'acouphènes pourrait entraîner une plasticité au niveau des structures nerveuses centrales et des comportements de type anxieux. Nous nous sommes donc intéressés aux altérations moléculaires pouvant caractériser une augmentation de la plasticité synaptique et aux liens existants entre acouphènes et anxiété. En utilisant le modèle d'acouphènes induits par le salicylate chez la souris, nos résultats suggèrent une tendance à la baisse de l'activité dans les structures nerveuses et de la transcription au niveau des structures auditives centrales. Cette baisse est caractérisée par une diminution de l'expression de molécules de signalisation intracellulaire (MAPK-ERK et PI(3)K-AKT) et des niveaux d'expression de l'ARNm des NMDAR, tous marqueurs de plasticité synaptique. Nos résultats démontrent que la survenue d'acouphènes induits par le salicylate chez la souris provoque des comportements de type anxieux qui pourraient être régulés par le système sérotoninergique. Nos résultats semblent confirmer l'origine périphérique plutôt que centrale des acouphènes, tout en montrant que ces altérations périphériques s'accompagnent d'effets centraux et sont prometteurs pour le développement de stratégies thérapeutiques visant à soigner les acouphènes.

Haxl joue un rôle important dans les syndromes d'immunodéficience et l'apoptose. Une étude récente suggère que Haxl, une protéine membre de la famille Bcl-2, inhibe l'apoptose dans les neurones et les lymphocytes, via un mécanisme impliquant sa liaison avec PARL, la protease rhomboïde de la membrane mitochondriale, ce qui active par protéolyse la serine protease Omi/HtrA2 et élimine Haxl actif. Ce modèle indique que la sensibilité des cellules aux stimuli pro-apoptotiques est contrôlée par le complexe PARL/Haxl de l'espace intermembranaire de la mitochondrie. D'une manière plus globale, les protéines membres de la famille Bcl-2 pourraient contrôler la perméabilité de la membrane mitochondriale externe à partir de l'intérieur de la mitochondrie. De plus, ce modèle définit une nouvelle voie anti-apoptotique de PARL, indépendante de Opal. Dans la présente étude, nous montrons que, in vivo, l'activité de Haxl ne peut pas être couplée à PARL, car les deux protéines sont dans des compartiments cellulaires différents, et leur interaction in vitro est un artefact. Par une analyse de séquence et de prédiction de structure secondaire, nous montrons aussi que Haxl n'est pas membre de la famille Bcl-2, en raison de l'absence des modules d'homologie de Bcl-2. Ces résultats indiquent la présence de fonctions et de mécanismes différents de Haxl dans l'apoptose, et ouvrent de nouvelles questions sur la capacité de PARL de réguler, en plus de l'apoptose, le stress mitochondrial via une voie Omi/HtrA2 dépendante.

L'une des missions d'Héma-Québec est de produire en laboratoire des substituts sanguins tels les immunoglobulines (Igs). Puisque les Igs sont produites par les lymphocytes B qui ont atteint le stade de cellules productrices d'anticorps (Ac), il demeure très intéressant d'étudier l'implication de certains gènes lors de ce processus. Des travaux de recherche réalisés chez la souris et différentes lignées cellulaires humaines ont permis d'identifier une forme distincte de la protéine XBP-1 (p54XBP-l), produite à partir de son ARN messager épissé, comme étant un facteur de transcription essentiel à la différenciation du lymphocyte B (1). Le présent projet visait donc à étudier l'expression de XBP-1 (la protéine et le gène) épissé chez les lymphocytes B humains en utilisant un système de culture in vitro et différentes techniques de biologie cellulaire et moléculaire. Les résultats obtenus ont démontré un lien étroit entre l'expression de la forme épissée de XBP-1 et la différenciation des lymphocytes B humains en cellules sécrétrices d'Ac, les plasmocytes. Ces résultats appuient ce qui avait été observé chez la souris et suggèrent une avenue intéressante pour la production d'Igs in vitro.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / L'arthrite rhumatoïde (AR) est une maladie incurable affectant 1% de la population mondiale et ayant comme origine une auto-immunité systémique. Les mécanismes moléculaires derrière la pathogenèse de l'AR sont mal définis, mais il s'avère que plusieurs facteurs environnementaux et génétiques sont impliqués. Basé sur des évidences récentes que la lectine myéloïde inhibitrice MICL puisse être impliqué dans la pathogenèse de l'AR, nous avons réalisé une étude génétique suggérant que le gène codant pour MICL pourrait être associé avec l'AR. De plus, des analyses d'expression au niveau protéique de MICL ont permis d'observer son expression dans le synovium et dans le liquide synovial d'articulations atteintes d'AR. Finalement, nos résultats suggèrent que MICL se situe dans le même complexe protéique que la vimentine. Cette étude a le potentiel de mener à une meilleure compréhension de la pathogenèse de l'AR et au développement d'un nouveau biomarqueur pronostique ou thérapeutique pour la maladie.

Les travaux de maîtrise présentés dans ce mémoire ont permis d’évaluer les propriétés électrophorétiques des particules LDL chez des patients atteints d’hypercholestérolémie familiale hétérozygote et d’identifier certains facteurs impliqués dans les différences observées entre ces patients et des sujets contrôles. L’étude des propriétés électrophorétiques des LDL a permis de déterminer que la principale sous-population de particules LDL était plus petite chez ces patients que chez les sujets contrôles. De plus, nos résultats ont montré que plusieurs facteurs sont impliqués dans l’hétérogénéité des particules LDL, certains d’entre eux étant liés au fait d’être atteint d’hypercholestérolémie familiale, comme la concentration plasmatique de CETP. Ces travaux de maîtrise suggèrent donc qu’une augmentation de la concentration plasmatique de CETP dans l’hypercholestérolémie familiale contribue à l’hétérogénéité des particules LDL chez ces patients et au développement d’un profil lipoprotéinémique athérogène. / The main objective of this study was to examine the relationship between CETP and LDL particle heterogeneity in heterozygous familial hypercholesterolemia. The results of this study suggest that the LDL peak particle diameter was smaller in familial hypercholesterolemia than in controls. Furthermore, the results suggest that several factors are implicated in the LDL particle heterogeneity and that some of them are associated with familial hypercholesterolemia, such as the plasma CETP concentration. This study suggest that increased plasma CETP concentration could lead to significant LDL particle remodeling in familial hypercholesterolemia and could contribute to the pathogenesis of atherosclerosis in these patients.

L'épithélium pigmentaire rétinien (EPR) est constitué d'une monocouche de cellules tapissant le fond de l'oeil et est localisée de façon apicale par rapport à la rétine neurale. Outre ses fonctions au niveau du cycle visuel, PEPR permet aussi la phagocytose des segments externes des bâtonnets (SEB) et la production de phagosomes. L'EPR digère ces phagosomes à l'aide d'enzymes telles les phospholipases A₂ (PLA₂) et recycle certaines de ses composantes tels les acides gras polyinsaturés (AGPI). Fait notable, plus de 60% des acides gras des phospholipides des SEB sont polyinsaturés. Ces membranes sont donc très susceptibles à l'oxydation. Il a déjà été démontré dans notre laboratoire que PEPR exprime une PLA₂ gamma cytosolique (cPLA₂ gamma). La spécificité et l'activité constitutive de cette PLA₂ suggèrent qu'elle pourrait participer au recyclage des AGPI. Les objectifs poursuivis dans cette partie de la thèse étaient de surexprimer, de purifier la cPLA₂ gamma et de caractériser ses propriétés enzymatiques et de liaison avec des modèles membranaires. Au niveau des interactions membranaires, nous avons d'une part démontré que la cPLA2-gamma recombinante était active, hydrolysant le L-DPPC en monocouche ainsi que le PAPC en vésicules (résultats non-montrés). Il s'agit selon nous de la première fois où une cPLA2-gamma recombinante issue d'un système prokaryote, dépourvue des modifications postraductionnelles associées à celle produite à partir du système eukaryote, notamment la farnésylation de son extrémité C-terminale et de nombreux sites potentiels de palmitoylation et d'un site de myristoylation (Tucker et al., 2005), était démontrée active. La vision chez les vertébrés commence avec l'absorption de lumière par les pigments visuels dans les cellules des photorécepteurs. Les pigments visuels, ou opsines, sont des récepteurs à sept hélices transmembranaires couplés aux protéines G localisés dans la membrane des disques des segments externes des bâtonnets et des cônes. Dans l'obscurité, le chromophore sensible à la lumière, le 11 cis retinal, est lié de manière covalente à l'opsine via un lien de base de Schiff à un résidu de lysine spécifique localisé au centre de la septième hélice alpha transmembranaire. La stimulation lumineuse a pour résultat Pisomérisation du 11-cis rétinal en tout-trans rétinal, ce qui cause un changement dans la conformation de la rhodopsine. La métarhodopsine II photoactivée résultante réagit avec la protéine G, appelée transducine, et déclenche la cascade de phototransduction qui mène à u l'hyperpolarisation des photorécepteurs et, finalement, à l'inhibition du relargage de neurotransmetteur au niveau de la terminaison synaptique. Après isomérisation du 11-cis-rétinal à la configuration tout-trans, la base de Schiff est hydrolysée et le chromophore photolyse se détache de l'opsine. Le tout-trans rétinal est alors réduit en tout-trans rétinol par une rétinol dehydrogenase (RDH) localisée dans la membrane discale des segments externes des photorécepteurs (Blaner et al, 1980; Nicotra et Livrea, 1982; Ishiguro et al, 1991; Palczewski et al, 1994). Les enzymes spécifiques responsables de cette réaction sont la RDH8 et la RDH 12 (Molday et al., 2009; Rattner et al., 2000; Maeda et al., 2006, Maeda et al. 2009). Six RDHs distinctes exprimées dans les photorécepteurs ont été récemment clonées. Leurs fonctions, in vivo, demeurent inconnues, mais elles ont toutes démontré leur capacité à réduire le tout-trans rétinal in vitro (Kasus-Jacobi et al. 2006). Plusieurs évidences suggèrent que cette réduction du tout-trans rétinal dans les cellules des photorécepteurs est cruciale pour le maintien du caractère fonctionnel et de l'intégrité structurale de la rétine. Cette réaction est la première étape d'une voie métabolique appelée le cycle visuel, lequel est essentiel pour une phototransduction soutenue. Cette voie intervient au niveau des photorécepteurs et de l'épithélium de pigment rétinien (EPR) et permet de recycler le tout-trans rétinal en 11-cis rétinal. Quand le tout-trans rétinol issu de la réduction du tout-trans rétinal est produit dans les photorécepteurs, il est transporté dans PEPR où il est estérifié par la lécithine rétinol acyl transferase (LRAT) et est emmagasiné sous forme de tout-trans rétinyl ester. Le tout-trans-rétinol peut aussi être acheminé à PEPR par la vascularisation choroïdienne, entrant dans PEPR via un processus récepteur-dépendant impliquant un complexe de protéine/transthyretin - protéine sérique liant le rétinol (SRBP) (Malpeli et al., 1996). Les rétinyl esters emmagasinés dans PEPR constituent le substrat pour Pisomérohydrolase (IMH), aussi appelée RPE65, une enzyme dont le rôle proposé serait de catalyser l'hydrolyse concertée du tout-trans rétinyl ester et l'isomérisation en 11-cis rétinol. L'oxydation du 11 cis-rétinol en 11-cis rétinal par la 11 cis rétinol dehydrogenase (RDH5) et/ou la RDH11 dans PEPR complète le cycle visuel. Le 11-cis rétinal est ensuite réacheminé vers les photorécepteurs où il se combine avec l'opsine pour régénérer la rhodopsine photosensible. La première étape du cycle visuel est importante parce qu'elle produit du tout-trans rétinol, utilisé pour approvisionner PEPR en Ill rétinyl ester. U ne s'agit cependant pas de Punique source de tout-trans-rétinol puisque celui en circulation dans l'organisme peut également être utilisé de façon alternative. À ce jour, on connaît encore peu de choses sur ces enzymes. Il est connu que des mutations de la RDH5 sont associées avec la maladie récessive rare fundus albipunctatus, alors que des mutations de la RDH 12 causent l'amaurose congénitale de Leber. Cependant le rôle physiologique exact de plusieurs autres isozymes de la RDH et de leur implication possible dans des pathologies de l'oeil demeurent toujours inconnus jusqu'à maintenant. L'objectif de ces travaux consistait à surexprimer et purifier la RDH 11 et une forme tronquée (N-delRDHll) pour ensuite mesurer ses interactions membranaires et, finalement, déterminer sa structure tridimensionnelle. Lors de cette étude, nous avons obtenu deux versions de la RDH-11, soit une version complète comportant les 318 acides aminés, ainsi qu'une version tronquée comportant une deletion des 26 premiers acides aminés en N-terminal que l'on appelera N-delRDHll tout au long de cette thèse. La version N-delRDHl 1 fut produite par génie moléculaire en raison du très faible niveau d'expression et de solubilité de la version complète de la RDH-11. Les meilleurs essais de purification ont produit une N-delRDHll d'une pureté supérieure à 95% et d'une concentration d'environ 1 mg/ml, ce qui nous a permis de tenter la cristallogénèse de cette protéine, malheureusement sans succès. Nous avons de plus démontré que la N-delRDH 11 surexprimée dans un système prokaryote était active, convertissant rapidement le tout-trans rétinal en rétinol. Or, il s'agit à notre connaissance de la première fois qu'une activité était démontrée pour une protéine issue d'un tel système d'expression. Les mesures effectuées en pression de surface ont permis d'établir comment la présence du segment N-terminal, sans être le seul élément nécessaire à la liaison membranaire, venait néanmoins accélérer grandement la cinétique de mobilisation de la protéine du coeur de phase jusqu'à l'interface. Cependant, ce segment N-terminal n'aurait pas d'effet significatif sur la pression d'insertion maximale (PIM) sous une monocouche de DOPE. Par ailleurs, les mesures de PIM avec les lipides comportant deux chaînes grasses 18:1 nous ont également permis de constater des différences significatives entre les différentes têtes polaires des phospholipides testés. / Les PIM les plus élevées ont été obtenues avec le DOPE (~ 44 mN/m) et les plus faibles avec le DOPC (~ 25 mN/m). Quant aux mesures faites en spectroscopic PM-IRRAS, nous avons d'une part confirmé que la N-delRDHll ainsi que la RDH 11 ont une structure secondaire à l'interface air-eau composée d'une proportion importante d'hélices-a, en accord avec les données que nous avions obtenues en solution par dichroïsme circulaire et spectroscopie infrarouge. Le maintien de la structure secondaire de la N-delRDHll à l'interface air-eau démontre également que l'intégrité de la protéine est préservée dans cet environnement. Ces mesures en PM-IRRAS ont de plus révélé un possible changement conformationnel de la N-delRDHll suite à la liaison de son substrat, le tout-trans rétinal, en plus de démontrer que la composition lipidique de la monocouche pouvait avoir un effet direct sur la stabilisation des hélices-a de la protéine.

Une importante infiltration d'éosinophiles est observée dans la muqueuse bronchique des asthmatiques. L'accumulation excessive et l'activation inappropriée des éosinophiles favorise le remodelage de la muqueuse et propage l'inflammation. Les éotaxines sont des facteurs chimiotactiques puissants et sélectifs pour réosinophile. Mieux définir et comprendre le rôle de ces médiateurs dans le recrutement des éosinophiles est essentiel afin de développer des interventions thérapeutiques plus efficaces. Le travail présenté dans cette thèse avait pour objectif d'étudier la régulation de la sécrétion des éotaxines par les cellules épithéliales et comparer leur impact sur l'activation des éosinophiles. Premièrement, l'interleukine (IL)-4 et 1TL-13 induisent la sécrétion des éotaxines par les cellules épithéliales. Les cystéinyl-leucotriènes (cysLTs) sont aussi largement impliqués dans la physiopathologie de l'asthme. Toutefois, leurs effets sur les fonctions des cellules épithéliales demeurent vagues. Puisque la biosynthèse des cytokines TH2, des éotaxines et des cysLTs surviennent relativement simultanément et au même endroit dans la muqueuse bronchique, nous émettons l'hypothèse qu'ils régulent l'inflammation de manière coordonnée et non redondante. Nous avons donc étudié comment les cysLTs et les cytokines TH2 régulent la sécrétion des éotaxines par les cellules épithéliales pulmonaires. Nos résultats montrent une coopération chronologique entre 1TL-13 et le LTD₄. LTL-13 augmente l'expression du récepteur CysLT₁ qui est, par la suite, activé par les cysLTs favorisant ainsi l'augmentation de la sécrétion de l'éotaxine-3. Deuxièmement, la littérature existante suggère que les éotaxines ont des affinités différentes pour le CCR3 et que l'éotaxine-3 pourrait lier d'autres récepteurs. Ainsi, nous postulons que les éotaxines 1, 2 et 3 activent différemment les éosinophiles. Cette deuxième partie de thèse montre que les éosinophiles migrent différemment en réponse aux éotaxines. Comparativement aux éotaxines 1 et 2, la migration induite par l'éotaxine-3 est plus importante, biphasique et partiellement dépendante du CCR3, suggérant l'implication de récepteur(s) additionnel(s). L'activation de ce(s) récepteur(s) additionnel(s) pourrait(ent) expliquer l'efficacité supérieure de l'éotaxine-3 à induire la migration des éosinophiles. Globalement, cette thèse montre une régulation différente de la sécrétion des éotaxines par les cellules épithéliales de même qu'une activation distincte des éosinophiles par ces chimiokines. Ces mécanismes cellulaires nouvellement décrits pourraient être impliqués dans l'activation et le recrutement des éosinophiles chez les asthmatiques. D'autres études supplémentaires et plus approfondies seront nécessaires afin de mieux caractériser ces mécanismes.

Ce mémoire de maîtrise porte sur la régulation du cotransporteur Na+-K+-Cl- de type 2 (NKCC2), de ses variantes d’épissage NKCC2A, NKCC2B et NKCC2F plus précisément, par les with no lysine kinases (WNKs) dont certains isoformes sont associés au pseudohypoaldostéronisme de type II, une maladie héréditaire causant de l’hypertension artérielle. Ces variantes sont exprimées uniquement dans l’anse ascendante de Henle où elles réabsorbent une partie importante du NaCl filtré, et elles sont identiques entre elles excepté pour un segment de 32 acides aminés codé par l’exon 4. Dans ce travail, j’ai utilisé le système d’expression de l’oocyte du Xenopus laevis pour déterminer si l’exon 4 de NKCC2 confère des différences de sensibilité à l’action des WNK parmi les variantes. J’ai démontré que tel était bien le cas, et que certains résidus dans l’exon 4 jouaient probablement un rôle important dans le recyclage endocytique de NKCC2 sous l’effet de L-WNK1 et de WNK3. / This thesis is concerned with the regulation of Na+-K+-Cl- cotransporter type 2 (NKCC2), of its splice variants NKCC2A, NKCC2B and NKCC2F more specifically, by the with no lysine kinases (WNKs) among which certain isoforms have been linked to pseudohypoaldosteronism type II, a hereditary disorder causing systemic hypertension. These variants are expressed exclusively in the thick ascending limb of Henle where they reabsorb 20 % of the filtrated NaCl load, and they are identical among each other except for a 23-amino acid segment that is encoded by exon 4. In this work, I have used the Xenopus laevis oocyte expression system to determine whether exon 4 in NKCC2 conveys variant-specific sensitivities to the action of WNKs. I have shown that this was indeed the case, and that certain residues in exon 4 probably play an important role in endocytic recycling of NKCC2 under the effect of L-WNK1 and WNK3.