Récemment, notre laboratoire a identifié un nouveau site commun d'intégration rétrovirale sur le chromosome X chez la souris (S. Landais et al., 2005). Ce site a été associé à un nouveau gène, appelé Kaplan integration site 2 (Kis2), dont l'expression est augmentée dans les cellules tumorales. De façon surprenante, il ne code pour aucune protéine, et produit cinq transcrits d'ARN non codant comportant le précurseur (primiARN) du groupe de six micro-ARN (miARN): miR-106-363 (S. Landais et al., 2007). La compréhension de la fonction des produits de ce gène ainsi que les voies métaboliques dans lesquelles ils sont impliqués pourraient approfondir notre connaissance de la régulation de l'expression des miARN regroupés. L'expression transitoire de ce locus dans des vecteurs d'expression eucaryotes s'est avérée non fructueuse. Afin de contourner cet obstacle, nous avons eu recours à l'infection des cellules par les rétrovirus recombinants contenant le groupe miR-106-363 comme outil permettant l'expression stable du gène d'intérêt. Dans ce travail nous avons établi deux lignées cellulaires, NIH 3T3 (fibroblastes murins) et Ti6 (lymphocytes), qui expriment le gène Kis2 et le groupe miR-106-363 à l'aide de trois constructions rétrovirales. Grâce à la construction pMSCV-Kis2, nous avons surexprimé les miARN du groupe miR-106-363 dans les NIH 3T3 et les Ti6. La construction pLXSN-Kis2 a permis de produire l'un des plus grands transcrits du gène Kis2 (1.7 kb) dans la lignée Ti6. Le test d'indépendance d'ancrage réalisé sur les cellules exprimant le groupe miR-106-363 de façon stable a confirmé son implication dans la transformation maligne et a établi une corrélation entre le niveau d'expression des ces miARN et la gravité de la transformation. L'obtention d'un système d'expression efficace de Kis2/miR-106-363 nous permettra d'étudier plus en détail la fonction de ces miARN, d'identifier leurs cibles et leurs partenaires d'interaction ainsi que d'étudier leur rôle in vivo chez la souris. De plus, les cellules qui expriment le gène de manière stable seront la source infinie du matériel permettant de conduire les expériences à plus grande échelle y compris l'étude des molécules inhibitrices pour le traitement de la leucémie de type T. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : oncogenèse, ARN non codant, miARN, système d'expression rétroviral.

NEAT2 est un long ARN non-codant surexprimé dans plusieurs cancers. Toutefois, les études actuelles ne sont qu’associatives et ne permettent pas d’établir de lien direct de cause à effet ainsi que son mécanisme d’action dans la carcinogenèse. Dans cette étude, nous avons déterminé le rôle de NEAT2 et de ses domaines fonctionnels dans la prolifération et le métabolisme énergétique des hépatocytes. La prolifération était diminuée significativement (14-35%) lorsque l’expression de NEAT2 a été rendue génétiquement faible ou inexistante dans les modèles d’hépatocytes humains et de fibroblastes embryonnaires de souris. À l’opposé, la prolifération cellulaire était significativement augmentée (27-33%) dans les hépatocytes murins surexprimant les segments NEAT2 et mascRNA. Le domaine mascRNA entraîne également une augmentation significative de l’entrée de glucose dans la cellule. En somme, ces résultats démontrent l’importance de mascRNA dans la prolifération cellulaire et le métabolisme du glucose des hépatocytes. / NEAT2 is a long ncRNA overexpressed in a various type of cancer. However, whether NEAT2 directly impacts on carcinogenesis remains poorly investigated. Here, we report the role of NEAT2 and its functional domains on proliferation and energy metabolism of hepatocytes. In this study, we show a significant decrease in proliferation (14-35%) after knocked-down or knockout of NEAT2 expression in both human hepatocytes and mouse embryonic fibroblasts. On the other hand, we observed a significant increase in proliferation (27-33%) in mice hepatocytes overexpressing NEAT2 and the mascRNA domain. The overexpression of the mascRNA domain also resulted in a significant increase in cellular glucose uptake, suggesting a role in glucose utilization. Our study highlights the significance of NEAT2 and its mascRNA domain in cellular proliferation and glucose metabolism. These data suggest an important role for the mascRNA domain in the regulation of hepatocyte proliferation by NEAT2.

Le virus humain herpès-8 (HHV-8) est un virus oncogene associé au développement de cancers dont le sarcome de Kaposi (KS) et le lymphome primitif des séreuses (PEL). Plusieurs études mettent en évidence l'importance de différents facteurs dont les cytokines pour la survie et la prolifération des cellules tumorales infectées par HHV-8. Les médiateurs lipidiques bioactifs, provenant de l'hydrolyse des phospholipides, jouent un rôle important dans plusieurs formes de cancer en influençant le développement, la progression ainsi que le potentiel métastatique. En effet, la littérature scientifique décrit de plus en plus clairement que l'autotaxine (ATX)/acide lysophosphatidique (LPA) ainsi que la cyclooxygénase-2 (COX-2)/prostaglandine E2 (PGE2) sont intimement liés au développement du cancer. Par conséquent, l'utilisation d'inhibiteurs ciblant la synthèse ou l'action biologique de ces médiateurs lipidiques représente une avenue thérapeutique fort prometteuse. À ce jour, le rôle des médiateurs lipidiques dans la tumorigénèse associée à HHV-8 n'est pas clairement défini. Cette thèse présente donc deux projets directement reliés à la surexpression de d'ATX et de COX-2 suivant une infection par HHV-8. Nos résultats démontrent que l'ATX, une enzyme responsable de la production de LPA, est surexprimée dans les lignées cellulaires, dans l'ascite et les biopsies cutanées provenant respectivement de patients atteints du lymphome primitif des séreuses et du sarcome de Kaposi. L'augmentation de l'activité enzymatique de l'autotaxine in vitro favorise la prolifération et/ou la survie des cellules infectées. Notre étude permet aussi de confirmer l'induction de la COX-2 suivant une infection des cellules endothéliales par HHV-8. De plus, nous avons étudié les effets de la protéine Kl5 d'HHV-8 sur l'expression et la régulation du gène de la COX-2. Nos résultats ont permis de démontrer que la protéine Kl5 induit l'expression du gène de la COX-2 via les facteurs de transcription NFAT et AP-1. L'ensemble des résultats obtenus au cours de mes études de doctorat met en évidence une conséquence importante et spécifique de l'infection par HHV-8 soit l'induction des enzymes permettant la production de lipides bioactifs. Le LPA mène à une augmentation de la prolifération et/ou de la survie des cellules infectées alors que la COX-2 est essentielle à une infection efficace in vitro ainsi qu'au maintient de la latence virale.

Les métalloprotéinases matricielles (MMPs) jouent un rôle crucial dans le développement malin des tumeurs. Elles dégradent la matrice extracellulaire (MEC) permettant ainsi la migration des cellules cancéreuses vers d'autres foyers. Ce processus d'invasion tumorale est appelé "processus métastasique". La MMP-9, appelée aussi gélatinase B, est fortement exprimée lors de ce processus. Son expression peut être régulée à différents niveaux via des voies de signalisation intracellulaires, notamment au niveau de l'expression du gène, mais aussi lors de la transcription, la stabilité de son ARNm, la traduction ou la sécrétion de la protéine. Des agents anti-tumoraux sont en cours de développement ciblant les différentes étapes du développement cancéreux. Le PCK3145, un peptide synthétique, dérivé de la PSP94, dirigé contre le cancer de la prostate avancé et métastasé est au stade d'essais cliniques en phase II. Ce peptide réduit chez la souris immunodéficiente la croissance des xénogreffes de tumeurs prostatiques humaines en diminuant les concentrations plasmatiques de la MMP-9. Nos travaux visent à élucider in vitro les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation des fonctions de la MMP-9 via l'effet anti-métastasique du PCK3145. Dans un premier temps, nous avons étudié l'interaction de la MMP-9 avec la surface de la cellule cancéreuse. Nous démontrons que le PCK3145 inhibe la sécrétion de la MMP-9 et déclenche le processus de clivage de CD44 de la surface cellulaire via une cascade de signalisation intracellulaire impliquant la GTPase RhoA. Dans un second lieu, nous avons étudié le mécanisme d'action du PCK3145 menant à l'inhibition de la sécrétion de la MMP-9. Nous démontrons que cette inhibition requiert le récepteur de la laminine à 67 kDa et est dépendante de l'activation de la voie des MAPKinases. Le PCK3145 entraine la diminution de la sécrétion de la MMP-9 via HuR, une protéine intracytoplasmique qui stabilise l'ARNm de la MMP-9 en se liant à sa séquence riche en AU. Les propriétés anti-métastasiques du PCK3145 peuvent être dirigées contre d'autres types de tumeurs, autres que le cancer de la prostate, liés à l'augmentation de la MMP-9 et à la dégradation de la MEC lors d'un processus métastasique. Par ailleurs, l'identification du mode d'action du PCK3145 via le récepteur de la laminine à 67 kDa permet de cibler des cancers dont le taux de ce récepteur est particulièrement élevé telle que la leucémie. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cancer de la prostate, Métastase, Migration, Adhésion, MMP-9, HuR, ERK1/2, RhoA, CD44.

Titre de l'écran-titre (visionné le 19 février 204) / Les sarcomes sont des cancers rares du tissu conjonctif qui présentent une prépondérance de translocations chromosomiques. Les translocations chromosomiques sont souvent à l'origine du cancer en produisant des protéines de fusion à gain de fonction. Le sarcome stromal de l'endomètre de bas grade (LGESS) présente de fréquentes translocations chromosomiques qui fusionnent diverses sous-unités du complexe co-activateur NuA4/TIP60 avec des sous-unités du complexe répressif de Polycomb 2 (PRC2). Les complexes protéiques NuA4/TIP60 et PRC2 régulent la structure de la chromatine et l'expression des gènes d'une manière spécifique au contexte par la déposition de modifications d'histones et l'échange d'histones variantes ; ainsi, leur dérèglement par des translocations chromosomiques peut avoir des conséquences à l'échelle du génome. Cette thèse de doctorat explore la relation complexe entre les translocations chromosomiques et la carcinogenèse, en se concentrant sur les sarcomes stromaux de l'endomètre de bas grade (LGESS) et les tumeurs fibromyxoïdes ossifiantes (OFMT). Dans le premier chapitre, nous caractérisons deux translocations chromosomiques récurrentes dans ces cancers : EPC1-PHF1 et JAZF1-SUZ12. Cette étude identifie JAZF1 comme une sous-unité authentique du complexe NuA4/TIP60 et révèle un mécanisme moléculaire oncogène cohérent dans les deux fusions, qui implique la fusion physique des complexes NuA4/TIP60 et PRC2 pour former un complexe chimérique. Ces complexes de fusion délocalisent les activités de NuA4/TIP60 vers les gènes cibles de la polycomb et réduisent le H3K27me3 médié par PRC2 sur ces sites, ce qui conduit à une expression génique aberrante. Le deuxième chapitre présente une revue complète des mécanismes épigénétiques dans les sarcomes, en mettant l'accent sur le rôle des protéines de fusion dans la perturbation du transcriptome cellulaire. Ce chapitre explore la complexité et le parallélisme des voies épigénétiques dans les sarcomes, en se concentrant sur les translocations chromosomiques impliquant des régulateurs épigénétiques tels que les remodeleurs de la chromatine, les lysines acétyltransférases, les lysines méthyltransférases et les protéines du groupe polycomb. Ces informations nous permettent de mieux comprendre les interactions épigénétiques interdépendantes dans les sarcomes et peuvent servir de base à des thérapies ciblées. Le troisième chapitre caractérise une protéine de fusion récurrente dans le sarcome stromal de l'endomètre de bas grade (LGESS), MBTD1-EZHIP, qui forme un complexe chimérique NuA4-PRC2.1 et modifie les niveaux d'acétyl H4 et de H3K27me3 au niveau des gènes cibles de la polycomb. Cette étude révèle le paysage des modifications des histones des échantillons de patients LGESS avec translocation JAZF1-SUZ12, validant les mécanismes oncogéniques découverts au chapitre 1 tout en découvrant un mécanisme oncogénique supplémentaire impliquant une augmentation de H3K27me3 au niveau des gènes transcriptionnellement régulés à la baisse. Cette thèse fournit un examen multidimensionnel des translocations chromosomiques dans les sarcomes, découvrant de nouvelles perspectives dans les mécanismes moléculaires du LGESS et de l'OFMT et apportant des contributions au domaine de l'épigénomique du cancer. / Sarcomas are rare connective tissue cancers with a preponderance of chromosomal translocations. Chromosomal translocations often drive cancer by producing gain-of-function fusion proteins. Low-Grade Endometrial Stromal Sarcoma (LGESS) exhibits frequent chromosomal translocations that fuse various subunits of the NuA4/TIP60 co-activator complex to subunits of the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) complex. NuA4/TIP60 and PRC2 protein complexes regulate chromatin structure and gene expression in a context-specific manner by depositing histone modifications and exchanging variant histones; thus, their dysregulation through chromosomal translocations can have genome-wide consequences. This doctoral thesis explores the intricate relationship between chromosomal translocations and carcinogenesis, focusing on Low-Grade Endometrial Stromal Sarcomas (LGESS) and Ossifying FibroMyxoid Tumors (OFMTs). In the first chapter, we characterize two recurrent chromosomal translocations in these cancers: EPC1-PHF1 and JAZF1-SUZ12. This study identifies JAZF1 as a *bona fide* subunit of the NuA4/TIP60 complex and reveals a consistent molecular oncogenic mechanism in both fusions, which involves the physical merging of NuA4/TIP60 and PRC2 complexes to form a chimeric complex. These fusion complexes mislocalize NuA4/TIP60 activities to Polycomb target genes and reduce PRC2-mediated H3K27me3 at these sites, leading to aberrant gene expression. The second chapter provides a comprehensive review of epigenetic mechanisms in sarcomas, emphasizing the role of fusion proteins in disrupting the cellular transcriptome. This chapter explores the complexity and parallelism of epigenetic pathways in sarcomas, focusing on chromosomal translocations involving epigenetic regulators such as chromatin remodelers, lysine acetyltransferases, lysine methyltransferases, and Polycomb-group proteins. These insights enhance our understanding of the interdependent epigenetic interactions in sarcomas and can inform targeted therapeutics. The third chapter characterizes a recurrent fusion protein in Low-Grade Endometrial Stromal Sarcoma (LGESS), MBTD1-EZHIP, which forms a chimeric NuA4-PRC2. 1 complex and alters H4 acetyl and H3K27me3 levels at Polycomb target genes. This study reveals the histone modification landscape of LGESS patient samples with JAZF1-SUZ12 translocation, validating the oncogenic mechanisms discovered in Chapter 1. We uncover an additional oncogenic mechanism involving increased H3K27me3 at transcriptionally downregulated genes. This thesis provides a multifaceted examination of chromosomal translocations in sarcomas, reporting novel insights into the molecular mechanisms of LGESS and OFMT and offering important contributions to the field of cancer epigenomics.

Le syndrome de Bloom (BS) est une maladie génétique rare caractérisée par une forte augmentation du taux d’échanges entre chromatides soeurs, des anomalies de ségrégation des chromosomes et une prédisposition au développement de tous types de cancers. Ce syndrome est la conséquence de mutations dans les deux copies du gène BLM, codant pour une 3’-5’ ADN hélicase de type RecQ. La ou les fonctions de la protéine BLM sont encore mal définies mais les données de la littérature convergent vers un rôle de BLM dans des mécanismes de surveillance et/ou maintien de l’intégrité du génome. La protéine BLM serait impliquée dans le redémarrage de fourches de réplication bloquées pendant la phase S et serait nécessaire à la résolution de ponts anaphasiques en mitose, notamment de ponts particuliers appelées « UltraFine anaphase Bridges » (UFBs). Ces UFBs, qui relient les chromatides soeurs entre elles, ne sont pas détectables par les colorants classiques et leur présence ne peut-être révélée que par la détection des protéines PICH (Plk1-Interacting Checkpoint Helicase) ou BLM. A l’état basal, ces UFBs sont essentiellement d’origine centromérique (cUFBs).Tout l’enjeu de mon projet était de déterminer si BLM était également impliquée dans la prévention de la formation de ces cUFBs et donc si BLM jouait un rôle avant l’anaphase. Nous avons montré que BLM est recrutée aux centromères de la phase G2 jusqu’en mitose. BLM, en coopération avec la protéine PICH, est nécessaire (1) à l’organisation structurale de l’ADN centromérique, (2) à la disjonction complète des centromères, indépendamment de la voie des cohésines, suggérant une implication de ces protéines dans le processus de décaténation des centromères et (3) au recrutement de la topoisomérase IIa (Topo IIa) active aux centromères.Nos résultats révèlent ainsi une nouvelle localisation et une nouvelle fonction de la protéine BLM aux centromères et montrent pour la première fois l’implication des protéines BLM et PICH dans la décaténation centromérique avant l’anaphase. Nous proposons que BLM et PICH, par leurs activités respectives hélicase et de remodelage de la chromatine, modifient la structure des centromères pendant la pré-métaphase, rendant ainsi certaines caténations accessibles à la Topo IIa avant l’anaphase. La défaillance de ce mécanisme entraînerait la persistance de caténations centromériques non résolues avant l’anaphase. Ainsi, dans les cellules BS, la fréquence élevée de cUFBs aurait deux origines différentes : une partie correspondrait à des cUFBs formés du fait d’une décaténation défaillante des centromères avant l’anaphase, et l’autre partie correspondrait à des cUFBs « physiologiques » non résolus en anaphase. Afin de distinguer l’origine des cUFBs, nous avons appelé ceux issus de caténations non résolues avant l’anaphase les UFBs centromériques surnuméraires (SC-UFBs pour Supernumerary Centromeric UFBs). / Bloom syndrome (BS) is a rare genetic disease characterized by a sharp increase in the rate of sister chromatid exchanges, chromosome segregation abnormailities and a predisposition to the development of all types of cancers. This syndrome is caused by mutations in both copies of the BLM gene, which encodes BLM, a RecQ 3'-5 DNA helicase. The specific function(s) of BLM remain unclear, but the data from the literature converge towards a role for BLM in mechanisms monitoring and / or maintaining genome integrity. The BLM protein may be involved in restarting stalled replication forks during S phase and necessary to resolve anaphase bridges in mitosis, including particular bridges called "Ultrafine Anaphase Bridges" (UFBs). These UFBs, which link sister chromatids together, are not detectable by conventional stains and their presence can only be revealed by the detection of the proteins PICH (PLK1-interacting checkpoint helicase) or BLM. In untreated cells, UFBs originate mostly from centromeres (cUFBs).The challenge of my project was to determine whether BLM was also involved in preventing the formation of cUFBs and so, if it played a role before anaphase.We showed that BLM is recruited at centromeres from G2 phase to mitosis. BLM, in cooperation with PICH, is required for (1) structural organization of centromeric DNA, (2) completion of centromere disjunction, independently of the cohesin pathway, suggesting an involvement of these proteins in centromere decatenation process, and (3) recruitment of active topoisomerase IIα (Topo IIα) to centromeres. Thus, we report a new localization and a new function of BLM at centromeres, revealing for the first time a new role for BLM and PICH in a previously unknown centromeric decatenation mechanism, crucial for complete centromere disjunction.We propose that the combined action of BLM and PICH promotes, through their helicase and chromatin remodelling activities, respectively, the organization of centromeric chromatin, thereby rendering some centromeric catenates accessible to Topo IIa before the onset of anaphase. The failure of this mechanism may lead to the persistence of some centromeric catenations not resolved before anaphase. Thus, the increase in the frequency of centromeric UFBs in BLMdeficient cells has two different origins: cUFBs arising from catenations not resolved before anaphase and physiological cUFBs not processed at anaphase onset. Two distinguish the two cUFB origins, we defined the former as supernumerary centromeric UFBs (SC-UFBs).

Thyroid carcinomas are the most common endocrine tumors in humans. There are three major types of carcinomas of thyrocyte origin, including papillary, follicular, and anaplastic carcinomas. Papillary thyroid carcinoma (PTC) is the most common type of thyroid malignancy accounting 80% of thyroid cancer cases, and present several histologic variants, namely classical (45%), follicular (18%), solid, diffuse-sclerosing, cribriform, … .Specific genetic events represent early initiating and late triggering events. Several genetic lesions have been identified in various thyroid carcinomas and some of them are specifically associated to one type thyroid cancer. For instance, RET/PTC is the most common molecular event in the radiation-associated PTC in childhood. <p>In the first part of the work, we studied two transgenic mouse models: the Tg-RET/PTC3 (Tg-RP3) mouse and the Tg-E7 mouse. Both strains express the human origin transgene (RET/PTC3 rearrangement or E7) exclusively in the thyroid under the control of the bovine thyroglobulin promoter. <p>Our study of these two models showed:<p>In both E7 and RET/PTC3 mouse models, the thyroids exhibited hyperplasia with own 'oncogene-dependent' follicular cell characteristics. Small follicular cells with hyperchromatic nuclei with an increased nucleus/cytoplasm ratio were numerous in the E7 mice, and large cells with convex apical border, a decreased nucleus/cytoplasm ratio, a pale nucleus and dispersed chromatin were found in the RET/PTC3 mice. <p>At 6, 10 months and later on, E7 mice developed huge heterogeneous, normal functional thyroid goiter, with no tumor formation. <p>As in previous studies on transgenic RET/PTC3 mouse models, the generally encountered features such as solid tumours were present. We also observed conventional variant of human PTC at late age (since 11 month-old) with quite low incidence (4%). In addition to solid and conventional variant PTCs, 28% of mice developed a peculiar big size thyroid tumor pattern with “proliferative papillary cystic changes with spindle cells and remodelling” and macrophage infiltration in the cysts at as early as 2 month of age; this kind of tumor histologically resembles the rare human young age 'diffused sclerosing' variant PTC (DSVP), but disappeared after 6 month. The other peculiar tumor exhibits morphological similarity with another rare human FAP-associated (Familial Adenomatous colonic polyposis) cribriform PTC, which showed a mixed architecture of several histological patterns (solid, follicular, cribriform). At 6 months, 26% of mice presented the cribriform tumor pattern.<p>From the analyse of the proliferation index in the two models, we conclude that RET/PTC3 fusion protein over stimulates MAPK and Akt/PKB-signalling pathways, through Ras-Raf-Mek-Erk, Ras-PI3-K/Akt/PKB, particularly in the large cells which were strongly positive for three proliferation markers. E7 bypasses these two pathways, by directly binding to Rb1 protein and releasing the E2F transcription factor which induces cell proliferation. <p>So RET/PTC3 and E7 mice present several morphologic features which mimic human PTC tumors; RET/PTC3 could therefore be used as a partial model for human PTCs. <p>Further investigation of gene expression will allow the characterization of the molecular phenotype of the observed variants.<p>In the second part of the work, we attempted to generate by xenobiotic administration an in vivo model of thyroid carcinoma. Chronic exposure of CD1 mice to acrylamide in the drinking water during 6 and 8 months at doses of 3mg/kg per day similar to those causing thyroid tumorigenesis after 2 years in rats, did not induce any thyroid tumors whatever the level of thyroid stimulation. <p><p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’incidence de l’adénocarcinome de l’œsophage augmente depuis 30 ans dans les pays occidentaux et son pronostic est sombre. Le reflux gastro-œsophagien et les acides biliaires ont été incriminés dans l’apparition de la muqueuse de Barrett et sa dégénérescence en adénocarcinome, selon la séquence métaplasie/ dysplasie/ adénocarcinome. Au cours de cette séquence carcinogénétique, a été observée, à partir de tissus humain, une augmentation de l’expression des mucines MUC1 et MUC4. MUC1 et MUC4 sont des O-glycoprotéines membranaires impliquées dans les phénomènes de reconnaissance cellulaire et de signalisation intracellulaire. Les mécanismes du reflux gastro-œsophagien conduisant à l’adénocarcinome de l’œsophage (AO) demeurent mal compris. Tout d’abord, nous avons effectué une approche critique d’un modèle de reflux œsophagien induit chirurgicalement chez le rat. Pour cela, nous avons randomisé 108 rats Sprague-Dawley en deux groupes expérimentaux ; ainsi était réalisée une anastomose oesophagoduodenale avec ou sans gastrectomie afin d’induire respectivement un reflux duodéno-oesophagien (groupe RDO, n=63), et un reflux duodéno-gastro-oesophagien (groupe RDGO ; n=45). Les groupes contrôles comprenaient : (i) la réalisation d’une anastomose oesophago-jéjunale sur anse-en-Y (groupe chirurgical contrôle sans reflux), (ii) une laparotomie blanche, (iii) une gastrectomie subtotale pour induire un reflux duodéno-gastrique (groupe RDG), et enfin (iv) la même procédure que dans le groupe RDGO avec administration d’inhibiteurs de la pompe à protons (groupe IPP). Des analyses histologiques et moléculaires sont réalisées sur l’œsophage. La prévalence de l’œsophage de Barrett (OB) de la dysplasie et de l’AO dans les groupes expérimentaux étaient de 41%, 7% et 11% respectivement. Les analyses histologiques et moléculaires dans les groupes RDO, RDGO et RDG suggèrent que l’OB survient selon le schéma d’une métaplasie intestinale de novo et le migration proximale de cellules duodénales. Aucune métastase à distance n’a été identifiée. Les caractéristiques moléculaires de l’OB identifié chez le rat étaient similaires à celles de l’homme. L’OB était plus fréquent, la dysplasie et l’AO moins fréquent dans le groupe RDO que dans le groupe RDGO(44% vs 24% [ P = 0,038] et 7% vs 25% [ P =0,012], respectivement). Des élements de la séquence carcinogénétique survenait de façon moins fréquente dans le groupe IPP que dans le groupe RDGO [P = .019].Il a été mis en évidence une surexpression des gènes de mucines Muc1 et Muc4, de gènes impliqués dans la prolifération, l’invasion et les métastases, l’adhésion cellulaire et dans la voie PI3K , une diminution de l’expression de gènes suppresseur de tumeur dans les lésions de métaplasie et d’adénocarcinome, dans les zones les plus exposées au reflux.Ensuite, nous avons étudié les propriétés biologiques de cellules issues d’un adénocarcinome de l’œsophage humain et mis en évidence que la perte d’expression de MUC1 dans les cellules OE33 (i) diminue fortement leurs propriétés de prolifération, migration et invasion in vitro et la croissance tumorale in vivo, suggérant un rôle majeur de MUC1 dans la tumorigenèse épithéliale si MUC1 est surexprimée (ii) est corrélée avec une diminution de l’expression de Nfκb et PI3K et peut-être corrélé à l’altération des propriétés biologiques, notemment de prolifération (iii) avec une diminution de l’expression de TSG 101 et Mcm6 potentiels marqueurs mis en évidence dans le modèle murin.En conclusion malgré des différences pathophysiologiques avec l’homme, le modèle de reflux oeso-gastro-duodénal reproduit les lésions histologiques et moléculaires de la séquence carcinogénétique de Barrett et a permis d’identifier des protéines associées à la tumorigenèse et dont l’impact sur les propriétés biologiques des cellules tumorales a été confirmé in vitro et qui pourraient être de potentiels biomarqueurs et cibles thérapeutiques dans l’adénocarcinome de l’œsophage. / Incidence of oesophageal adenocarcinoma developed on Barrett oesophagus increases since 30 years and its prognosis remains poor. Gastro esophageal reflux and biliary acid have been incriminated in Barrett oesophagus metaplasia and its degeneration in adenocarcinoma according to the sequence metaplasia/dysplasia/adencrcinoma. During the carcinogenetic sequence, was observed an increase of expression of the mucins MUC1 and MUC4. MUC1 and MUC4 are membrane bound O-glycoprotein implicated in cell recognition and intracellular signaling. The mechanisms of esophageal reflux leading to esophageal adenocarcinoma (EA) remain poorly understood. In a first part we appraised critically an operatively induced chronic reflux rat model.We randomized 108 Sprague-Dawley rats into 2 experimental groups; one was performing esophagoduodenal (ED) anastomosis with or without gastrectomy to induce duodeno-esophageal reflux (DER group; n = 63), and the other involved duodeno-gastro-esophageal reflux (DGER group; n = 45). Control groups included (i) Roux-en-Y esophagojejunal anastomosis, (ii) laparotomy alone, (iii) subtotal gastrectomy to induce duodenogastric reflux (DGR group), and (iv) the same procedure as in the DGER group plus proton pump inhibition (PPI group). The esophagus underwent histologic and molecular analyses.The prevalence of Barrett’s esophagus (BE), dysplasia, and EA in the experimental groups was 41%, 7%, and 11%, respectively. Histologic and molecular analyses in groups DER, DGER, and DGR suggested that BE occurred through de novo intestinal metaplasia and proximal migration of duodenal cells. No distant metastases were identified. The molecular characteristics of both BE and EA were similar to humans. BE was more common, and dysplasia and EA less frequent in the DER groupwhen compared with the DGER group (44% vs 24% [ P = .038] and 7% vs 25% [ P = .012], respectively). Compared with the DGER group, carcinogenic sequence occurred less frequently in the PPI-treated group (P = .019). It was highlighted an overexpression of MUC1 and MUC4 genes, of genes implicated in proliferation, invasion, metastasis, cell adhesion , in PI3K pathways, a diminution of the expression of tumors suppressor genes in metaplasia, adenocarcinoma lesions in the areas most exposed to reflux. Then cell biological properties studies were carried out in vitro in OE33 oesophageal adenocarcinomatous cells. We showed that loss of expression of MUC1 in OE33 cells (i) induced a reduction of their proliferation, migration and invasion in vitro properties , tumor growth in vivo suggesting a major role of MUC1in epithelial tumorigenesis si MUC1 is overexpressed, (ii) is linked with a diminution of the exprssion of nfκb and PI3K and can be correlated with an alteration of the biological properties especially proliferation (iii) is lined with e diminution of expression of TSG101 and MCM6 , potential biomarkers highlighted in the rat model.In conclusion, despite pathophysiologic differences with humans, the rat model of esophagoduodenostomy reproduces accurately histologic and molecular lesions in the carcinogenetic sequence of BE and allowed us to identify novel, tumor-associated proteins that may be potential biomarkers and new therapeutic targets in EA.

Le cancer du sein (CS) est le cancer le plus courant chez les femmes et la deuxième cause de décès par cancer chez les Canadiennes. Selon la Société canadienne du cancer (2020), le CS constitue 25% des nouveaux cas de cancer et 13% des décès associés au cancer. En moyenne, par jour, 75 Canadiennes recevront un diagnostic de CS. Il s'agit d'une maladie hétérogène qui diffère selon les patients (hétérogénéité intertumorale) et également au sein d'une même patiente (hétérogénéité intratumorale). Cette hétérogénéité est caractérisée par différents sous-types histopathologiques, sous-types moléculaires, altérations génétiques, grades, stades, pronostic et statuts métastatiques. Par conséquent, cibler le CS par différentes stratégies thérapeutiques montre des résultats différents chez chaque patiente. Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), la meilleure façon de lutter contre le CS est la détection précoce. Cependant, les efforts de détection et de traitement précoces conduisent parfois à un traitement excessif. Au contraire, si elle n'est pas diagnostiquée ou si elle n'est pas traitée, la tumeur peut évoluer vers un CS invasif. De plus, lorsque la tumeur progresse, l'hétérogénéité intratumorale peut conduire à un échec du traitement. Les étapes de la progression du CS sont : l'hyperplasie canalaire atypique (HCA), le carcinome canalaire in situ (CCIS) et le carcinome canalaire invasif (CCI). Il est difficile de différencier le CCIS de bas grade d'une lésion HCA et de prédire quelle HCA ou CCIS pourrait évoluer vers un CCI. De plus, la forme la plus agressive du CCI est le CS triple négatif (TNBC), qui n'exprime pas le récepteur hormonal des œstrogènes et de la progestérone, et pour lesquels la surexpression du récepteur pour les facteurs de croissance épidermiques humains 2 (HER2) n'est pas présente. Par conséquent, ce sous-type de CS ne peut pas être traité avec un traitement hormonal ou encore un traitement ciblant HER2. En outre, les TNBC montrent une très grande hétérogénéité inter et intratumorale résultant en l'absence de toute thérapie efficace pour ce sous-type. Cela nécessite donc l'identification de signatures génétiques uniques distinguant différents sous-types de progression du CS. Par conséquent, j'ai émis l'hypothèse que chaque étape de la progression du CS pourrait avoir une signature génique qui pourrait les TNBC des autres sous-types du CS. Pour identifier ces signatures géniques, j'ai procédé à différentes approches : 1. J'ai effectué une analyse du transcriptome humain des différents stades de progression du CS, à savoir HCA, CCIS et CCI en les comparant au sein normal. 2. J'ai identifié 8 gènes, différenciant HCA, CCIS et CCI d'un sein normal. Le plus intéressant était la carboxypeptidase B1 (CPB1), qui pourrait différencier le DCIS du HCA et du CCI. 3. J'ai analysé les données d'apprentissage automatique (machine learning), produites par nos collaborateurs, qui ont été réalisées sur un jeu de données du CS, à partir de l'Atlas du génome du cancer (TCGA), afin d'identifier des gènes qui pourraient différencier les TNBC des non-TNBC. 4. J'ai par la suite identifié 2 gènes : TBC1 Domain Family Member 9 (TBC1D9) et Milk Fat Globule-EGF Factor 8 Protein (MFGE8) différenciant les TNBC des non-TNBC. Cette analyse a permis de mettre en évidence TBC1D9 comme suppresseur de tumeur et MFGE8 comme gène oncogène. Ensuite, j'ai évalué l'efficacité de TBC1D9 dans la différenciation des TNBC et des non-TNBC dans des échantillons de tissus de CS de notre cohorte et étudié son rôle au niveau du CS. Conclusions : Nous avons identifié une signature génique pour les différentes étapes de la progression du CS, ce qui pourrait aider les cliniciens à mettre en place un ordre de priorité pour les interventions immédiates. Une analyse plus approfondie de ces gènes permettrait de développer de potentielles stratégies thérapeutiques pour chaque étape de la progression du CS. / Breast cancer (BC) is the most common cancer in women and is the second leading cause of cancer-associated deaths in Canadian women. According to the Canadian Cancer Society (2020), BC constitutes 25% of new cancer cases and 13% of cancer-associated deaths. On average, 75 Canadian women will be diagnosed with BC every day. It is a heterogeneous disease that differs among different patients (intertumor heterogeneity) and also within the same patient (intratumor heterogeneity). The difference comprises different histopathological subtypes, molecular subtypes, genetic alterations, grades, stages, prognosis, and metastatic status. Therefore, targeting BC by different therapeutic options shows different outcomes in each patient. According to the World Health Organization (WHO), the best way to deal with BC is early detection. However, efforts to detect and treat early sometimes lead to over-treatment. On the contrary, if undiagnosed or left untreated, the tumor might progress to invasive BC. Furthermore, when the tumor progresses the intratumor heterogeneity leads to treatment failures. BC usually progresses through atypical ductal hyperplasia (ADH), ductal carcinoma in situ (DCIS), and invasive ductal carcinoma (IDC). It is difficult to differentiate a low-grade DCIS from an ADH lesion and to predict which ADH or DCIS will progress to IDC. Additionally, the most aggressive form of IDC is triple-negative BC (TNBC), which does not express the hormonal receptor estrogen and progesterone and lacks the over-expression of human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). Therefore, this group of BCs cannot be treated with hormonal therapy or the targeted therapy for HER2. Besides, TNBC shows a very high inter and intratumor heterogeneity resulting in the lack of any effective therapy for this subgroup. This calls for the identification of unique gene signatures distinguishing different subtypes of BC progression. Therefore, I hypothesized that each stage of BC progression might have a gene signature that could differentiate them from others. To identify these gene signatures, I carried upon with different approaches: 1. I performed a human transcriptome array (HTA) analysis of different stages of BC progression namely ADH, DCIS, and IDC comparing them to normal breast. 2. I identified 8 genes, differentiating ADH, DCIS, and IDC from a normal breast. Most interesting was carboxypeptidase B1 (CPB1), which could differentiate DCIS from ADH and IDC. 3. I analyzed the machine learning analysis performed by our collaborators on the BC dataset from the cancer genome atlas program (TCGA) dataset to identify genes that could differentiate TNBC from non-TNBC BC. 4. Furthermore, I identified 2 genes: TBC1 Domain Family Member 9 (TBC1D9) and Milk Fat Globule-EGF Factor 8 Protein (MFGE8) differentiating TNBC from non-TNBC. Further investigation highlighted TBC1D9 as a tumor suppressor and MFGE8 as an oncogenic gene. Next, I evaluated the efficacy of TBC1D9 in differentiating TNBC from non-TNBC in BC tissue samples from our cohort and investigated its role in BC. Conclusions: We identified a gene signature for different stages of BC progression, which could aid clinicians to make a priority-based decision for immediate intervention. Further analysis of these genes could reveal a potential therapeutic option for each stage of BC progression.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La glande mammaire connait une évolution incroyable au cours de la vie des femmes. Parmi les voies de signalisation impliquées dans la mammogenèse : Wnt et Insulin Growth Factor-I Receptor (IGF-IR) ont été identifiées, et leur sur-activation dans plusieurs sous-types moléculaires de cancer du sein a été rapportée. De plus, les antagonistes de ces deux voies de signalisation : Secreted Frizzled-Related Protein 1 (SFRP1) pour la voie Wnt, et la vitamine D pour IGF-IR, ont démontré des propriétés anti-tumorales in vitro et in vivo. Notamment, l'expression de SFRP1 dans le tissu épithélial mammaire décroît avec la progression tumorale chez la femme. De surcroît, la déplétion de Sfrp1, comme du récepteur à la vitamine D (Vdr) chez la souris vierge, induit une ramification de la glande mammaire similaire à celle observée chez les souris gestantes. De plus, la vitamine D joue un rôle important dans l'homéostasie phosphocalcique, et la présence de microcalcifications dans le sein était associée au statut péri-ménopausique ainsi qu'à la densité mammaire. Néanmoins, l'association entre l'expression de SFRP1 dans le tissu mammaire, la consommation en vitamine D ou en calcium, et l'involution lobulaire, la présence de microcalcifications ou encore la densité mammaire chez la femme reste méconnue. Le potentiel rôle causal de la chute de l'expression de SFRP1 dans la carcinogenèse mammaire demeure également incompris. L'objectif de cette thèse était d'interroger l'association entre l'expression de SFRP1 ou la consommation en vitamine D et en calcium, et plusieurs facteurs de risque de cancer du sein dont l'involution lobulaire péri-ménopausique incomplète, et d'interroger le rôle causal de la sous-expression de SFRP1 dans la carcinogenèse mammaire. Notre hypothèse était que l'expression de SFRP1, comme la consommation de vitamine D et de calcium, diminuaient le risque de cancer du sein en faisant la promotion de l'involution lobulaire péri-ménopausique et en diminuant la formation des microcalcifications ainsi que la densité mammaire. Nous supputions également que la sous-expression de SFRP1 jouait un rôle causal dans la progression tumorale mammaire. Pour tester ces hypothèses, nous avons mesuré l'association entre l'expression de SFRP1 par immunohistochimie, et l'involution lobulaire péri-ménopausique dans le tissu non-tumoral d'une cohorte de 162 femmes. D'autre part, nous avons réduit ou accru l'expression de SFRP1 dans des lignées cellulaires mammaires par transduction lentivirale, et avons comparé leurs propriétés prolifératives et migratoires in vitro. Afin d'identifier les causes de la régulation de Sfrp1, nous avons également comparé son expression ainsi que le phénotype associé dans des modèles d'organoïdes mammaires murins cultivées en présence ou non, de microcalcifications. Par ailleurs, nous avons mesuré l'association entre la consommation en vitamine D et en calcium, et trois facteurs de risque de cancer du sein : la présence de microcalcifications, l'involution lobulaire péri-ménopausique incomplète ainsi que la densité mammaire, dans une cohorte de 161 femmes. Nos résultats supportent l'hypothèse selon laquelle SFRP1 était surexprimée durant l'involution lobulaire péri-ménopausique chez la femme, et ont mis en évidence que son expression était différentiellement régulée en fonction du statut paritaire, de même qu'en présence de microcalcifications. Nous avons néanmoins réfuté l'hypothèse selon laquelle les microcalcifications induisaient une augmentation de l'expression de Sfrp1 dans un modèle d'organoïdes mammaires murin ex vivo. Par ailleurs, nos résultats supportent l'hypothèse selon laquelle la régulation négative de l'expression de SFRP1 dans les cellules épithéliales mammaires jouerait un rôle causal dans le développement d'un phénotype tumoral in vitro D'autre part, nos résultats appuient l'hypothèse selon laquelle la consommation en vitamine D et en calcium était inversement associée à la présence de microcalcifications mammaires. Une consommation riche en vitamine D était également associée à l'involution lobulaire péri-ménopausique, mais pas celle en calcium. En revanche, la consommation de vitamine D et de calcium était inversement associée à la densité mammaire. Néanmoins, une consommation riche en calcium était positivement associée à la densité mammaire chez les femmes ayant des microcalcifications, remettant en cause l'innocuité de la supplémentation calcique chez ces dernières. Nos résultats suggèrent que l'expression de SFRP1, ainsi que la consommation en vitamine D, pourrait diminuer le risque de cancer du sein en faisant la promotion de l'involution lobulaire. Par ailleurs, une alimentation riche en vitamine D et en calcium, pourrait également diminuer le risque de cancer du sein en diminuant la formation des calcifications et la densité mammaire. / The mammary gland is a complex organ which undergoes an incredible remodeling during a woman's life. Among the important pathways involved in mammogenesis has been identified Wnt and Insulin Growth Factor-I Receptor (IGF-IR) signaling pathways. Interestingly, they are both over-activated in multiple breast cancer molecular subtypes. In addition, the antagonists of such signaling pathways, i.e. Secreted Frizzled-Related Protein 1 (SFRP1) for Wnt pathway, and vitamin D for IGF-IR pathway, have demonstrated anti-tumoral properties in vitro and in vivo. SFRP1 expression was also decreased with breast cancer progression in women. Moreover, the depletion of Sfrp1 in virgin mice induces mammary gland branching, like what is observed in pregnant mice. In addition, vitamin D plays an important role in the homeostasis of both phosphate and calcium, and the presence of microcalcifications in the breast is associated with both peri-menopausal status and breast density. Nevertheless, the association between SFRP1 expression in breast tissue, vitamin D and calcium intakes, and lobular involution, the presence of microcalcifications and breast density remains unknown. The potential causal role of the lack of SFRP1 in breast carcinogenesis also remains misunderstood. The objective of the present thesis was to interrogate the association between SFRP1 expression, or vitamin D and calcium intakes, and several breast cancer risk factors, including the age-related lobular involution incompletion, and to interrogate the potential causal role of SFRP1 under-expression in breast carcinogenesis. We hypothesized that SFRP1 expression, as well as vitamin D and calcium intakes, decreased breast cancer risk by promoting the age-related lobular involution and decreasing both microcalcifications formation and breast density. We also supposed that SFRP1 under-expression has a causal role in breast carcinogenesis. To test these hypotheses, we measured the association between SFRP1 expression assessed by immunochemistry, and peri-menopausal lobular involution in a cohort composed by 162 women. In addition, we have decreased or increased SFRP1 expression by lentiviral transduction in multiple breast cell lines, and compared their tumorigenic properties, including proliferative and migratory abilities. Aiming to identify the causes of Sfrp1 regulation, we also compared its expression as well as the associated phenotype in mammary organoids obtained from nulliparous and multiparous mice, cultured in presence or in absence of microcalcifications. Moreover, we measured the association between vitamin D and calcium intakes and three breast cancer risk factors : the presence of microcalcifications, the age-related lobular involution incompletion and breast density in a cohort of 161 women. Our results support the hypothesis according to which SFRP1 was over-expressed during peri-menopausal lobular involution in women. Furthermore, they suggest a differential expression of SFRP1 considering both the parity and the presence of microcalcifications in the breast tissue. However, we reject the hypothesis which stipulated that microcalcifications could increase Sfrp1 expression in an ex vivo model of murine mammary organoids. Yet, our results support the hypothesis according to which a negative regulation of SFRP1 expression could have a causal role in breast carcinogenesis in vitro. On the other hand, our results support the negative association between vitamin D and calcium consumption and the presence of microcalcifications in breast tissue. A higher vitamin D intake was also associated with the peri-menopausal lobular involution completion. No association between calcium intake and lobular involution was observed. In addition, vitamin D and calcium intakes were negatively associated with breast density. However, a higher calcium intake was positively associated with breast density in women having microcalcifications, questioning the safety of calcium supplementation in these women, given that this is a well-known breast cancer risk factor. Taken together, our results suggest that both SFRP1 expression and vitamin D intake could decrease breast cancer risk by promoting the age-related lobular involution completion. Furthermore, a higher vitamin D and calcium intakes could also decrease breast cancer risk by decreasing microcalcifications formation as well as breast density.