La formation de cancers est liée à des dérèglements de la progression du cycle cellulaire ou de l’apoptose. L’identification des acteurs cellulaires mis en jeu dans la maladie et l’élucidation des mécanismes responsables de ces dysfonctionnements sont à la base de nouveaux traitements anticancéreux. Ainsi, en vue du développement de thérapies ciblées, les kinases Pim et les protéines anti-apoptotiques de la famille des Bcl-2, surexprimées dans de nombreux types de cancers et associées à des phénomènes de chimiorésistance, constituent des cibles pertinentes. Les kinases Pim (Pim-1,-2 et -3) sont une famille de sérine / thréonine kinases qui jouent un rôle fondamental dans les processus de survie, de prolifération ou de différenciation cellulaire. Bien qu’elles possèdent un substrat commun avec les autres protéines kinases, l’ATP, des différences structurales permettent de les différencier et de les inhiber sélectivement. En tenant compte de ces spécificités, nous nous sommes intéressés à la synthèse de nouveaux inhibiteurs sélectifs des kinases Pim, compétitifs de l’ATP. Parmi les autres agents impliqués dans la formation de tumeurs, les protéines de la famille des Bcl-2, responsables du phénomène d’apoptose ou mort cellulaire programmée, font l’objet d’un domaine d’étude récent. Elles se classent en deux familles selon leur fonction : les protéines pro-apoptotiques et les protéines anti-apoptotiques dont la surexpression est observée dans de nombreux cancers. Nous avons poursuivi l’étude de relations structure-activité initiée au laboratoire à partir de trimères d’alkoxyquinoléines, inhibiteurs micromolaires des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-xL, en préparant de nouveaux analogues. / Cancer development is associated with dysfunctions in cell cycle progression or apoptosis. The identification of cellular agents involved in this disease, and the elucidation of mechanisms responsible for these dysfunctions provide the basis for the development of novel anti-cancer drugs.Thus, Pim kinases and Bcl-2 anti-apoptotic proteins which are overexpressed in many malignancies and contribute significantly to chemoresistance are of great interest for the development of targeted cancer therapy. Pim kinases (Pim-1,-2 and -3) belong to a family of serine / threonine kinases which play a key role in cell survival, proliferation and differenciation. Although all protein kinases share ATP as a common substrate, the structure of the ATP-binding pocket of Pim kinases is unique and offers an opportunity for a selective inhibition. Taking account of these specificities, we were interested in the synthesis of novel selective ATP competitive Pim kinase inhibitors. Among the other agents involved in tumorigenesis, Bcl-2 family proteins, which govern apoptosis (or programmed cell death), are subject of a recent interest. These proteins are divided in two classes depending on their function : pro-apoptotic and anti-apoptotic members that are overexpressed in a variety of cancers. In a preliminary work in the laboratory, alkoxyquinoline trimers have demonstrated micromolar inhibition against antiapoptotic proteins Bcl-2 and Bcl-xL. Therefore, we carried on this structure-activity relationship study with the synthesis of novel analogues.

Contrôle de la signalisation oncogénique du mutant L858R de l'EGFR par la protéine suppresseur de tumeur p14ARF dans les adénocarcinomes pulmonaires. Le récepteur à l'EGF (EGFR) est un oncogène puissant impliqué dans le développement des cancers du poumon. Dans ces cancers, la présence de mutations activatrices de l'EGFR (majoritairement L858R et Del19) est un facteur prédictif de réponse aux agents pharmacologiques qui ciblent spécifiquement ce récepteur (EGFR-TKI). Cependant, l'association entre réponse thérapeutique et mutation est plus complexe que prévue, soulignant la nécessité d'approfondir la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans développement de ces cancers. Nous avons précédemment montré que la quasi-totalité des tumeurs pulmonaires avec des mutations activatrices de l'EGFR présente une expression faible ou indétectable de la protéine suppressive de tumeur p14ARF. Ces résultats nous ont conduites à émettre l'hypothèse que l'expression de p14ARF était un frein essentiel à l'expansion clonale de ces cellules. Nous décrivons pour la première fois une relation fonctionnelle entre p14ARF et du mutant L858R de l'EGFR dans laquelle p14ARF inhibe la croissance de cellules exprimant ce mutant en induisant leur apoptose. Les effets suppresseurs de tumeur de p14ARF impliquent une fonction pro-apoptotique originale de STAT3 qui conduit à l'inhibition de l'expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-2. De plus, nous montrons que les cellules EGFR-L858R maintiennent leur avantage de croissance en inhibant l'expression de p14ARF et la signalisation pro-apoptotique STAT3/Bcl-2 qui en découle. Nos résultats identifient également p14ARF comme une nouvelle cible transcriptionnelle de STAT3, mettant ainsi en évidence une boucle de rétrocontrôle positif entre ces deux protéines qui pourrait entretenir la signalisation pro-apoptotique médiée par STAT3. Sur la base de ces résultats, nous suggérons que la réactivation de la voie p14ARF/STAT3/Bcl-2 pourrait être une nouvelle stratégie thérapeutique dans le traitement de ces cancers. / Control of EGFR-L858R oncogenic signaling pathway by the p14ARF tumor suppressor in lung adenocarcinoma. The EGF receptor (EGFR) is a strong oncogene involved in lung carcinogenesis. In these cancers, sensitivity to inhibitors of the EGFR tyrosine kinase activity (EGFR-TKI) has been shown to be related to the presence of activating mutations in the TK domain of EGFR (mainly L858R and Del19). However, the association between mutations and responsiveness to EGFR-TKI based treatment is more complex than previously envisioned, underlying the pressing need to study thoroughly the molecular mechanisms of lung cancer growth. We previously showed that almost all lung cancer with EGFR activated mutations has very low or undetectable levels of the p14ARF tumor suppressor protein. These results led us to postulate that expression of p14ARF is an efficient break against clonal proliferation of these cells. We report for the first time a relationship between p14ARF and mutant EGFR-L858R in which p14ARF inhibits the growth of EGFR-L858R expressing cells by inducing apoptosis. The p14ARF tumor suppressor effects involve an original STAT3 pro-apoptotic function that drives the inhibition of the anti-apoptotic Bcl-2 protein. Moreover, we show that the EGFR-L858R mutant maintains their survival and proliferation characteristics by inhibiting p14ARF expression and consequently the STAT3/Bcl-2 pro-apoptotic pathway. Our results also identify p14ARF as a new transcriptional target of STAT3, therefore providing evidence of a positive feed-back loop that could maintain STAT3 pro-apoptotic pathway. Based on these data, we suggest that manipulation of this pathway could be a therapeutic strategy for lung cancer treatment.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-10-14T18:03:22Z No. of bitstreams: 1 michelefernandesrodrigues.pdf: 2462897 bytes, checksum: fecbbd695cdb846a7633c19e7fab1160 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-10-22T13:08:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 michelefernandesrodrigues.pdf: 2462897 bytes, checksum: fecbbd695cdb846a7633c19e7fab1160 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-22T13:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 michelefernandesrodrigues.pdf: 2462897 bytes, checksum: fecbbd695cdb846a7633c19e7fab1160 (MD5) Previous issue date: 2008-08-06 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Mycobacterium bovis é um membro do complexo Mycobacterium tuberculosis, um grupo de microorganismos com a capacidade de causar tuberculose em humanos. A característica marcante das micobactérias patogênicas é a sua habilidade para sobreviver e replicar dentro do fagossomo do macrófago. A apoptose dos macrófagos infectados pode ser uma alternativa de defesa do hospedeiro, capaz de eliminar o ambiente de suporte para o crescimento da micobactéria. No presente trabalho investigamos, in vivo, a influência da virulência e da carga bacteriana na ocorrência da apoptose de macrófagos durante a fase inicial da infecção pulmonar experimental por M. bovis. Camundongos BALB/c foram infectados intratraquealmente com alta ou baixa carga das cepas virulenta (ATCC 19274) e atenuada (BCG Moreau) de M. bovis. Após 3 e 7 dias de infecção, avaliamos a freqüência da apoptose dos macrófagos alveolares e sua correlação com o crescimento da micobactéria e com os níveis in situ das citocinas TNF-α, IL-10 e IL 12 e da proteína anti-apoptótica Bcl-2. Foi observado um aumento da apoptose de macrófagos após a infecção com ambas as cepas. Entretanto, a cepa virulenta induziu menos apoptose do que a cepa atenuada, sendo que, no 3o dia houve redução da apoptose na infecção com alta carga, enquanto que no 7o dia uma maior inibição ocorreu em baixa carga. Essa inibição da apoptose, promovida pela cepa virulenta, foi associada com o aumento da produção de IL-10, redução da produção de TNF-α e aumento da expressão de Bcl-2. Observamos ainda uma menor produção de IL-12 nos pontos de menor apoptose dos macrófagos o que reforça a hipótese de que a apoptose das células infectadas contribui para o desenvolvimento de imunidade específica contra o patógeno. Em conjunto esses dados sugerem que a cepa virulenta de M. bovis é capaz de modular a apoptose em um modo carga dependente de acordo com suas necessidades de crescimento intracelular e disseminação para células adjacentes. / Mycobacterium bovis is a member of the Mycobacterium tuberculosis complex, a group of organisms with the capacity to cause tuberculosis in humans. The hallmark of pathogenic mycobacteria is their ability to survive and replicate inside macrophage phagosome. The apoptosis of macrophages infected can be a host defense alternative capable of removing the environment supporting bacterial growth. In this work we investigate, in vivo, the influences of virulence and bacterial load on the apoptosis of macrophages during the initial phase of experimental pulmonary M. bovis infection. BALB/c mice were infected intratracheally with high or low doses of the virulent (ATCC19274) and attenuated (BCG Moreau) strains of M. bovis. The frequency of apoptosis and the growth of mycobacteria in macrophages from lung tissue, and the in situ levels of the cytokines TNF-α, IL-10 and IL-12 and of the anti apoptotic protein Bcl-2 were measured at day 3 and day 7 postinfection. An increase of macrophage apoptosis was observed after the infection with both strains, but the virulent strain induced less apoptosis than the attenuated strain. On the 3rd day of infection there was a reduction of apoptosis in the infection with high dose, whereas on the 7th day we found more inhibition in the lower dose. This inhibition of apoptosis was associated with the increased production of IL-10, reduced production of TNF-α and increases of Bcl-2. In addition, the production of IL-12 was reduced at the points of lowest apoptosis of macrophages, which suggests that the apoptosis of the infected cells contributes to the development of specific immune response against the pathogen. Our results indicate that the virulent strain of M. bovis is able to modulate apoptosis in a dose dependent fashion in accordance with its necessities for intracellular growth and dissemination to adjacent cells.

La famille des kinases Src, dont Lyn fait partie, joue un rôle clé dans le contrôle de nombreux processus biologiques. Lyn a une fonction bien établie dans les cellules hématopoïétiques et est notamment impliqué dans le maintien de différentes leucémies et son expression protéique est altérée dans les tumeurs solides. Plusieurs études ont mis en évidence qu’elle avait un rôle anti-apoptotique. Lyn peut être clivée par les caspases en donnant une protéine tronquée cytosolique. Nous avons ainsi montré que Lyn cytosolique (cLyn) régulait Bim, un membre pro-apoptotique de la famille Bcl-2, en le phosphorylant sur les tyrosines 92 et 161 en inhibant la fonction pro-apoptotique de Bim, en augmentant son interaction avec Bcl-XL, limitant ainsi la perméabilisation de la membrane externe mitochondriale et l’apoptose. Lyn possède également un rôle pro-inflammatoire. Nous avions préalablement montré que la surexpression de cLyn, chez la souris, conduit à un syndrome inflammatoire de la peau, ressemblant au psoriasis. Sur la base de ce résultat, nous avons voulu savoir si Lyn jouait un rôle dans cette maladie chronique de la peau. L’analyse de l’expression de Lyn chez des patients souffrant de psoriasis a montré que Lyn était surexprimée dans la peau lésionnelle par rapport à la peau non lésionnelle ou saine, résultats confirmés dans deux modèles de psoriasis chez la souris. De façon intéressante, nous avons montré que l’augmentation de l’expression de Lyn se situe à la fois dans le derme et dans l’épiderme chez l’homme et chez la souris, indiquant que le recrutement de cellules immunitaires dans la peau lésionnelle mais aussi la modulation de Lyn dans les kératinocytes sont impliqués. Par ailleurs, une augmentation de l’expression de Lyn a été observée dans les kératinocytes humains stimulés par le TNF-α et l'IL-17A. Afin de déterminer le rôle de Lyn dans cette maladie cutanée nous l’avons induit chez des souris déficientes pour Lyn. Une réduction significative du phénotype cutanée a été observée dans les souris LynKO, identifiant Lyn comme un nouvel acteur dans la pathogénie du psoriasis. De plus, nos résultats ont établi que l’expression de Lyn dans les kératinocytes semblait suffisante pour le maintien du phénotype psoriasique, indiquant un nouveau rôle de Lyn dans les kératinocytes. Au cours de ce travail, nous avions observé que les caspases inflammatoires étaient activées dans la peau lésionnelle de patients atteints du psoriasis. Les caspases inflammatoires, suite à leur activation, vont cliver l’IL-1β et l’IL-18, ce qui conduit à leur maturation. Nous avons alors voulu savoir si les caspases participaient au développement du psoriasis. Nous avons pu montrer que lorsque nous induisions du psoriasis chez des souris, l’invalidation des caspases inflammatoires ou son inhibition pharmacologique réduisait de façon significative le développement de la maladie. Bien que les cellules immunitaires et les kératinocytes soient capables de secréter de l’IL-1β via l’activation de l’inflammasome, nos données ont établi que seule l’activation des caspases inflammatoires dans le système immunitaire semblait nécessaire pour une réponse inflammatoire complète. En résumé, l’ensemble de mon travail de thèse a permis de montrer un mécanisme moléculaire par lequel la kinase Lyn régule négativement la voie apoptotique mitochondriale, ce qui peut contribuer à la transformation et/ou la résistance des cellules cancéreuses. D’autre part, nos résultats montrent que Lyn pourrait être un régulateur important du psoriasis, et notre étude indique que les caspases inflammatoires activées dans les cellules immunitaires sont impliquées dans la pathogenèse du psoriasis. A ce jour, bien que plusieurs traitements aient été développés pour le psoriasis, la maladie reste non résolue, donc le développement de cibles thérapeutiques contre Lyn et les caspases inflammatoires pourraient être intéressant pour le traitement de la maladie. / The Src family kinase, of which Lyn is one member, plays a key role in controlling many biological processes. Lyn has a well-established function in hematopoietic cells, presenting an important role in the regulation of hematopoietic abnormalities. In fact, Lyn plays a key role in maintaining several kind of leukemia, and furthermore it expression is altered in solid tumors. Different studies have shown that Lyn has an anti-apoptotic role. Lyn can be cleaved by caspases, cysteine proteases involved in apoptosis and inflammation, giving a new protein with a cytosolic location, different from the WT and membrane-anchored form. We have shown that the cytosolic form of Lyn (cLyn) regulated Bim, a pro-apoptotic member of the Bcl-2 family, involved in the control of mitochondrial apoptosis. We have identified that Bim is phosphorylated on tyrosine 92 and 161 by Lyn, resulting in an inhibition of its pro-apoptotic function, increasing its interaction with anti-apoptotic members such as Bcl-XL, thus limiting the permeabilization of mitochondrial outer membrane and impairing cell apoptosis. Lyn also has a pro-inflammatory role. We have previously shown that overexpression of the caspase-cleaved form of Lyn, in mice, leads to an inflammatory skin syndrome, resembling human psoriasis. Based on this result, we wanted to know if Lyn played a role in this chronic skin disease. Analysis of Lyn's expression in psoriasis patients showed that Lyn was overexpressed in lesional skin compared to non-lesional or healthy skin, which was subsequently confirmed in two mouse models of psoriasis disease. Interestingly, we have shown that the increase in Lyn expression is in both the dermis and the epidermis in humans and in mice, indicating that recruitment of immune cells into lesional skin but also the modulation of Lyn in keratinocytes are involved. To determine the role of Lyn in this skin disease we induced a psoriasis-like phenotype in Lyn deficient mice. A significant reduction in cutaneous phenotype was observed in LynKO mice compared to WT mice, identifying Lyn as a new player in the pathogenesis of psoriasis. In addition, our results established that Lyn expression in keratinocytes seemed crucial and sufficient for the maintenance of the psoriasis phenotype, indicating a new role of Lyn in the regulation of keratinocytes. During this work, we observed that inflammatory caspases were activated in lesional skin from psoriasis patients. Inflammatory caspases, following their activation within the inflammasome, will cleave IL-1β and IL-18, leading to their maturation. We then wanted to know if inflammatory caspases participated in the development of psoriasis. We were able to show that when we induced a psoriasis-like disease in mice, the invalidation of inflammatory caspases or its pharmacological inhibition significantly reduced the development of the disease compared to WT mice. Although immune cells and keratinocytes were able to secrete IL-1β via activation of the inflammasome, our data established that only activation of inflammatory caspases in the immune system seemed necessary for a complete inflammatory response. In summary, my thesis shows a molecular mechanism by which Lyn tyrosine kinase negatively regulates the mitochondrial apoptotic pathway, which may contribute to the transformation and/or chemotherapeutic resistance of cancer cells. On the other hand, our results show that Lyn could be an important regulator of psoriasis and our study indicates that inflammatory caspases activated in immune cells are involved in the pathogenesis of psoriasis. To date, although several treatments have been developed for psoriasis, the disease remains unresolved, so the development of therapeutic targets against Lyn and inflammatory caspases could be of interest for the treatment of the disease.

Les cancers de l’ovaire demeurant particulièrement meurtriers du fait de leur capacité à développer une résistance aux chimiothérapies conventionnelles, il est donc indispensable de mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques susceptibles de surmonter la chimiorésistance pour améliorer leur prise en charge. Les travaux antérieurs de l’Unité ont démontré que les protéines anti-apoptotiques Bcl-xL et Mcl-1 coopèrent pour protéger les cellules cancéreuses ovariennes contre l’apoptose et que leur inhibition concomitante conduit à la mort des cellules chimiorésistantes. A ce jour, seuls les inhibiteurs de Bcl-xL/Bcl-2 ont démontré une efficacité en clinique, en particulier l’ABT-263 (Navitoclax). En revanche, l’inhibition de Mcl-1 reste problématique dans un contexte clinique. La recherche d’outils pharmacologiques conduisant à l’inhibition ou à l’inactivation de Mcl-1, utilisables en clinique, reste donc un enjeu majeur, d’autant que cette protéine est désormais désignée comme une cible thérapeutique prioritaire dans de nombreuses localisations tumorales. C’est dans ce contexte que mon projet de thèse s’est inscrit, l’objectif étant d’identifier et d’évaluer de nouveaux inhibiteurs pharmacologiques de Mcl-1 synthétisés par des équipes de chimistes. Dans cette optique, mon projet de thèse s’est scindé en deux parties : Dans une première étude, je me suis attachée à cribler in vitro des molécules appartenant à différentes familles chimiques (Oligopyridines dérivées du Pyridoclax, « Lead » de la première génération des oligopyridines précédemment identifié par notre équipe, ou analogues de MIM1) dans le but d’identifier de nouveaux inhibiteurs de Mcl-1 plus actifs que les molécules dont ils dérivent. Ce travail a permis d’identifier la MR31367, une molécule issue du Pyridoclax qui présente une activité pro-apoptotique plus forte que ce dernier sur plusieurs lignées tumorales ovariennes chimioresistantes. Nous avons également pu mettre en évidence sur ces mêmes modèles que plusieurs molécules issues de MIM1 exhibaient une activité pro-apoptotique amplifiée. Cette étude nous a également permi de mettre en évidence une relation structure activité permettant de classer ces molécules en inhibiteurs spécifiques de Mcl-1 et « dual-inhibiteur » de Mcl-1 et Bcl-xL. Dans une seconde étude, mon travail a consisté en l’évaluation préclinique du sel de Pyridoclax. Nous avons étudié l’effet de différentes doses de Pyridoclax administré par différentes voies d’administration, en agent seul ou en combinaison avec l’ABT-263 sur différents modèles tumoraux établis à partir des lignées chimiorésistantes de cancers ovariens. Nous avons ainsi pu mettre en évidence un effet anti-tumoral du Pyridoclax (20 mg/kg/j) administré par voie IV en agent seul sur des 2 modèles des 3 modèles de xénogreffes, et cela sans toxicité avérée. Ces résultats prometteurs ouvrent des perspectives intéressantes quant à l’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques de Mcl-1 pour le traitement des cancers de l’ovaire / Ovarian cancer is the most leading cause of death from gynecologic malignancies because of its late diagnosis and its ability to develop chemoresistance to conventional therapies. It is now essential to develop new therapeutic strategies to overcome this chemoresistance and improve patient care. Our laboratory has demonstrated the overexpression of the Bcl-2 anti-apoptotic proteins Bcl-xL and Mcl-1 and their cooperation to protect ovarian cancer cells from apoptosis. Currently, the clinically relevant pharmacologic inhibition of Bcl-xL is available using ABT-263 (Navitoclax). However, selective direct Mcl-1 inhibition remained a challenge. This protein is one of the most important anti-apoptotic member which is expressed in multiple cancer types and is at the origin of the acquired resistance to chemotherapy and Bcl-2 family inhibitors (Navitoclax, Venetoclax). Thus, Mcl-1 inhibition represents a major challenge for the clinical success of the Bcl-2 family inhibitors. In this context, I was interested in identifying and evaluating new Mcl-1 inhibitors designed and synthetized by different chemistry research teams. My project was focused on two aspects. In the first part, we have evaluated the cytotoxic effect of different molecules derived from 2 Mcl-1 inhibitors, the Pyridoclax from the oligopyridine family and MIM1. The screening of 8 Noxa-mimetic molecules derived from Pyridoclax allowed us to identify MR31367, one of the most potent oligopyridine molecules that shows a stronger anti-apoptotic activity than Pyridoclax (15μM) and sensitizes different chemoresistant ovarian cancer cell lines (IGROV1-R10, SKOV-3 and A2780) to anti-Bcl-xL strategies (ABT-737, siRNA). Furthermore, we have evaluated the pro-apoptotic activity of 14 MIM1 derivative molecules using the same cellular model. This study has demonstrated that most of these derivatives have greater pro-apoptotic activity than MIM1. We have also established the structure-activity relationship leading to classify these molecules as “Mcl-1 inhibitors” or as “dual inhibitors” of Mcl-1 and Bcl-xL.The second part of my project was focused on the preclinical evaluation of Pyridoclax hydrochlorid. We have analyzed the antitumor activity of Pyridoclax hydrochlorid in several subcutaneous xenografts derived from human ovarian cancer cell lines (IGROV1-R10, SKOV-3 and A2780). Different routes of Pyridoclax hydrochlorid administration were tested (oral, IV and IT) and its antitumor effect was analyzed at different doses as single agent or in combination with ABT-263 (100mg/kg). This study highlighted an effective antitumor activity of 20mg/kg of Pyridoclax hydrochlorid administered intravenously as single agent in two of three xenograft models without any side effects. This results open up interesting perspectives for the clinical use of Mcl-1 inhibitors to improve the clinical management of ovarian cancer

L'apoptose, ou « mort cellulaire programmée », joue un rôle clé dans de nombreux processus biologiques. Les protéines de la famille Bcl-2, dont l'expression est souvent altérée dans les cellules tumorales, sont les principaux régulateurs de l'apoptose. Parmi cette famille, la fonction exacte du répresseur apoptotique Nrh, aussi appelé BCL2L10 ou Bcl-B, reste à ce jour mal comprise. Bien que son expression ne soit pas détectable dans la plupart des tissus sains, on retrouve des niveaux élevés de Nrh corrélés à un mauvais pronostique dans les cancers du sein et de la prostate. Nous avons mis au jour un nouveau mécanisme selon lequel Nrz, l'orthologue de Nrh chez le poisson zèbre, interagit avec le domaine de liaison du ligand IP3 du canal calcique IP3R1. Il s'est avéré que la régulation négative des flux calciques par Nrz est critique lors du développement embryonnaire du poisson zèbre. Grâce à ces nouvelles données, nous avons cherché à comprendre la fonction de Nrh chez l'Homme, dans un contexte pathologique. Nous avons montré que Nrh interagit via son domaine BH4 avec le domaine de liaison du ligand du récepteur IP3R1 humain pour réguler l'homéostasie calcique et la mort cellulaire. Cette interaction définit Nrh comme la seule protéine de la famille Bcl-2 à réguler négativement la mort cellulaire exclusivement au niveau du réticulum endoplasmique. Pour aller plus loin, nous avons montré que la dissociation du complexe Nrh/IP3Rs sensibilise des cellules tumorales mammaires à l'action d'agents chimiothérapeutiques. Pour finir, nos résultats apportent une explication moléculaire sur la contribution de Nrh dans la résistance aux thérapies anti-tumorales / Apoptosis, also called “Programmed Cell Death”, plays a key role in many biological processes and pathologies. The B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) proteins, whose expression is often altered in tumor cells, are the main regulators of apoptosis.Among this family, the actual physiological function of the human apoptosis inhibitor Nrh, also referred to as BCL2L10 or Bcl-B, remains elusive. Although in most healthy tissues the Nrh protein is nearly undetectable, clinical studies have shown that Nrh expression is correlated with poor prognosis in breast and prostate carcinomas. We have shed light on a novel mechanism by which Nrz, the zebrafish ortholog of Nrh, was found to interact with the Ligand Binding Domain (LBD) of the Inositol-1,4,5-triphosphate receptor (IP3R) type-I Ca2+ channel. Indeed, the regulation of IP3Rs-mediated Ca2+ signaling by Nrz was shown to be critical during zebrafish embryogenesis. We used the knowledge gained with the zebrafish model to investigate Nrh function in cancer. We showed that Nrh interacts with the LBD of IP3Rs via its BH4 (Bcl-2 Homology 4) domain, which is critical to regulate intracellular Ca2+ trafficking and cell death. Actually, this interaction seems to be unique among the Bcl-2 family, and sets Nrh as the only Bcl-2 homolog to negatively regulate apoptosis by acting exclusively at the Endoplasmic Reticulum. Furthermore, we showed that disruption of the Nrh/IP3Rs complex primes Nrh-dependent cells to apoptotic cell death and enhances chemotherapy efficiency in breast cancer cell lines.Lastly our results bring a new insight to the role of Nrh regarding chemotherapy resistance

Le glycolipide Gb3/CD77 qui est fortement exprimé en surface des cellules de lymphome de Burkitt (LB) est le récepteur d’une toxine bactérienne la Vérotoxine-1 (VT-1). Notre équipe a montré précédemment que, dans les cellules de LB, la VT-1 induit une cascade apoptotique mettant en jeu les caspases et la mitochondrie. Mon travail a consisté à poursuivre l’analyse des bases moléculaires de ce processus, notamment en m’intéressant au rôle de la protéine pro-apoptotique Bid. Bid est un membre de la famille Bcl-2 qui est clivé par la caspase-8 au cours de l’apoptose et dont la forme tronquée (t-Bid) se relocalise à la mitochondrie. Grâce à l’utilisation de clones cellulaires de LB où Bid a été inhibée puis réexprimée sous forme non clivable et d’un inhibiteur de la caspase-8, nous avons montré que lors de l’apoptose induite par la VT1 : 1) la protéine entière Bid (full-length Bid ou FL-Bid) contrôle l’activation de protéines pro-apoptotiques Bax et de Bak ; 2) t-Bid et FL-Bid sont, toutes les deux, impliquées dans la libération des protéines pro-apoptotiques (cytochrome c et Smac/DIABLO) de l’espace intermembranaire de la mitochondrie vers le cytosol ; 3) FL-Bid contrôle l’homodimérisation de Bax et de Bak qui contribuerait à la libération initiale du cytochrome c et de Smac/DIABLO alors que t-Bid est nécessaire à l’hétérodimérisation de Bax et Bak qui permettrait l’amplification de cette libération. L’ensemble de ces résultats montre donc une coopération fonctionnelle entre Bax et Bak au cours de l’apoptose induite par la VT-1 et surtout met en évidence que l’activation de la voie caspase-8/t-Bid n’est absolument pas requise pour initier la mort cellulaire.Gb3/CD77 est aussi exprimé à la surface de certains lymphocytes B normaux, où il constitue un marqueur de différenciation mais sa fonction endogène reste encore indéterminée. Une deuxième partie de mon travail a consisté à essayer d’identifier le ligand physiologique de Gb3/CD77 pour comprendre son rôle biologique. Grâce à une analyse en spectrométrie de masse, nous avons identifié deux protéines potentiellement partenaires de Gb3/CD77 : la galectine-7 et la protéine S100A11. / The Gb3/CD77 glycolipid, which is strongly expressed in Burkitt's lymphoma (BL) cells, is a receptor for the bacterial toxin Verotoxin-1 (VT-1). Previously, our group has shown that VT-1 induces an apoptotic pathway in BL cells which is dependent on caspases and mitochondria. Here, we provide new insights into this pathway. A pro-apoptotic member in the Bcl-2 family, Bid is cleaved by caspase-8 and its truncated form t-Bid is translocated to mitochondria. Using LB cell clones where Bid was inhibited prior to being reexpressed as a non-cleavable mutated form (BID D59A) and a caspase-8 inhibitor to explore VT-1-induced apoptosis, we showed that 1) the full length Bid (FL-Bid) controls the activation of pro-apoptotic proteins Bax and Bak; 2) Both t-Bid and FL-Bid are involved in the release of pro-apoptotic proteins (cytochrome c and Smac/DIABLO) from the mitochondrial intermembrane space to the cytosol; 3) FL-Bid controls the homo-oligomerization of both Bax and Bak, likely contributing to the initial release of cytochrome c and Smac/DIABLO while t-Bid is needed for their hetero-oligomerization followed by amplification of the release. Together, these results reveal a functional cooperation between Bax and Bak during VT-1-induced apoptosis and, most importantly, that activation of caspase-8 and t-Bid is not required to induce the onset of cell death. Gb3/CD77 is also expressed in a proportion of normal B-lymphocytes where it constitutes a differentiation marker but whose function remains uncharacterized. In an effort to look for physiological ligands, we have used a biochemical approach followed by mass spectrometry analysis. Two proteins have been identified as potentially Gb3/CD77 partners, namely galectin-7 and protein S100A11.

No description available.

Of the thousands of dividing progenitor cells (PCs) generated daily in the adult brain only a very small proportion survive to become mature neurons through the process of neurogenesis. Identification of the mechanisms that regulate cell death associated with neurogenesis would aid in harnessing the potential therapeutic value of PCs. Apoptosis, or programmed cell death, is suggested to regulate death of PCs in the adult brain as overexpression of B-cell lymphoma 2 (Bcl-2), an anti-apoptotic protein, enhances the survival of new neurons. To directly assess if Bcl-2 is a regulator of apoptosis in PCs, this study examined the outcome of removal of Bcl-2 from the developing PCs in the adult mouse brain. Retroviral mediated gene transfer of Cre into adult floxed Bcl-2 mice eliminated Bcl-2 from developing PCs and resulted in the complete absence of new neurons at 30 days post viral injection. Similarly, Bcl-2 removal through the use of nestin-induced conditional knockout mice resulted in reduced number of mature neurons. The function of Bcl-2 in the PCs was also dependent on Bcl-2-associated X (BAX) protein, as demonstrated by an increase in new neurons formed following viral-mediated removal of Bcl-2 in BAX knockout mice. Together these findings demonstrate that Bcl-2 is an essential regulator of neurogenesis in the adult hippocampus.

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