Das Gen CLEC16A ist mit der Autoimmunerkrankung Typ-1-Diabetes assoziiert. NOD-Mäuse mit einem Clec16a-KD sind vor der Entwicklung von Diabetes geschützt, der entscheidende Wirkungsort für Clec16a sind dabei TECs. Im Rahmen zentraler Toleranz präsentieren TECs CD4+ Thymozyten Selbstantigene auf MHC II-Komplexen. Autophagie ist ein Zellprozess, der in TECs MHC II-Komplexen Selbstantigene zuführt und so für die Entwicklung zentraler Toleranz essentiell ist. Das Ortholog von CLEC16A, ema, fördert die Bildung von Autophagosomen. So wurde vermutet, dass CLEC16A ein Suszeptibilitätsgen für Typ-1-Diabetes ist, weil es Autophagie in TECs und somit deren MHC II-Beladung verändert. Die vorliegende Arbeit schaltete CLEC16A in einer humanen Zelllinie durch RNAi aus und untersuchte die autophagische Aktivität dieser Zellen. Außerdem untersuchte sie die Autophagie von TECs aus NOD-Clec16a-KD-Mäusen. Die Beurteilung erfolgte morphologisch durch Immunzytochemie bzw. -histochemie und funktionell durch Immunoblots. Es wurde gezeigt, dass der KD von CLEC16A in vitro und in vivo Autophagie funktionell beeinträchtigt. Damit liefert die vorliegende Arbeit zusammen mit den Ergebnissen der Arbeitsgruppe Kissler einen möglichen Erklärungsansatz, warum CLEC16A ein mit Typ-1-Diabetes assoziiertes Gen ist. CLEC16A fördert Autophagie in TECs, was die Selbstantigen-Beladung von MHC II-Komplexen verändert. Selbstreaktive CD4+ Thymozyten führen so zum Verlust zentraler Toleranz und der Entwicklung von Typ-1-Diabetes. Weitere Untersuchungen sind jedoch notwendig, um diese Hypothese zu bekräftigen. / The gene CLEC16A is associated with type 1 diabetes. NOD mice with a Clec16a-KD are protected from diabetes. Specifically, the protection is dependent on a Clec16a-KD in TECs. TECs present self-antigens to CD4+ thymocytes for positive selection and central tolerance. Some TECs show constitutive levels of autophagy and in these cells, autophagy changes the TCR ligandome of self antigens, thereby modulating central tolerance. The orthologous gene of CLEC16A in Drosophila, ema, promotes the formation of autophagosomes. It was therefore hypothesized that CLEC16A is associated with type 1 diabetes, as it changes autophagy in TECs. This doctoral thesis knocked down CLEC16A in a human cell line, using RNA interference, and investigated TECs from NOD-Clec16a-KD mice. Autophagic flux was determined using immunocytochemistry/immunohistochemistry and immunoblot of the autophagic markers p62 and LC3. It was shown that a KD of CLEC16A compromises autophagic activity in vitro and in vivo. Together with further results from the lab of Stephan Kissler, a change in autophagy in TECs through CLEC16A provides a possible reason for the association with type 1 diabetes, but also other autoimmune diseases: CLEC16A enhances autophagy in TECs, which modulates MHC II self-peptide loading. Self reactive CD4+ T cells are thus not eliminated by central tolerance and contribute to the pathogenesis of type 1 diabetes.

Thèse de doctorat : Neurosciences : Strasbourg 1 : 2008. Thèse de doctorat : Neurosciences : Universität Basel, Switzerland : 2008. / Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 37 p.

Les mitochondries sont des organites essentiels qui fusionnent et fissionnent en permanence. Cette dynamique est régulée par différentes GTPase, notamment OPA1 qui est impliquée dans la fusion mitochondriale. OPA1 possède également une fonction anti-apoptotique, régulée par BNIP3, un membre pro-apoptotique de la famille Bcl-2. En conditions de stress, comme l'hypoxie, la protéine BNIP3 est induite et inhibe OPA1, ce qui conduit à une fragmentation des mitochondries et à l'apoptose. En plus de sa fonction pro-apoptotique, BNIP3 a récemment été impliquée dans l'autophagie et la mitophagie, une forme d'autophagie sélective des mitochondries qui assure le contrôle qualité de l'organite. Mon travail de thèse a visé à étudier l'implication des protéines BNIP3 et OPA1 dans la balance entre survie par autophagie-mitophagie et mort par apoptose dans les neurones. La protéine BNIP3 a été induite ou surexprimée en utilisant, respectivement, un mimétique de l'hypoxie ou des lentivirus, dans des neurones en culture primaire. Par des analyses biochimiques et de microscopie nous avons étudié les effets de cette induction/surexpression sur la morphologie mitochondriale, l'autophagie-mitophagie et l'apoptose, ainsi que l'impact d'OPA1 sur ces processus. Nous avons montré que l'induction de BNIP3 provoque une séquence d'évènements qui débute par la fragmentation du réseau mitochondrial, est suivie par un processus d'autophagie-mitophagie de survie et se termine par la mort des neurones. Alors que la surexpression d'OPA1 diminue la fragmentation des mitochondries et la mort des neurones, elle n'affecte pas l'autophagie-mitophagie dans nos conditions. Les mutations du gène d'OPA1 sont responsables d'une maladie neurodégénérative, l'Atrophie Optique Dominante Autosomale de type 1 (ADOA1), qui se traduit par une atrophie du nerf optique, pouvant conduire à la cécité, et des atteintes neurologiques extra-oculaires variées. Nous avons démontré dans des modèles in vitro et in vivo de l'ADOA1 que le taux de protéine BNIP3 basal est réduit. Ceci s'accompagne in vitro d'une diminution de l'autophagie-mitophagie qui pourrait contribuer à sensibiliser les neurones haploinsuffisants en protéine OPA1 à différents stress. BNIP3 participerait donc, de concert avec son partenaire OPA1, au contrôle du destin des neurones, favorisant la survie cellulaire grâce à son activité pro-autophagique et mitophagique lors de dommages modérés, mais entraînant la mort quand les dommages sont trop conséquents. La découverte d'une modulation de l'expression de BNIP3 dans des modèles d'ADOA1 permet de proposer un rôle de la protéine dans l'étiologie de la maladie. / Mitochondria are essential organelles that constantly fuse and divide. These dynamic processes are controlled by various GTPases, such as OPA1, which is involved in mitochondrial fusion. OPA1 has also an anti-apoptotic function, which is regulated by BNIP3, a pro-apoptotic member of the Bcl-2 family. Upon stresses, such as hypoxia, BNIP3 is induced and inactivates OPA1, leading to mitochondrial fragmentation and apoptosis. Besides its pro-apoptotic function, BNIP3 was recently shown to be involved in autophagy and mitophagy, a selective autophagy of mitochondria that ensures their quality control. This study aims to decipher the role of BNIP3 and its partner OPA1 in the balance between survival by autophagy-mitophagy and death by apoptosis in neurons. BNIP3 induction or overexpression was achieved, respectively, using a mimetic of hypoxia or lentiviruses, in primarily cultured neurons. Various microscopy and biochemistry approaches were used to analyse the impact of this induction/overexpression on mitochondrial morphology, autophagy-mitophagy and apoptosis. We showed that BNIP3 induction led to a sequence of events that started with mitochondrial network fragmentation, followed by pro-survival autophagic and mitophagic processes, and ended by cell death. OPA1 mutations lead to a neurodegenerative condition: Autosomal Dominant Optic Atrophy type 1 (ADOA1). ADOA1 patients suffer from optic nerve atrophy leading to blindness and various extra-ocular neurological defects. We evidenced in in vitro and in vivo ADOA1 models a lowered BNIP3 basal level. This decrease is associated in vitro with a reduction of autophagy-mitophagy that could lead to increased susceptibility to various stresses. BNIP3 thus controls, together with its partner OPA1, the fate of neurons, favoring cell survival upon moderate damages thanks to its pro-autophagic and mitophagic activity, or leading to cell death upon extensive damages. Having demonstrated that BNIP3 expression is affected in ADOA1 models, we propose a role of the protein in the etiology of the disease.

La macro-autophagie est un processus de dégradation intracellulaire qui impliquela formation d'une vésicule à double membranes, l'autophagosome, permettantla séquestration des molécules à dégrader. La formation de l'autophagosome dé-bute par la nucléation de membranes isolées dans le cytosol. Elle se poursuit parune phase de croissance de la membrane en forme de coupe. Dans l'étape _nale,l'autophagosome se referme en fusionnant par ses bords pour former la vésicule.La morphologie de l'autophagosome évolue donc durant sa formation. Certainesétudes montrent que cela est dû à l'implication de machineries protéiques. Indé-pendamment, d'autres recherches mettent en avant les rôles joués par les propriétésphysiques de la membrane.Dans mon travail de thèse, j'ai cherché à montrer un couplage entre l'activité d'uneprotéine impliquée dans l'autophagie et les caractéristiques physiques de la membrane.Cette protéine, nommée GABARAP, est considérée comme le marqueurde l'autophagosome car elle est la seule protéine, avec ses homologues, à s'ancrerspécifiquement sur sa membrane lors de sa formation. En incorporant GABARAPdans des vésicules géantes unilamellaires micromanipulées, j'ai pu montrer unein_uence de la composition et de la courbure de la membrane sur la distribution,l'oligomérisation et la dynamique de la protéine. Ensuite, j'ai mesuré une diminutiondu module de courbure de la membrane lorsque la protéine y était ancrée.Cette dernière étude m'a amenée à développer un modèle permettant de prédire ladistribution de la protéine sur une membrane possédant deux régions de courburesdiérentes. Enfin, j'ai déterminé la nature de l'interaction en trans de GABARAP. / Macro-autophagy is an intracellular degradation process that involves a doublemembrane vesicle, the autophagosome, to engulf a cargo. Its formation starts withthe nucleation of isolated membrane in the cytosol. Then the membrane growsas a cup-shape around the cargo to finally fuse at its edge and enclose the molecules to be degraded. Thus, the autophagosome morphology evolves during itsformation. Studies show that protein machineries support such shape changes. Independently, other researches point membrane physical properties roles during itsrearrangement.During my PhD, I investigated the coupling between the activity of one autophagyprotein and membranes physical characteristics. This protein, GABARAP,is considered as the autophagosome marker, because, with its homologs, it is theonly protein to be specifically anchored to its membrane during all its formation.The reconstitution of GABARAP in micromanipulated giant unilamellar vesicles(GUVs) allowed me to study the interplay between membrane characteristics andprotein behaviours. In a first part, I showed that membrane composition and curvature trigger specific distribution, oligomerization and dynamic of GABARAP.Then I measured a decrease of the membrane bending modulus when the proteinwas anchored. This last result led me to propose a model that predicts proteinsdistribution on membranes with two regions of diferent curvatures. Finally, I determined the nature of GABARAP / GABARAP trans interaction.

L'autophagie est l'une des voies de signalisation qui maintiennent l'homéostasie cellulaire en condition basale, mais aussi en réponse à un stress. Son rôle est essentiel pour assurer plusieurs fonctions physiologiques, et son altération est associée à de nombreuses maladies, parmi lesquelles le cancer, les maladies immunitaires et les maladies neurodégénératives. Un nombre croissant d'études a établi que la voie autophagique est finement contrôlée. Cependant, très peu est connu sur les mécanismes moléculaires assurant sa régulation mais la famille des E3-ligases joue un rôle primordiale. La Gigaxonine est un adaptateur de la famille des E3 ligases CUL3, qui spécifie les substrats pour leur ubiquitination et leur successive dégradation. Des mutations «perte de fonction» de la Gigaxonine causent la Neuropathie à Axones Géants (NAG), une maladie neurodégénérative sévère et fatale, qui impacte tout le système nerveux et provoque une agrégation anormale des Filaments Intermédiaires (FI) dans l'organisme entier. Grâce à la modélisation de la pathologie dans les cellules de patients et chez la souris, le laboratoire a pu mettre en avant le rôle crucial de la Gigaxonine dans la dégradation de la famille des FIs, à travers son activité d'ubiquitination.Au cours de ma thèse, j'ai étudié les mécanismes de neurodégénerescence de la NAG, et la possible altération de la voie autophagique.Pour cela, j'ai développé un nouveau modèle neuronal de la maladie, à partir de notre modèle murin NAG, qui reproduit la mort neuronale et l'agrégation des FIs retrouvées chez les patients. Pour étudier l'implication de l'autophagie dans la neurodégénérescence, j'ai évalué l'effet de la déplétion de la Gigaxonine sur la formation des autophagosomes, le flux autophagique, la fusion avec le lysosome et la dégradation. J’ai ainsi révélé un défaut dans la dynamique autophagique dans les neurones NAG -/-. Pour déchiffrer les mécanismes moléculaires sous-jacents, j'ai étudié l'effet de l'absence de la Gigaxonine sur différentes régulateurs de la voie. En utilisant des techniques complémentaires, j'ai montré que la Gigaxonine est essentielle pour le turn-over d’un interrupteur autophagique, à travers son activité d’E3-ligase.En conclusion, nous avons identifié un nouveau mécanisme moléculaire impliqué dans le contrôle des premières phases de l'autophagie. Non seulement ces résultats présentent une avancée significative dans le domaine de l'autophagie, ils contribuent également à la compréhension de son dysfonctionnement dans les maladies neurodégénératives, et pourraient générer une nouvelle cible pour une intervention thérapeutique chez l'homme. / The autophagic route is one of the signaling pathways that sustain cellular homeostasis in basal condition, but also in response to stress. It has been shown to be crucial for several physiological functions and its impairment is associated with many diseases, including cancer, immune and neurodegenerative diseases. While an expanding number of studies have shown that autophagic route is finely controlled, little is known about the molecular mechanisms ensuring its function, but a fundamental role is sustained by the family of E3 ligases. Gigaxonin is an adaptor of a Cul3-E3 ligase, which specifies the substrates for their ubiquitination and their subsequent degradation. “Loss of function” mutations in Gigaxonin cause Giant Axonal Neuropathy (GAN), a severe and fatal neurodegenerative disorder that impacts broadly the nervous system and cause an abnormal aggregation of Intermediate Filaments (IFs) through the body. Modeling the disease in patient’s cells and in mouse, the laboratory has demonstrated the crucial role of Gigaxonin in degrading the entire family of IFs through its ubiquitination activity.During my PhD, I studied the neurodegenerative mechanisms in GAN disease, and the possible impairment of autophagy pathway.For that purpose, I developed a new neuronal model of the disease from our GAN mouse, which reproduced the neurodegeneration and the IF aggregation found in patients. To investigate the involvement of autophagy in neurodegeneration, I evaluated the effect of Gigaxonin depletion on autophagosome formation, autophagic flux, lysosome fusion and degradation, and I revealed a defect in autophagy dynamics. To decipher the molecular mechanism of autophagosome impairment, I investigated the effect of Gigaxonin depletion on different autophagy regulators. Using complementary techniques, I showed that Gigaxonin is essential for the turn-over of a specific molecular switch, through its E3 ligase activity.Altogether, we identified a new exciting molecular mechanism in the control of autophagy. Not only these findings present a significant advance in the comprehension of the fundamental field of autophagy, but it also contribute in the understanding of its dysfunction in neurodegenerative diseases, and may generate a new target for therapeutic intervention in humans.

L’effet protecteur du jeûne a été observé dans plusieurs domaines de la santé. Pour l’étudier, un modèle de foie de rat perfusé ex vivo a ici été utilisé. Dans ce modèle, nous n’avons pas observé, pour un jeûne de 18h, l’effet protecteur du jeûne rapporté pour le foie in situ. Nous avons cependant souligné l’importance du coût énergétique du mécanisme protecteur du foie isolé soumis au stress expérimental de l’ischémie/reperfusion et corrélé la protection à un taux plus élevé de glycogène et une charge énergétique nécessitant le dépassement d’un seuil en deçà duquel la protection s’estompait. L’administration de substrats énergétiques (lactate et alanine) nous a permis de confirmer le besoin énergétique de la protection du foie isolé. Ensuite, l’accroissement de la durée du jeûne du rat donneur de 18 à 24 heures s’est avérée hépatoprotectrice et, plus globalement, a montré que la capacité de mobilisation énergétique et, à ce titre, l’autophagie contribuaient à l’hépatoprotection, le coût énergétique bien connu de l’autophagie étant en adéquation avec les précédents travaux du doctorat. Trois voies de signalisation candidates pour l’activation de l’autophagie, impliquant AMPK, HMGB1 et ADP, ont été étudiées. La phosphorylation de l’AMPK était augmentée dans le foie de rat à jeun 24h vs 18h. Toutefois, l’ajout d’AICAR, un activateur de l’AMPK, bien qu’augmentant sa phosphorylation dans le foie isolé de rat à jeun 18h, n’a pas induit de protection. L’accumulation cytoplasmique d’HMGB1, connue pour induire l’autophagie, n’a montré aucune corrélation avec les marqueurs de la cytolyse hépatique (LDH) et de l’autophagie (rapport LC3II/Actine). L’ADP, dans ses rapports ADP/(AMP+ADP+ATP) et ADP/(AMP+ATP), était plus élevée pour les foies de rat à jeun 24h et a été corrélée à l’hépatoprotection. L’ADP induisant l’autophagie par activation du récepteur membranaire P2Y13, un inhibiteur spécifique, le MRS2211, a été utilisé. Son inclusion dans le perfusât a estompé l’hépatoprotection et l’activation de l’autophagie associées au prolongement de la période de jeûne, validant le rôle-clef de cette signalisation dans l’hépatoprotection. En conclusion, le doctorat a permis une avancée substantielle de la compréhension du rôle joué par le statut nutritionnel du sujet donneur sur l’hépatoprotection du foie isolé. L’identification des mécanismes moléculaires de l’hépatoprotection (mobilisation énergétique, autophagie) et de sa signalisation (ADP, récepteur P2Y13) ouvrent des perspectives thérapeutiques innovantes des maladies du foie et de nouvelles stratégies de préservation du greffon hépatique. Dans une optique de survie cellulaire, l’autophagie assure à la fois une fonction de maintien de la qualité des composants cellulaires et un rôle énergétique. Ce maintien de qualité protège la cellule, elle coûte en énergie rendant cette dernière indispensable à ce type de protection. Autrement dit, la maintenance préserve de la détérioration et cette protection a un coût qui passe par une signalisation (décision interne de financement) qui, identifiée, peut désormais être sollicitée comme souhaité. Aussi, un financement externe (apport de substrats énergétiques) peut être choisi voire ajouté au précédent. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les neurones dopaminergiques mésodiencephaliques jouent un rôle central dans la régulation d'un large éventail de fonctions cérébrales allant des mouvements volontaires aux comportements associés. Ces fonctions sont régulées par des sous-types distincts de neurones dopaminergiques situés à la base du cerveau soit l'air tegmentaire ventrale et la substance noire compacte. Ces neurones innervent différentes régions du cerveau en formant les voies nigrostriatales, mésolimbiques et mésocorticales. Les mécanismes moléculaires qui régissent la formation de voies dopaminergiques dans le cerveau sont en grande partie inconnus. L'autophagie est la principale voie de renouvellement cytoplasmatique et s'est révélée importante pour le développement du système nerveux. Nous montrons ici que les protéines nécessaires à l'autophagie sont présentes dans les cônes de croissance des neurones dopaminergiques et qu'elles sont régulées temporellement pendant leur développement. En outre, le niveau d'autophagie change de façon dynamique dans les neurones dopaminergiques en réponse à des signaux de guidage chimio-répulsifs et chimio-attractifs. Pour caractériser le rôle de l'autophagie dans la croissance / guidage des axones dopaminergiques, nous avons utilisé la méthode d'édition du génome CRISPR-Cas9 ainsi qu'une souris knock-out conditionnelle (cKO) pour les gènes essentiels de l'autophagie (Atg12, Atg5) spécifiquement dans les neurones dopaminergiques. Les axones ATG5 cKO présentent des renflements axonaux et une diminution du nombre de ramifications in vitro et in vivo, probablement en raison de la formation de boucles de microtubules aberrantes. De manière frappante, la suppression de gènes liés à l'autophagie a complètement bloqué la réponse des neurones dopaminergiques aux signaux de guidage chimio-répulsifs et chimio-attractifs. Nos données démontrent que l'autophagie joue un rôle central dans la régulation du développement des neurones dopaminergiques et dans l'amélioration de notre compréhension des processus physiologiques régissant la croissance et le guidage axonal. / Mesodiencephalic dopamine neurons play a central role in the regulation of a wide range of brain functions ranging from voluntary movement to reward associated behaviours. These functions are regulated by distinct subtypes of dopamine neurons located in the ventral midbrain substantia nigra pars compacta and ventral tegmental area that project to different brain regions by forming the nigrostriatal, mesolimbic, and mesocortical pathways. The molecular mechanisms that drive the midbrain dopaminergic trajectory formation are largely unknown. Autophagy is the major cytoplasmatic turnover pathway and has been shown to be important to neural system development. Here we show that autophagy machinery is present in the growth cones of dopaminergic neurons and is temporally regulated during their growth and guidance. Furthermore, autophagy level changes dynamically in dopaminergic neurons in response to both chemo-repulsive and chemo-attractive guidance cues. To characterize the role of autophagy in dopaminergic axon growth/guidance, we used CRISPR-Cas9 gene editing as well as a conditional knock-out mice (cKO) for the essential autophagy genes (Atg12, Atg5) deleted in dopaminergic neurons. ATG5 cKO axons exhibit axonal swellings and decreased branching in vitro and in vivo, likely due to aberrant microtubule looping. Strikingly, deletion of autophagy-related genes blunted completely the response of dopaminergic neurons to chemo-repulsive and chemo-attractive guidance cues. Our data demonstrate that autophagy plays a central role to tightly regulate dopaminergic neurons development and improve our understanding about basic physiological processes orchestrating axonal growth and guidance.

L’adaptation cellulaire au stress dépend en partie de changements dans l’expression de gènes de réponse au stress, souvent accompagnés par des modifications dans la structure chromatinienne. Des facteurs chromatiniens pourraient être à l’origine de ces modifications mais leurs mécanismes d’action restent mal connus au cours du développement. La réponse aux protéines malconformées (UPR) est une réponse à des conditions de stress physiologique qui ciblent le réticulum endoplasmique (RE) ; l’UPR a été impliquée dans de nombreuses maladies humaines incluant le cancer et différents composants de cette réponse pourraient être de potentielles cibles pharmaceutiques. Nous avons démontré que HPL-2, l’homologue de la protéine HP1 chez Caenorhabditis elegans, est nécessaire pour la réponse au stress du RE. L’inactivation d’HPL-2 montre une résistance accrue au stress du RE qui dépend d’une part de la voie XBP-1 de l’UPR et d’autre part d’un flux autophagique augmenté. La résistance accrue des vers dépourvu d’HPL-2 est associée avec une augmentation de l’activation d’XBP-1 et de chaperonnes du RE en conditions physiologiques. L’expression d’HPL-2 est ubiquitaire et nous avons déterminé qu’HPL-2 joue un rôle antagoniste dans les cellules neuronales et intestinales pour influencer la réponse au stress du RE. Nous avons également montré qu’une modulation de l’état de la chromatine par une inhibition chimique d’histones déacétylases donnait le même phénotype que l’absence d’HPL-2. De plus, l’augmentation ou la diminution de la méthylation de la lysine 4 de l’histone 3 (H3K4me) joue également un rôle dans la réponse au stress du RE. Ces travaux contribuent ainsi à une meilleure compréhension du lien entre l’UPR, le stress du RE et la structure chromatinienne aussi bien dans un processus normal que dans certaines pathologies. / Cellular adaptation to environmental changes and stress relies on a wide range of regulatory mechanisms which are tightly controlled at several levels, including transcription. Chromatin structure and chromatin binding proteins are important factors contributing to the transcriptional response to stress. However, it remains largely unknown to what extent specific chromatin factors influence these distinct responses in a developmental context. One of the best characterized stress response pathways is the unfolded protein response (UPR), which is activated by accumulation of misfolded proteins in the endoplasmic reticulum (ER). Here, we show that Caenorhabditis elegans HPL-2, the homologue of the HP1 chromatin associated protein, is required for the ER stress response. Inactivation of HPL-2 results in enhanced resistance to ER stress dependent on the XBP-1 branch of the UPR and the closely related process of autophagy. Increased resistance to ER stress in animals lacking HPL-2 is associated with increased basal levels of XBP-1 activation and ER chaperones under physiological conditions. Using tissue specific rescue experiments, we find that HPL-2 plays antagonistic roles in intestinal and neuronal cells to influence the ER stress response. We further show that chemical inhibition of histone deacetylase activity mimics the HPL-2 loss of function phenotype, and that increasing or decreasing histone H3 lysine 4 methylation (H3K4me) has antagonistic effects on animal survival in response to ER stress. Altogether our results point to an important function for specific chromatin factors and chromatin modifications in maintaining ER homeostasis in a developmental context.

Le cancer du sein triple négatif (TN) est un cancer présentant des résistances aux agents de chimiothérapie. Malgré la forte expression de l’EGFR, il est aussi résistant aux anti-EGFR. Ces mécanismes de résistance ne sont pas connus.MUC1 est une protéine transmembranaire largement glycosylée. Sa fonction extracellulaire est impliquée dans la régulation des récepteurs membranaires dont l’EGFR. Comme les autres glycoprotéines membranaires, son unité extracellulaire (MUC1-N) peut moduler la réponse cellulaire immune par hypersialylation. Son unité intracellulaire (MUC1-C) possède des sites de phosphorylation impliqués dans plusieurs voies de signalisation telles que PI3K/AKT/mTOR ou RAS/RAF/MEK/ERK. Ces dernières régulent l’autophagie qui est un mécanisme de survie cellulaire associé à la résistance aux agents de chimiothérapie.Nous avons démontré que les TN présentaient des modifications quantitatives et qualitatives de l’expression de MUC1, altérant probablement les régulations des voies associées à MUC1/EGFR dont l’autophagie. L’activation de l’autophagie explique la résistance aux traitements des agents de chimiothérapie. L’IL17 est un facteur pro-inflammatoire secrété par du microenvironnement tumoral et associé également à la résistance des agents de chimiothérapie des TN, par activation de la voie MEK/ERK, suggérant son implication à activer l’autophagie.En conclusion, nos travaux permettent d’émettre l’hypothèse que l’inhibition de l’autophagie et/ou MUC1 et/ou IL17 pourrait augmenter la sensibilité aux traitements de chimiothérapie ou des thérapies ciblées dirigées contre les TN. / Triple negative breast cancer (TN) is often associated to chemioresistance. Moreover, despite an EGRF over-expression, TN is also resistant to anti-EGFR drugs. These resistance mechanisms are not known yet.MUC1 is a transmembrane broadly glycosylated protein. Its extracellular unit (MUC-N) is involved to membrane receptor regulations, as EGFR. As other membrane glycoproteins, MUC1 could modulate, by over-sialylation, the immune cellular response. Its intracellular unit (MUC-C) presents phosphorylation sites involved in numerous signal pathways such as PI3K/AKT/mTOR or RAS/RAF/MEK/ERK. Both pathways regulate autophagy which is a survival cellular mechanism associated to resistance of chemiotherapy drugs.We showed that TN presents quantitative and qualitative MUC1 alterations, likely associated with dys-regulation of autophagy/MUC1/EGFR pathways. The activation of autophagy explains the chemiotherapy resistance. IL17 is a proinflammatory interleukin secreted by the tumor microenvironment. In TN, IL17 is also associated to chemiorestistance throughout the MEK/ERK pathways, suggesting its involving activating autophagy.In conclusion, our work allows us to hypothesize that inhibition of autophagy and/or MUC1 and/or IL17 could be increase the sensibility to chemiotherapy or targeted therapies against TN.

Plusieurs études ont suggéré une implication des glycogène synthase kinases 3 (GSK3) dans la carcinogenèse, notamment du pancréas. Des études ont rapporté des résultats contradictoires quant à l’impact des GSK3 sur la survie cellulaire. Au niveau du pancréas, il a été observé que l’inhibition des GSK3 inhibe la croissance entre autres via la régulation de la voie JNK ou NFkB. Les inhibiteurs des GSK3 sont présentement à l’étude comme traitement de différentes pathologies, notamment pour le cancer pancréatique. Une meilleure compréhension des voies de signalisation régulées par les GSK3 sera donc nécessaire. Nous avons entrepris ces travaux afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la régulation de la survie des cellules pancréatiques tumorales par les GSK3. Nous avons démontré que l’inhibition des GSK3 induit l’apoptose et l’autophagie dans les cellules pancréatiques tumorales humaines. L’inhibition des GSK3 stimule l’autophagie autant dans les cellules pancréatiques tumorales que non tumorales, alors que l’apoptose est induite spécifiquement dans les cellules tumorales. Contrairement à l’apoptose, l’autophagie est induite indépendamment de la voie JNK-cJUN suite à l’inhibition des GSK3. Nos résultats démontrent que l’inhibition des GSK3 mène à l’inactivation de la voie mTORC1 qui pourrait contribuer à l’induction de l’autophagie. D’autre part, nos travaux ont démontré pour la première fois que les GSK3 régulent le facteur de transcription EB (TFEB) dans les cellules pancréatiques tumorales. En effet, l’inhibition des GSK3 entraîne la déphosphorylation de TFEB, notamment sur la Ser211, la dissociation des 14-3- 3 et sa translocation nucléaire. Nos résultats suggèrent que la régulation de TFEB par les GSK3 impliquerait des Ser/Thr phosphatases et pourrait être indépendante de l’activité mTORC1. L’inhibition de l’autophagie ou la déplétion de l’expression de TFEB sensibilise les cellules pancréatiques tumorales à l’apoptose induite suite à l’inhibition des GSK3 suggérant un rôle pro-survie de l’autophagie et de TFEB dans ces cellules. Enfin, l’inhibition des GSK3 semble mener à l’inhibition de la glycolyse qui contribuerait à l’induction de l’apoptose. En résumé, nos résultats démontrent que l’inhibition des GSK3 induit à la fois des signaux pro-apoptotiques et pro-survie suggérant que l’équilibre entre ces signaux dicterait l’impact des GSK3 sur la survie des cellules pancréatiques tumorales humaines.