Protéolyse du facteur von Willebrand et cardiopathies à forces de cisaillement élevées: nouvelles approches diagnostiques et thérapeutiques Dans la première partie de ce travail, nous mettons en évidence l’intérêt d’une immunothérapie spécifique à base d’anticorps monoclonal pour la prévention de la dégradation du facteur von Willebrand (VWF) sous assistance circulatoire mécanique à flux continu. Via un anticorps monoclonal murin ciblant le domaine D4 du VWF et inhibant partiellement l’interaction VWF-ADAMTS13, une inhibition partielle de la dégradation du VWF est observée sur sang total dans un modèle ex-vivo d’assistance circulatoire mécanique.Dans la seconde partie, nous avons étudié l’influence de soudaines variations de l’intensité des forces de cisaillement sur la multimérisation du VWF dans 3 modèles in-vivo: un modèle lapin de sténose de l’aorte ascendante, à l’initiation d’une assistance ventriculaire gauche par une pompe à flux continu chez des patients en insuffisance cardiaque terminale et lors d’un remplacement valvulaire aortique par voie percutané chez des patients avec un rétrécissement aortique sévère. Les variations observées du profil multimérique sont très dynamiques survenant quelques minutes après les modifications des conditions de flux. Notre étude met ainsi en évidence une nouvelle application potentielle du VWF comme biomarqueur d’anomalies de flux dans les cardiopathies à forces de cisaillement élevées. Un monitoring en temps réel du VWF pourrait notamment avoir un intérêt en cardiologie interventionnelle pour les techniques percutanées utilisées pour le traitement du rétrécissement aortique.La dernière partie de ce travail porte sur le développement d’un test ELISA pour le diagnostic des formes acquises ou constitutionnelles de maladie de Willebrand secondaire à une protéolyse excessive du VWF par l’ADAMTS13. Ce test pourrait constituer une alternative intéressante aux actuelles méthodes électrophorétiques pour le diagnostic et la prise en charge de ces pathologies hémorragiques. / In the first part of the thesis, we describe a novel approach based on antibody-based therapy to prevent the acquired von Willebrand factor (VWF) degradation observed in continuous-flow mechanical circulatory assist device therapy. Via a murine monoclonal antibody directed against VWF D4 domain and thus interfering with VWF-ADAMTS13 binding, a partial inhibition of VWF degradation is observed in whole blood using an ex vivo circulatory assist device model. In the second part of the thesis, we investigated the relationship between acute changes in shear stress and variations in VWF multimeric profile in three distincts models in vivo: in a rabbit aortic banding model, in end-stage heart failure patients at initiation of continuous-flow ventricular assist device therapy and in severe aortic stenosis patients undergoing percutaneous aortic valve procedures. Variations in VWF multimeric profile in those settings are highly dynamic occuring within minutes after changes in shear stress status. Our study highlights that VWF could be used as a biomarker of blood flow in high shear cardiovascular disorders. A bedside VWF-monitoring could be of clinical interest in interventional cardiology for percutaneous aortic valve procedures used in severe aortic stenosis.The last part of the thesis focused on the development of an ELISA-based diagnosis of constitutive or acquired VWF disorders associated with an increased ADAMTS13-mediated VWF proteolysis. Such assay might represent an attractive alternative to electrophoresis-based assays in the diagnosis and management of such bleeding disorders.

La dégénérescence valvulaire mitrale (MVD) est la cardiopathie la plus fréquente chez le chien de petit format. Certaines variables écho-Doppler et sanguines sont incontournables dans son évaluation mais nécessitent d'être interprétées selon un intervalle de référence (IR) spécifique. L'objectif de ce travail a été de déterminer des IR pour 31 variables d'utilité clinique en cardiologie vétérinaire dans une population importante de chiens sains de petit format et selon les recommandations du Clinical and Laboratory Standard Institute. Les trois études réalisées permettent de conclure que l'élaboration d'IR spécifiques dans une sous-population canine est pertinente pour certaines variables. De plus, l'effet de certains facteurs comme le poids, l'âge et le sexe doivent être pris en compte si un intérêt clinique est identifié. / Degenerative mitral valve disease is the most common heart disease in small size dogs. Several echocardiographic, Doppler and blood variables are crucial in the assessment of the disease but need to be interpreted in the light of a specific reference interval (RI). The aim of this work was to determine RI for 31 variables of clinical interest in veterinary cardiology within a large population of healthy small size dogs by using the Clinical and Laboratory Standard Institute recommendations. The three studies performed here allowed to conclude that determination of specific RI in this canine sub-population is relevant. Moreover, the effect of covariates such as body-weight, age and gender should be taken into account only if a clinical interest is identified.

ZNF217 est un oncogène codant pour un facteur de transcription de la famille Krüppel-like. Nos objectifs sont d'explorer le rôle de l'oncogène ZNF217 dans le développement de métastases du cancer du sein à tropisme osseux et la valeur pronostique ainsi que les fonctions d'une nouvelle isoforme de ZNF217. Nous avons identifié que de forts niveaux d'expression de l'ARNm de ZNF217 dans les tumeurs primitives du sein pourrait être un indicateur d'un développement ultérieur de métastases osseuses. Nous avons montré que ZNF217 est un nouvel activateur de la voie BMP et que l'inhibition de cette voie permet de reverser les propriétés métastatiques des cellules ZNF217 positives in vitro (migration, invasion et chimiotactisme vers des cellules osseuses). In vivo chez la souris, les cellules ZNF217-positives de cancer du sein développent très rapidement des métastases ostéolytiques. Dans notre deuxième axe de travail, nous avons prouvé l'existence de l'isoforme ZNF217-?E4 et montré qu'elle possède une valeur de mauvais pronostic dans le cancer du sein ER-a+. Les cellules surexprimant ZNF217-?E4 développent un phénotype encore plus agressif que les cellules possédant la forme WT (prolifération, résistance au paclitaxel), et de manière intéressante, ZNF217-?E4 semble jouer un rôle de régulateur de l'expression de ZNF217-WT. En conclusion, ZNF217 et/ou la voie BMP pourraient représenter des cibles thérapeutiques dans le traitement des cancers du sein ZNF217-positif / ZNF217 is an oncogene encoding for a Krüppel-like transcription factor. Our aims were to explore the roles of the ZNF217 oncogene in the development of breast cancer metastases to the bone and to decipher the prognostic value and the functions of a new ZNF217 isoform. Our work identified that high ZNF217 mRNA expression levels within the primitive breast tumor could represent an indicator for future recurrence to the bone. Further in vitro experiment demonstrated that ZNF217 is a new activator of the BMP pathway and that the inhibition of this pathway could inhibit the metastatic properties of ZNF217-positive breast cancer cells in vitro (migration, invasion, chemotaxis to bone cells). In vivo in mice, ZNF217-positive breast cancer cells developed osteolytic metastases very faster. In our second axis, we have proven the existence of the ZNF217-?E4 isoform and we found that this isoform possesses a prognostic significance associated with a poor prognosis in ER-a+ breast cancer. Furthermore, cells overexpressing ZNF217-?E4 developed a more aggressive phenotype than cells overexpressing ZNF217-WT (proliferation, paclitaxel resistance). Interestingly, ZNF217-?E4 seems to play a regulatory role regarding ZNF217-WT expression. In conclusion, ZNF217 and/or the BMP pathway could represent potential therapeutical targets in the management of ZNF217 positive breast cancer

Le cancer broncho-pulmonaire du non-fumeur est considéré comme une entité à part du fait de ses particularités épidémiologiques. Il est en outre un excellent modèle pour l'étude des facteurs de risque de cancer bronchique autres que le tabagisme actif. Il n'existe que très peu de données non-asiatiques concernant cette entité d'intérêt. Le bio-observatoire national des cancers bronchiques de non-fumeurs (BioCAST I IFCT-1002) est une étude épidémiologique multicentrique prospective. Son objectif principal est de décrire une population de patient strictement non-fumeur (moins de 100 cigarettes au cours de la vie) atteint de cancer bronchique, notamment sur le plan de leur profil moléculaire somatique et de leur exposition aux facteurs de risque. Les objectifs secondaires étaient d'étudier si l'exposition aux différents facteurs de risque pouvait influencer le profil moléculaire ; et d'utiliser cette cohorte particulière (grande fréquence et diversité de mutations somatiques attendue) afin de développer un test multiplex pour le diagnostic non-invasif du profil moléculaire somatique tumoral à partir d'ADN circulant. Au total, 384 patients non-fumeurs atteints de cancer broncho-pulmonaire ont été inclus dans cette cohorte. Deux-tiers d'entre eux étaient exposés au tabagisme passif, et il s'agissait essentiellement d'une exposition domestique touchant les femmes. Inversement, 35% des hommes étaient exposés de manière certaine à au moins un cancérogène professionnel, contre 8% des femmes. Au total, 72% des patients présentait une anomalie moléculaire, essentiellement au niveau de l'EGFR (51% de l'ensemble de la cohorte). Le genre, ou l'exposition à différents facteurs de risque (tabagisme passif, exposition professionnelle, exposition hormonale chez les femmes) n'affectait pas de manière significative et cliniquement pertinente le profil mutationnel, avec les limites liée à de faibles effectifs dans certains groupes et aux expositions multiples. Seule l'exposition professionnelle à l'amiante et / ou à la silice semble avoir pour effet de diminuer la fréquence des mutations de l'EGFR / Lung cancer in never smokers (LCINS) is considered as a separate entity given its epidemiological specificities. It is also a very interesting template to assess alternative risk factors for lung cancers than tobacco smoking. However, there is very little non-Asian data about this particular topic. The BioCAST / IFCT1002 study is a prospective, nationwide, and multi-centric epidemiological study. Its main objective was to describe a French population of lung cancers in lifelong never smokers (less than 100 cigarette during all lifetime); with a special focus on molecular somatic profile and risk-factors exposure. Secondary objectives were to assess the interaction between risk-factor exposure and molecular profile; and to use this particular cohort to develop a multiplex test for non-invasive diagnosis of tumor mutations in circulating free DNA. Overall, 384 patients were recruited in the cohort. Two-third were exposed to passive smoking (mainly women and in domestic setting). By contrast, 35% of men were definitely exposed to occupational carcinogens versus 8% of women. Finally, 72% were found with a somatic mutation, mainly in the EGFR gene (51% of the whole population). Gender or exposure to risk factors such as passive smoking, occupational exposure, or hormonal status in women, were not significantly associated with a specific and/or clinically meaningful molecular profile in tumor. These findings should be interpreted with caution given that some subgroups were small and/or with many simultaneous exposures. However, exposure to asbestos and/or silica was significantly associated to a decreased risk for EGFR mutation. On the pilot study (n=106), circulating free DNA was associated with tumor burden. The multiplex diagnosis (12 amplicons on 5 genes) by next-generation sequencing was feasible and gave encouraging results in stage 4 patients (67% sensitivity, 73% concordance rate). LCINS is an interesting entity for the study of non-tobacco-related cancer risk factors; or to optimize liquid biopsy strategy

L’alimentation représente une piste prometteuse pour la prévention des pathologies du vieillissement cérébral, en particulier la démence et sa principale cause, la maladie d’Alzheimer, pour lesquelles il n’existe aucun traitement étiologique. La recherche épidémiologique nutritionnelle a traditionnellement reposé sur une approche par nutriment candidat, ignorant les effets additifs et potentiellement synergiques entre composés alimentaires, pourtant consommés ensemble dans l’alimentation. La combinaison nutritionnelle optimale pour la prévention du déclin cognitif et de la démence reste encore inconnue. L’objectif principal de ce travail de thèse était d’identifier de nouvelles cibles préventives pour le vieillissement cérébral via une approche holistique de l’exposition nutritionnelle, combinant des méthodes semi-confirmatoires (par profils de nutriments candidats) et des approches plus exploratoires (profilage métabolomique) dans la cohorte de personnes âgées des Trois-Cités (3C), Bordeaux. Dans une première partie semiconfirmatoire, deux profils multi-nutriments associés au risque de démence au cours de 12 ans de suivi, ont été identifiés par une méthode de réduction de dimension supervisée : un profil d’apports alimentaires en polyphénols (combinant principalement des composés phénoliques du vin rouge, des agrumes et des noix) et une combinaison de biomarqueurs nutritionnels (vitamine D, caroténoïdes et acide gras polyinsaturés). Dans une seconde partie exploratoire, des profils en métabolomique non-ciblée, analysés par régression pénalisée, ont mis en évidence une relation entre le métabolome alimentaire (métabolites dérivés du café, des agrumes, du chocolat, du poisson, du vin rouge) et le déclin cognitif. Des altérations du métabolome endogène ont également été observées, suggérant l’implication du statut cardiométabolique (phospholipides, acylcarnitines, acides biliaires, triméthyllysine, glucose) et du microbiote (acides biliaires secondaires, triméthyllysine) dans le vieillissement cérébral. Enfin, une analyse du lipidome a permis d’identifier une signature lipidique du déclin cognitif, validée dans un échantillon externe issu de 3C Dijon. Cette étude suggérait des modifications précoces des lipides membranaires au cours du vieillissement cérébral. / Diet is a promising strategy for the prevention of brain aging, including dementia and its main form Alzheimer’s disease, for which no cure currently exists. Traditional nutritional epidemiology is based on a candidate-nutrient approach that ignores additive effects and potential synergies between dietary compounds, though consumed together in the diet. The optimal combination of nutrients for the prevention of cognitive decline and dementia remains unknown. The objective of this thesis was to identify new preventive targets for brain aging through a holistic approach of nutritional exposures, including semiconfirmatory (patterns of candidate-nutrients) and exploratory methods (metabolomics profiling) applied to older people from the Three-City (3C) study, Bordeaux. In a first part (semi-confirmatory), we investigated combinations of nutrients best associated with the risk of dementia over 12 years, using partial least square regression. We identified two multinutrient patterns: a pattern of polyphenols intake (mainly composed of polyphenols from red wine, citrus and nuts) and a nutrient biomarker pattern (including vitamin D, carotenoids and polyunsaturated fatty acids). In a second part (exploratory), we discovered, using untargeted metabolomics and penalized regression, associations between the food metabolome (metabolites derived from coffee, citrus, chocolate, fish and red wine) and cognitive decline. Other metabolic alterations involved the endogeneous metabolome, including metabolites related to cardiometabolic status (phospholipids, acylcarnitines, bile acids, trimethyllysine, glucose) and to gut microbiota (secondary bile acids, trimethyllysine). Finally, the study of the lipidome revealed a lipid signature of cognitive decline, validated in an external sample from 3C Dijon, which suggested early change in membrane lipids over the course of brain aging.

L'ADN tumoral circulant (ADNtumc) est apparu depuis plusieurs années comme un biomarqueur prometteur susceptible d'apporter des informations permettant l'optimisation de la prise en charge du patient en oncologie. L'objectif de cette thèse était double et s'articule autour de deux axes : i) évaluer différentes conditions préanalytiques et analytiques (digitale PCR (dPCR) principalement) pour la détection de ce biomarqueur ii) évaluer l'intérêt clinique potentiel de ce biomarqueur en oncologie digestive. La première partie rapporte 3 travaux (3 articles originaux dont une collaboration nationale (équipe parisienne dirigée par J. Tost)). Dans le travail n°1, nous avons montré la faisabilité de détecter l'ADNtumc par dPCR directement à partir du plasma de 43 prélèvements de patients avec cancer colorectal métastatique (CCRm). Il n'y avait pas de différence significative pour le taux de détection des mutations KRAS circulantes entre les groupes avec et sans extraction d'ADN (93 % (40/43) versus 88 °A) (38/43), respectivement). Dans le travail n°2, nous avons mis au point une méthode basée sur l'apport d'héparinase pour la détection d'ADNtumc à partir de 194 prélèvements héparinés de patients suivis en oncologie. Ce traitement des échantillons par l'héparinase permettait l'analyse de l'ADNtumc pour 117/194 (60 %) patients avec inhibition Préalable de la dPCR par l'héparine. Enfin, dans le travail n°3, nous avons comparé plusieurs plate-formes de détection d'ADNtumc et montré que la dPCR affichait des résultats de détection comparables sur le plan qualitatif et quantitatif avec une plateforme ultrasensible d'Enhanced-ice-COLD-PCR (E-ice-COLD-PCR) pour les échantillons avec une fréquence allélique d'ADNtumc >0,4 °A La deuxième partie rapporte 3 travaux (3 articles originaux) sur l'intérêt clinique de la détection d'ADNtumc par dPCR en oncologie digestive. Nous avons ainsi montré que ce biomarqueur conférait un intérêt diagnostique (travail n°4), Pronostique (travail n 4 à 6) et prédictif de la réponse aux traitements (travail n°6) chez les Patients avec adénocarcinome pancréatique (AP) (travail n°4) et CCRm (travail n°5 à 6). / For several years, circulating tumor DNA (ctDNA) has emerged as a promising biomarker providing relevant information to optimize patient care in oncology. The aim of this thesis was both: (i) to evaluate different preanalytical and analytical conditions (digital PCR (dPCR) mainly) for the detection of this biomarker; (ii) to evaluate the potential clinical interest of this biomarker in digestive oncology. The first part reports 3 works (3 original articles including a national collaboration (Parisian team led by J. lost)). In work no. 1, we have shown the feasibility of ctDNA detection by dPCR directly from the plasma of 43 samples from patients with metastatic colorectal cancer (mCRC). There was no significant difference in the detection rate of circulating KRAS mutations between groups with and without DNA extraction (93% (40/43) versus 88% (38/43), respectively). In work no. 2, we developed a method based on the heparinase addition for the ctDNA detection from 194 heparinized samples of patients followed in oncology. This treatment of samples by heparinase allowed the ctDNA analysis of 117/194 (60%) patients with prior inhibition of dPCR by heparin. Finally, in work no. 3, we compared several ctDNA detection platforms and snowed that dPCR displayed qualitatively and quantitatively comparable detection results with an ultrasensitive platform of E-ice-COLD-PCR for the samples with ctDNA allelic fraction ?.0 4%. The second part reports 3 works (3 original articles) on the clinical interest of the ctDNA detection by dPCR in digestive oncology. We have thus shown that this biomarker had a diagnostic (work no. 4). prognostic (works no. 4 to 6) and predictive response to treatments (work no. 6) interest in patients with pancreatic adenocarcinoma (work no. 4) and mCRC (works no. 5 to 6).

Les 20 dernières années ont vu l'émergence de technologies de mesure puissantes, permettant l'analyse omique de diverses maladies. Ils fournissent souvent des moyens non invasifs pour étudier l'étiologie des maladies complexes nouvellement émergentes, telles que l'infection de la dengue, transmise par les moustiques. Ma thèse se concentre sur l'adaptation et l'application d'approches utilisant des réseaux d'interaction de gènes et l'apprentissage automatique pour l'analyse de données génomiques et transcriptomiques. La première partie va au-delà d'une analyse pangénomique précédemment publiée de 4 026 personnes en appliquant une analyse de réseaux d'interaction pour trouver des groupes de gènes qui interagissent dans un réseau d'interactions fonctionnelles et qui, pris ensemble, sont associés à la dengue sévère. Dans cette partie, j'ai d'abord recalculé les valeurs-p d'association des polymorphismes séquencés, puis j'ai travaillé sur le mapping des polymorphismes à des gènes fonctionnellement apparentés, et j'ai enfin exploré différentes bases de données de voies métaboliques et d'interactions génétiques pour trouver des groupes de gènes qui, pris ensemble, sont associés à la dengue sévère. La deuxième partie de ma thèse dévoile une approche théorique pour étudier un biais dans les algorithmes de recherche de réseau actifs. Mon analyse théorique suggère que le meilleur score de sous-réseaux d'une taille donnée devrait être normalisé en fonction de la taille, selon l'hypothèse selon laquelle il s'agit d'un échantillon d'une distribution de valeur extrême, et non un échantillon de la distribution normale, comme c'est généralement le cas dans la littérature. Je propose alors une solution théorique à ce biais. La troisième partie présente un nouvel outil de recherche de sous-réseaux que j'ai co-conçu. Son modèle sous-jacent et l'algorithme évite le biais de taille trouvé dans les méthodes existantes et génère des résultats facilement compréhensibles. Je présente une application aux données transcriptomiques de la dengue. Dans la quatrième et dernière partie, je décris l'identification d'un biomarqueur qui détecte la sévérité de la dengue à l'arrivée à l'hôpital en utilisant une nouvelle approche d'apprentissage automatique. Cette approche combine la régression monotone bidimensionnelle avec la sélection des variables. Le modèle sous-jacent va au-delà des approches linéaires couramment utilisées, tout en permettant de contrôler le nombre de transcrits dans le biomarqueur. Le petit nombre de transcrits accompagné de leur représentation visuelle maximisent la compréhension et l'interprétation du biomarqueur par les professionnels de la biomédecine. Je présente un biomarqueur à 18 gènes qui permet de distinguer, à leur arrivée à l'hôpital, les patients qui vont développer des symptômes de dengue sévères de ceux qui auront une dengue non sévère. Ce biomarqueur a une performance prédictive élevée et robuste. La performance prédictive du biomarqueur a été confirmée sur deux ensembles de données qui ont tous deux utilisé différentes technologies transcriptomiques et différents sous-types de cellules sanguines. / The last 20 years have seen the emergence of powerful measurement technologies, enabling omics analysis of diverse diseases. They often provide non-invasive means to study the etiology of newly emerging complex diseases, such as the mosquito-borne infectious dengue disease. My dissertation concentrates on adapting and applying network and machine learning approaches to genomic and transcriptomic data. The first part goes beyond a previously published genome-wide analysis of 4,026 individuals by applying network analysis to find groups of interacting genes in a gene functional interaction network that, taken together, are associated to severe dengue. In this part, I first recalculated association p-values of sequences polymorphisms, then worked on mapping polymorphisms to functionally related genes, and finally explored different pathway and gene interaction databases to find groups of genes together associated to severe dengue. The second part of my dissertation unveils a theoretical approach to study a size bias of active network search algorithms. My theoretical analysis suggests that the best score of subnetworks of a given size should be size-normalized, based on the hypothesis that it is a sample of an extreme value distribution, and not a sample of the normal distribution, as usually assumed in the literature. I then suggest a theoretical solution to this bias. The third part introduces a new subnetwork search tool that I co-designed. Its underlying model and the corresponding efficient algorithm avoid size bias found in existing methods, and generates easily comprehensible results. I present an application to transcriptomic dengue data. In the fourth and last part, I describe the identification of a biomarker that detects dengue severity outcome upon arrival at the hospital using a novel machine learning approach. This approach combines two-dimensional monotonic regression with feature selection. The underlying model goes beyond the commonly used linear approaches, while allowing controlling the number of transcripts in the biomarker. The small number of transcripts along with its visual representation maximize the understanding and the interpretability of the biomarker by biomedical professionals. I present an 18-gene biomarker that allows distinguishing severe dengue patients from non-severe ones upon arrival at the hospital with a unique biomarker of high and robust predictive performance. The predictive performance of the biomarker has been confirmed on two datasets that both used different transcriptomic technologies and different blood cell subtypes.

Le cancer du sein touche une femme sur neuf dans le monde et constitue un problème majeur de santé publique. L’identification de nouveaux biomarqueurs pour un traitement personnalisé pour les tumeurs du sein de plus mauvais pronostic, dites « triple-négatives », est extrêmement urgent. ATIP3, le produit majeur du gène candidat suppresseur de tumeurs MTUS1, a été identifié par l’équipe comme étant un biomarqueur des tumeurs du sein les plus agressives. De plus, ATIP3 inhibe la prolifération et la migration in vitro, ainsi que la progression tumorale et la formation de métastases in vivo et constitue une cible thérapeutique. ATIP3 est une protéine associée aux microtubules (MT) en interphase et au fuseau mitotique durant la mitose. Mon projet de thèse a pour objectif principal d’identifier les partenaires d’interaction d’ATIP3 impliqués dans ses mécanismes d’action antitumoraux. Dans une première partie, j’ai montré qu’ATIP3 interagit avec EB1, une protéine majeure de la dynamique du MT. L’interaction ATIP3-EB1 diminue l’accumulation d’EB1 à l’extrémité croissante du MT. Un nouveau mécanisme a été proposé dans lequel l’interaction ATIP3-EB1 réduit indirectement la vitesse d’échange d’EB1 à son site de liaison au bout plus du MT, ayant pour conséquence une diminution de la dynamique du MT. Dans une deuxième partie, j’ai montré qu’une déplétion d’ATIP3 induit une réduction de la taille du fuseau mitotique. Une analyse protéomique a permis d’identifier la kinésine Kif2A comme partenaire d’interaction d’ATIP3. ATIP3 forme un complexe avec Kif2A et Dda3 qui est dépendant d’une phosphorylation par Aurora kinase A. ATIP3 maintient la taille du fuseau en diminuant le recrutement de Kif2A et Dda3 au pôle de façon dépendante d’AurKA. ATIP3 régule donc négativement ses partenaires d’interaction. Enfin, dans une troisième partie, la relevance clinique du couple ATIP3-EB1 a été évaluée et j’ai montré que l’expression combinée des deux biomarqueurs ATIP3 et EB1 était associée à l’agressivité de la tumeur et à une survie diminuée. Ainsi, l’ensemble de mes travaux a permis de mettre en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques afin de mettre en place des traitements personnalisés / Breast cancer is a leading cause of death by malignancy in women worldwide. The identification of new molecular markers for personalized treatment of poor prognosis breast tumors, such as those of the triple negative subtype, is urgently needed. Our team is leader in the study of ATIP3 protein, encoded by candidate tumor suppressor gene MTUS1. ATIP3 is down-regulated in 85% of triple negative breast tumors, and low levels of ATIP3 are associated with poor survival of the patients. We have shown that ATIP3 reduces proliferation and migration in vitro, and tumor growth and metastasis formation in vivo. ATIP3 localizes along the microtubule (MT) in interphase and on the mitotic spindle and spindle poles during mitosis. My PhD project aimed at identifying ATIP3 partners involved in its anti-tumoral effects. In the first part, I will present data showing that ATIP3 interacts with EB1, a major regulator of MT dynamics. ATIP3-EB1 interaction prevents EB1 accumulation at MT growing ends. I proposed a novel mechanism by which ATIP3-EB1 indirectly reduces EB1 turnover at its binding site at MT plus end, which consequently reduces MT dynamics. In the second part of my thesis, I showed that ATIP3 silencing induces reduced spindle length. In parallel, I identified the MT-depolymerizing kinesin Kif2A as an ATIP3 partner by proteomic analysis. ATIP3 forms a complex with Kif2A and Dda3 in an AurKA-dependent manner. I showed that ATIP3 maintains mitotic spindle size by inhibiting Kif2A and Dda3 recruitment at the spindle pole. My study also revealed a recriprocal regulation between ATIP3 and AurKA. Thus, ATIP3 negatively regulates its binding partners. Finally, in a third part, clinical relevance of ATIP3-EB1 in breast cancer has been evaluated and I showed that combinatorial expression of ATIP3 and EB1 is associated with tumor agressiveness and reduced patient survival. Altogether, this work highlighted new therapeutic targets to propose personalized treatments.

Les êtres humains sont constamment confrontés à des agents génotoxiques issus de l’environnement ou liés aux activités humaines. Ces agents induisent différents types de lésions sur l’ADN et peuvent conduire à un risque accru de développer des cancers. Pour préserver son intégrité génétique, la cellule possède divers mécanismes de réparation permettant leur élimination. L’impact de ces agents exogènes sur l’organisme a conduit à l’émergence d’un nouveau domaine, la biosurveillance. Elle vise à évaluer l’exposition des individus par l’identification d’indicateurs biologiques de l’exposition. Cependant, à ce jour, une des limites principales dans ce domaine est le manque de méthodes et de biomarqueurs disponibles. Afin de définir de nouveaux biomarqueurs, les conséquences de l’exposition de deux agents cancérigènes reconnus, le benzo[a]pyrène et le chlorure de vinyle, ainsi que leurs métabolites toxiques ont été évaluées dans deux modèles cellulaires. Pour cela, deux méthodes ont été utilisées : la chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse pour la quantification des lésions formées ainsi qu’un test de mesure des activités enzymatiques de réparation développé par la société LXRepair. Cette approche permet d’appréhender de manière globale l’exposition à ces composés en étudiant différents paramètres comme le seuil de déclenchement, la variabilité ainsi que la spécificité de la réponse cellulaire. L’étude a montré la difficulté de mettre en évidence une réponse spécifique à un agent donné. Cependant, les profils de réparation obtenus ont souligné la complexité des régulations mises en jeu et permettent de soulever de nouvelles pistes de recherches. / Humans are constantly exposed to environmental genotoxic agents. These agents can induce different types of DNA damage, which have been associated with an increased risk of developing cancer. In order to maintain genomic integrity, cells have multiple DNA repair mechanisms that help protect their DNA from injury. Investigation of the impact of these exogenous genotoxic agents on individuals leads to the emergence of a new field, biomonitoring. This field allows researchers to evaluate individual exposure to genotoxic agents based on the detection of biological markers of exposure. However, up to now, the major limitations in this area are the lack of relevant biomarkers, as well as the availability of methods to detect them. In order to define new biomarkers, two cell lines were exposed to two well-known carcinogenic compounds, benzo[a]pyrene and vinyl chloride, as well as their toxic metabolites, in order to determine the consequences of these exposures. Two methods were used: DNA lesions were quantified by HPLC-MS/MS and DNA repair activities were evaluated using a microarray assay developed by the start-up company, LXRepair. This approach allowed us to gain a global understanding related to the exposure of these compounds by considering different parameters, such as the specificity of different cellular responses to a given genotoxic agent and the minimum concentration needed to observe an effect with respect to its toxicity. This study underlines the complexity to obtain specific cellular responses to a given genotoxic agent. However, DNA repair signatures bring on the intricacy of the regulations of DNA repair mechanisms and open up new research avenues.

Le cancer et les maladies cardiovasculaires sont deux problèmes de santé majeurs. Les survivants du cancer ont un risque plus élevé de développer et de mourir d'une maladie cardiovasculaire par rapport à la population générale. De même, les patients atteints de maladies cardiovasculaires sont également plus susceptibles de recevoir un diagnostic de cancer. Bien que les deux conditions partagent de nombreux facteurs de risque, le cancer et les maladies cardiovasculaires ont traditionnellement été étudiés séparément. Récemment, une vague de recherches en cours a mis en évidence des points communs biologiques entre le cancer et les maladies cardiovasculaires. Ces découvertes ont été rendues possibles grâce à des avancées scientifiques importantes, notamment la caractérisation moléculaire élargie des modulateurs de l'inflammation, l'élucidation des structures du protéasome et de l'inflammasome, ainsi que des contributions visant à renforcer nos connaissances sur l'immunité cellulaire. Grâce à ces avancées, il est désormais possible d'obtenir des informations précieuses sur les circuits complexes de la réponse immunitaire innée et adaptative, ainsi que sur les mécanismes de défense de l'hôte. Les progrès notables réalisés dans ces domaines ont posé les bases solides de la biologie de l'inflammation. L'application des principes appris dans ce domaine à la maladie humaine n'a que récemment commencé à donner des résultats fructueux, conduisant à la croissance exponentielle du domaine de l'inflammation dans le cancer et les maladies cardiovasculaires. Pour le cancer comme pour les maladies cardiovasculaires, l'immunomodulation est récemment apparue comme un facteur clé dans leur traitement et leur prise en charge. Avec le temps, il est également devenu évident que cibler une voie inflammatoire particulière pour traiter une condition peut avoir des implications importantes pour l'autre, reflétant l'interaction complexe entre ces deux processus pathologiques. Les avancées réalisées ont permis de reconnaître que l'inflammation joue un rôle actif dans le développement et la progression physiopathologique du cancer et des maladies cardiovasculaires. Toutefois, la compréhension de l'inflammation sur le cancer et les maladies cardiovasculaires est en constante évolution, et des recherches en cours sont nécessaires pour découvrir de nouvelles informations sur les mécanismes complexes de leurs relations. Dans ce contexte, nous avons entrepris des analyses distinctes pour approfondir notre compréhension et contribuer aux efforts de recherche innovants en cours, afin de réduire le fardeau croissant du cancer et des maladies cardiovasculaires. Premièrement, nous avons effectué une méta-analyse génétique sur le risque de cancer incident chez les patients atteints de maladie coronarienne prenant des statines. Dans cette étude, nous avons pu identifier et répliquer une variation génétique associée à un risque plus élevé de diagnostic incident de cancer chez les femmes utilisatrices de statines. La variation génétique se trouvait dans la région de l'antigène leucocytaire humain qui est largement responsable de l'activation des lymphocytes T et de la régulation des réponses immunitaires. Ces résultats réitèrent l'implication active des processus inflammatoires sous-jacents à la maladie coronarienne et au cancer. Deuxièmement, nous avons cherché à explorer l'effet de l'hématopoïèse clonale, une condition dans laquelle certaines cellules sanguines sont produites à partir d'une seule cellule mutée plutôt qu'à partir de processus normaux de production de cellules sanguines, sur le risque de décès par causes cardiovasculaires chez les patients diagnostiqués avec un cancer en utilisant une grande cohorte prospective. Dans une première analyse, nos résultats ont montré que les porteurs de modifications chromosomiques en mosaïque, un type distinct d'hématopoïèse clonale, présentaient un risque plus élevé de décès par maladie coronarienne que les non-porteurs. Dans une analyse de suivi, nos résultats ont montré que les porteurs d'hématopoïèse clonale de potentiel indéterminé étaient plus susceptibles de succomber à la mort due à des causes de maladies cardiovasculaires que les non-porteurs. Bien que la présence combinée des deux types d'hématopoïèse clonale n'était pas associée à un effet additif sur les critères d'évaluation liés aux maladies cardiovasculaires, elle a conféré un risque plus élevé de mortalité globale par rapport à ceux ayant un seul type d'hématopoïèse clonale. D'autres contributions scientifiques apportées au cours de mes études doctorales mettent l'accent sur le potentiel de l'utilisation de thérapies anti-inflammatoires pour réguler l'inflammation, et donc modifier le développement de l'hématopoïèse clonale, réduisant efficacement les événements cardiovasculaires et éventuellement les effets liés au cancer. Dans l'ensemble, les résultats de la thèse actuelle confirment que les processus inflammatoires sous-tendent le développement et la progression des maladies cardiovasculaires et du cancer. Cependant, les résultats de cette thèse soulignent la nécessité d'une évaluation continue, compte tenu des variations dans les liens entre l'inflammation, le cancer et les maladies cardiovasculaires à travers diverses voies inflammatoires et types de cancers. / Cancer and cardiovascular diseases are two major health threats to humanity. Survivors of cancer have a higher risk of developing and dying from cardiovascular disease compared to the general population. Similarly, patients with cardiovascular disease are also more likely to be diagnosed with cancer. While both conditions share many risk factors, cancer and cardiovascular disease have traditionally been studied in isolation. Recently, ongoing research has revealed biological commonalities between the two diseases. These findings are owed to significant scientific advances that have allowed for an expanded molecular characterization of inflammatory modulators, the elucidation of the structures of proteasome and inflammasome, and the advancement of knowledge in cellular immunity. Thanks to these advancements, valuable insights can now be gained into the complex circuity of the innate and adaptive immune response, as well as the mechanisms of the host defenses. The remarkable progress made in these areas has laid a strong foundation for inflammation biology, and the application of the principles learned in this field to human disease has only recently begun to yield fruitful results, leading to the exponential growth of the field of inflammation in cancer and cardiovascular disease. For both cancer and cardiovascular disease, immuno-modulation has recently emerged as a key factor in their treatment and management. Moreover, it has become apparent that targeting a particular inflammatory pathway to treat one condition can have significant implications for the other, reflecting the complex interplay between these two disease processes. These developments have enabled the recognition that inflammation is an active participant in the pathophysiological development and progression of both cancer and cardiovascular disease. However, our understanding of the role of inflammation in cancer and cardiovascular disease is still evolving, as ongoing research is necessary to uncover new insights into the complex mechanisms of their triangular relationship. In the present PhD thesis, we sought to conduct distinct analyses that would further our understanding and contribute to the current efforts in innovative research that could help reduce the growing burden of cancer and cardiovascular disease. First, we performed a genetic meta-analysis on the risk of incident cancer in patients with coronary artery disease taking statins. In that study, we were able to identify and replicate a genetic variant that was associated with a higher risk of incident cancer diagnosis in women statin users. The genetic variant was located in the human leukocyte antigen region that is largely responsible for the activation of T cells and the regulation of immune responses. These findings underscore the active involvement of inflammatory processes in the development of coronary artery disease and cancer. Second, we sought to explore the effect of clonal hematopoiesis, a condition in which certain blood cells are produced from a single mutated cell rather than from normal blood cell production processes, on the risk of death from cardiovascular-related causes in a large prospective cohort of patients diagnosed with cancer. In a first analysis, our findings showed that carriers of mosaic chromosomal alterations, a distinct type of clonal hematopoiesis, had a higher risk of death from coronary artery disease than non-carriers. In a follow-up analysis, our findings showed that carriers of clonal hematopoiesis of indeterminate potential were more likely to succumb to death from cardiovascular disease causes than non-carriers, and while the combined presence of both types of clonal hematopoiesis was not associated with an additive effect on cardiovascular-related endpoints, it did confer a greater risk of overall mortality compared to those with either type of clonal hematopoiesis alone. Other scientific contributions made during the course of my doctoral studies emphasize on the potential use of anti-inflammatory therapeutics to alter the course of clonal evolution, for the purpose of reducing cardiovascular-related outcomes, and simultaneously cancer-related endpoints. Overall, the results of this thesis support the notion that inflammatory processes underlie both diseases’ development and progression. However, the results of this thesis also highlight the need for continuous evaluation, taking into account the variations in the connections among inflammation, cancer, and cardiovascular disease across various inflammatory pathways and types of cancers.