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Les cancers des voies aéro-digestives supérieures (VADS) sont des cancers de mauvais pronostic avec 50% de rechute des patients dans les deux ans qui suivent leur traitement. La surexpression des protéines anti-apoptotiques de la famille Bcl-2 est un des marqueurs corrélés avec la résistance aux divers traitements. L’objectif de ce travail a été d’évaluer l’efficacité d’une approche thérapeutique associant l’irradiation à un inhibiteur des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL, l’ABT-737 (Laboratoires Abbott), ceci à la fois sur des lignées issues de cancers de VADS, mais également sur une sous-population de cellules souches cancéreuses (CSC).La première partie de ce travail a démontré que cette association thérapeutique provoque une radio-sensibilisation des lignées cellulaires étudiées in vitro, avec augmentation de la mort cellulaire par apoptose. Cet effet synergique fait intervenir la mitochondrie, module le métabolisme des céramides et modifie l’expression de certaines protéines de la famille Bcl-2 dont l’équilibre est déterminant dans la destinée de la cellule cancéreuse. De plus, le traitement par l’ABT-737 permet de ralentir très sensiblement la croissance tumorale après irradiation sur un modèle in vivo.La deuxième partie de ce travail a permis de révéler une efficacité cytotoxique encore plus importante de l’ABT-737 sur une sous-population de CSC, résistante à l’apoptose, proliférante et tumorigène, dont le rôle dans la résistance aux divers traitements fait l’objet de nombreux travaux. A cette efficacité cytotoxique s’ajoute une diminution de la migration et de l’invasion des CSC, effet très prometteur dans la lutte contre la récidive locale et la dissémination métastatique, caractéristiques des cancers de VADS de haut grade / Head and neck squamous cell carcinomas (HNSCC) are frequently characterized by chemotherapy and radiation resistance and 5-year survival rates have lingered around 50% for several decades. The frequent resistance of HNSCC is due, in large part, to aberrant inhibition of apoptosis and overexpression of antiapoptotic members of the Bcl-2 protein family. The aim of this study was to examine, in association with radiation, the impact of ABT-737, a potent small-molecule inhibitor of Bcl-XL and Bcl-2, on HNSCC cells and cancer stem cells (CSC).The first part of our work demonstrated that ABT-737 strongly synergized with radiotherapy to promote HNSCC cell death and loss of clonogenic survival. This effect involves mitochondrial damage, modulates ceramide metabolism and modify the expression of some proteins of the Bcl-2 family whose interactions with other family members determine cell fate. Moreover, we found that this combination is able to significantly slow tumor growth.The second part of our work revealed that ABT-737, even without radiation, had a preferential cytotoxic activity in vitro towards CSC. Thus, as CSC have a greater capacity for tumor relapse, increased motility and invasiveness, our data suggest that ABT-737 could effectively complement a first line of therapy with chemotherapy or radiotherapy in order to target residual quiescent HNSCC CSC

Abstract available through The FASEB Journal.

<p>Upon activation mast cells release numerous proinflammatory mediators. With this feature, mast cells play an important role in host defense against pathogens, and are involved in tissue remodeling and wound healing. However, in cases of excessive inflammation the effects of mast cells are detrimental. This is observed in allergy, asthma, rheumatoid arthritis, atherosclerosis, certain types of heart failure, and in several other chronic destructive inflammations. Mast cell numbers are typically increased at inflammatory sites. There they act both directly, as effector cells, and in a regulatory manner, secreting agents that recruit and activate other immune cells.</p><p>The studies presented here investigated mechanisms regulating mast cell numbers at sites of inflammation, focusing on cell migration and regulation of survival/apoptosis. We report that SCF-induced mast cell migration requires p38 MAP kinase activity. Moreover, we found that SCF-mediated mast cell survival is regulated through downregulation of the proapoptotic Bcl-2 family member Bim, as well as through phoshorylation of Bim. SCF seems to control Bim protein levels via FOXO transcription factors, and to induce phosphorylation of Bim via the Mek/Erk and the PI3-kinase/Akt signaling pathways. Furthermore, mast cell death triggered by deprivation of SCF and/or IL-3 involves the Bim protein, as demonstrated using <i>bim</i>-/- mast cells. Additional studies revealed that IgE-receptor activation, which occurs in allergy, promotes both prosurvival and proapoptotic signaling events. This includes upregulation of Bim and the prosurvival Bcl-X_L and A1, as well as phosphorylation of Akt, FOXO factors, GSK-3β, IκB-α, Bad, and Bim. The simultaneous stimulation of prosurvival and proapoptotic signaling events could be a way to fine-tune the fate of mast cells after IgE-receptor activation and degranulation.</p><p>The new insights about mechanisms involved in mast cell migration and regulation of survival/apoptosis might prove useful for future efforts to design new drugs to be used for mast cell-associated diseases.</p>

Upon activation mast cells release numerous proinflammatory mediators. With this feature, mast cells play an important role in host defense against pathogens, and are involved in tissue remodeling and wound healing. However, in cases of excessive inflammation the effects of mast cells are detrimental. This is observed in allergy, asthma, rheumatoid arthritis, atherosclerosis, certain types of heart failure, and in several other chronic destructive inflammations. Mast cell numbers are typically increased at inflammatory sites. There they act both directly, as effector cells, and in a regulatory manner, secreting agents that recruit and activate other immune cells. The studies presented here investigated mechanisms regulating mast cell numbers at sites of inflammation, focusing on cell migration and regulation of survival/apoptosis. We report that SCF-induced mast cell migration requires p38 MAP kinase activity. Moreover, we found that SCF-mediated mast cell survival is regulated through downregulation of the proapoptotic Bcl-2 family member Bim, as well as through phoshorylation of Bim. SCF seems to control Bim protein levels via FOXO transcription factors, and to induce phosphorylation of Bim via the Mek/Erk and the PI3-kinase/Akt signaling pathways. Furthermore, mast cell death triggered by deprivation of SCF and/or IL-3 involves the Bim protein, as demonstrated using bim-/- mast cells. Additional studies revealed that IgE-receptor activation, which occurs in allergy, promotes both prosurvival and proapoptotic signaling events. This includes upregulation of Bim and the prosurvival Bcl-XL and A1, as well as phosphorylation of Akt, FOXO factors, GSK-3β, IκB-α, Bad, and Bim. The simultaneous stimulation of prosurvival and proapoptotic signaling events could be a way to fine-tune the fate of mast cells after IgE-receptor activation and degranulation. The new insights about mechanisms involved in mast cell migration and regulation of survival/apoptosis might prove useful for future efforts to design new drugs to be used for mast cell-associated diseases.

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Proteins from the Bcl-2 family are now for over 30 years widely studied mainly for their key role in apoptosis, a principal mode of regulated cell death. In the last ten years Bcl-2 proteins were also linked to the regulation of cellular signaling, mainly cellular metabolism and respiration. In this study we aimed to analyze non-apoptotic function of Bcl-2 proteins by their genetic elimination using the CRISPR-Cas12a approach and by the subsequent analysis of mitochondrial respiration, glycolysis and metabolic profiling. Our results confirmed that Bcl-2 proteins can modulate the level of mitochondrial respiration. The elimination of anti-apoptotic proteins Bcl-2, Bcl-XL and Mcl-1 decreased high respiration of cells lacking pro-apoptotic proteins Bax and Bak to the levels observed in parental U87-MG glioblastoma cells. Therefore, the loss of anti-apoptotic Bcl-2 proteins has greatly impacted mitochondrial respiration and it points to their role in a regulation of oxidative phosphorylation.

Le virus humain T lymphotrope de type 1 (HTLV-1) est l'agent étiologique de la leucémie/lymphome T de l'adulte (ATLL) qui se développe après plusieurs décennies et pour laquelle il n'existe à ce jour pas de traitement efficace. Parmi les protéines virales de HTLV-1, Tax et HBZ jouent un rôle déterminant dans le développement de l'ATLL. Si Tax participe au processus leucémogène dès les étapes précoces, HBZ jouerait plutôt un rôle dans le maintien du phénotype tumoral dans les étapes tardives. Dans ce contexte, là nous nous sommes intéressés à la régulation de l'expression des protéines anti-apoptotiques Bfl-1 et Bcl-xL, par les protéines virales Tax et HBZ. Nous avons montré que Tax induit l'expression des protéines anti-apoptotiques Bfl-1 et Bcl-xL de la famille Bcl-2 via la voie NF-B, alors que HBZ n'a aucun effet sur leur expression. De plus, Tax coopère avec les facteurs de transcription c-Jun et JunD de la voie AP-1 pour augmenter l'expression de ces gènes anti-apoptotiques. En revanche, HBZ module uniquement la trans-activation de bfl-1 induite par Tax. L'ensemble de nos résultats indique donc que Tax joue un rôle prépondérant dans l'activation de l'expression de Bfl-1 et de Bcl-xL et suggère que Bfl-1 et Bcl-xL sont exprimées au cours des étapes précoces et tardives du développement de l'ATLL. Par une stratégie d'ARN interférence, nous avons ensuite montré que Bfl-1 et/ou Bcl-xL sont impliquées dans la survie de lignées cellulaires T infectées par HTLV-1, suggérant que Bfl-1 et Bcl-xL représentent des cibles thérapeutiques potentielles pour traiter l'ATLL. Actuellement, il existe des petites molécules ciblant les membres anti-apoptotiques de la famille Bcl-2, mais aucune ne cible spécifiquement Bfl-1. En collaboration avec la société IMAXIO, nous avons identifié par deux cribles à haut débit 83 molécules capables d'inhiber l'activité anti-apoptotique de Bfl-1. L'une de ces molécules induit spécifiquement la mort de lignées cellulaires T infectées par HTLV-1 pour lesquelles Bfl-1 représente un gène de survie. Ainsi, ce travail doit permettre à terme de développer de futurs médicaments dirigés contre Bfl-1 et de proposer une nouvelle stratégie thérapeutique ciblée contre l'ATLL

La régulation de l'apoptose fait partie des nouvelles cibles thérapeutiques dans la lutte contre le cancer. L'apoptose est l'autodestruction programmée des cellules qui, suite à un besoin physiologique, permet de réguler le développement des cellules. Dans de nombreux cancers, ce mécanisme est inhibé par une surexpression des protéines anti-apoptotiques de la famille Bcl-2 comme Bcl-xL et Mcl-1. Ce phénomène entraîne le développement des cellules tumorales et des résistances aux chimiothérapies. Dans cette optique, notre équipe à l'Institut de Chimie des Substances Naturelles a développé un criblage de plantes tropicales sur ces cibles. Des écorces d'une annonacée de Malaisie, Meiogyne Cylindrocarpa, a été isolé un sesquiterpène dimère, la meiogynine A, présentant une bonne affinité vis-à-vis de Bcl-xL (Ki = 10.7 M). Sa synthèse totale a été réalisée au laboratoire afin de déterminer sa configuration absolue et d'étudier les premières relations structure activité. Un de ses diastéréoisomères a également présenté une bonne affinité vis-à-vis de la protéine Bcl-xL.Afin d'étudier et d'approfondir les premières relations structure activité, la modulation de la meiogynine A a été réalisée. La synthèse des diénophiles acides a été optimisée afin de conduire majoritairement aux diénophiles précurseurs des composés actifs. Différents triènes ont également été synthétisés au laboratoire en vue de modifier la partie Sud de la meiogynine A. Plusieurs analogues ont ainsi pu être obtenus et ont été évalués biologiquement sur des tests in vitro et ex vivo. Des études de modélisation moléculaire et de RMN structurale ont également été réalisées.