La protéostase cellulaire représente l'ensemble des mécanismes régulant la production, le repliement, le transport et la dégradation des protéines dans la cellule afin de maintenir son homéostasie. La protéostase cellulaire est fréquemment altérée dans les cellules tumorales, pouvant induire une accumulation de protéines mal repliées. En réponse à cette accumulation, la cellule met en place une réponse physiologique adaptative appelée "Unfolded Protein Response" (UPR). Dans la 1ère partie de l'étude nous avons montré que le sorafénib, i.e. le traitement de référence du carcinome hépatocellulaire (CHC) avancé, altérait la protéostase tumorale et inhibait l'initiation de la traduction des protéines. Nous avons cherché des outils permettant de mesurer l'altération de la protéostase tumorale chez les patients en s'intéressant à la régulation des marqueurs tumoraux sériques par la protéostase cellulaire. Dans la deuxième partie de l'étude, nous avons exploré un potentiel rôle de l'UPR dans la tumorigénèse des carcinomes à cellules rénales (RCC) post-transplantation. L'incidence des RCC est largement augmentée chez les patients transplantés en comparaison à la population générale. Bien que la carcinogénèse du RCC soit multifactorielle, la prise chronique de traitements immunosuppresseurs tels que la ciclosporine (CsA) semble impliquée dans ce processus. Nous avons montré in vitro que la CsA pouvait altérer la protéostase tumorale et induire l'UPR. Cette induction semble liée à l'agressivité des RCC dans ce contexte / Cellular proteostasis is the process regulating the production, folding, trafficking and degradation of proteins within the cell in order to maintain its homeostasis. Cellular proteostasis is frequently altered in tumor cells, leading to an accumulation of unfolded proteins. In response to this accumulation, the cell activates an adaptive physiological response called "Unfolded Protein Response" (UPR). In the first part of the study we showed that sorafenib, i.e. the standard of care for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), altered tumor proteostasis and inhibited the initiation of protein translation. We looked for tools to measure the alteration of tumor proteostasis in patients by focusing on the regulation of serum tumor markers by cellular proteostasis. In the second part of the study, we explored a potential role of UPR in tumorigenesis of post-transplant renal cell carcinoma (RCC). The incidence of RCC is greatly increased in transplant patients compared to the general population. Although carcinogenesis of RCC is multifactorial, chronic intake of immunosuppressive drugs such as ciclosporin (CsA) appears to be involved in this process. We showed in vitro that CsA alters tumor proteostasis and induce UPR. This induction seemed linked to the aggressiveness of the RCC in this context

Le carcinome à cellules rénales claires métastatique (CCC) demeure résistant aux thérapies actuelles. Les travaux précédents ont montré des similitudes mécanistiques entre tumorigenèse et néphrogenèse. Parmi les cibles de la voie oncogénique Sonic Hedgehog-Gli, le facteur développemental Lim1 a été identifié comme un nouvel oncogène dans le CCC. Les études préliminaires suggèrent que Lim1 aurait un rôle dans l’invasion cellulaire. Aucun inhibiteur de Lim1 n’est disponible; l’ARN interférence reste l’outil le plus efficace et le plus spécifique pour l’extinction des gènes. Dans le but de développer un nouvel outil d’inhibition de Lim1 applicable en clinique, basée sur des siRNAs véhiculés par des systèmes nanométriques, une nouvelle génération de véhicules de siRNAs a été étudiée. Il s’agit de polymères diacétyléniques photo-polymérisables sous forme de nanofibres (PDA-Nf). Ces travaux démontrent le rôle invasif de Lim1 dans la dissémination métastatique et identifient les PDA-Nf comme un nouvel outil de délivrance de siRNAs très prometteur en clinique. L’avantage du ciblage de Lim1 avec cette approche, est l’absence de son expression à l’âge adulte. / Clear cell renal cell carcinoma (CCC) remains resistant to current therapies, despite the development of anti-angiogenic and the new immunotherapeutic approaches. Previous work of the laboratory has shown mechanistic similarities between tumorigenesis and nephrogenesis. Among the targets of the Sonic Hedgehog-Gli pathway which is found oncogenic in CCC, the developmental factor Lim1 has been identified as a new oncogene in CCC. Preliminary studies suggest that Lim1 would have a role in cell invasion. No Lim1 inhibitors are available; RNA interference remains the most effective and specific tool for gene silencing. In order to develop a new clinically applicable inhibition tool for Lim1, based on siRNAs carried by nanoparticles, a new generation of siRNA vehicles has been investigated. These are photo-polymerizable diacetylenic polymers in the form of nanofibers (PDA-Nf). These works demonstrate the invasive role of Lim1 in metastatic dissemination and identifies PDA-Nf as a new promising siRNA delivery tool in clinical practice. The advantage of targeting Lim1 with this nano-carrier approach is that Lim1 is not expressed in adulthood.

Les vitamines B et les facteurs liés au métabolisme monocarboné (C1) aident à maintenir la synthèse de l'ADN, régulent l'expression des gènes, et peuvent affecter le risque de cancer. L'objectif général de cette thèse est d'étudier l'importance des biomarqueurs du C1 dans l'étiologie de trois cancers distincts qui diffèrent dans leur force d'association avec le tabagisme. Les articles inclus dans cette thèse ont été conduits au sein de deux études prospectives : l'étude prospective européenne sur la nutrition et le cancer (EPIC) et le consortium de cohortes du cancer du poumon (LC3). Dans l'article 1, nous avons étudié la relation entre les biomarqueurs du C1 et l'incidence ainsi que le pronostic du cancer de la sphère oto-rhino-laryngée (ORL) et de l'oesophage au sein de l'étude EPIC. Nous avons observé que les sujets ayant des concentrations élevées d'homocystéine avaient un risque accru de développer un cancer de la sphère ORL. Dans l'article 2, nous avons examiné la relation entre les biomarqueurs du C1 et l'incidence ainsi que le pronostic du carcinome à cellules rénales (CCR) au sein de l'étude EPIC. Nous avons constaté que les participants ayant des concentrations de vitamine B6 élevées avaient une diminution du risque de CCR avec un effet dose-réponse ainsi qu'une amélioration de la survie post-diagnostic. Dans l'article 3, nous avons étudié si les biomarqueurs du C1 sont associés au risque de cancer du poumon au sein de l'étude LC3. Dans l'ensemble, nous avons mis en exergue une faible association inverse, sans tendance claire, entre les concentrations de vitamine B6 et de folate et le risque du cancer du poumon. La principale conclusion de nos études est que les concentrations élevées de vitamine B6 sont associées à un risque plus faible de développer un CCR, et également à un meilleur pronostic chez les patients atteints de cette pathologie. Davantage d'études sont nécessaires afin d'évaluer si la vitamine B6 exerce une influence causale sur l'étiologie et la mortalité du CCR, ou si d'autres facteurs métaboliques sont impliqués / B-vitamins and factors related to one-carbon metabolism (OCM) pathway help to maintain DNA synthesis and regulate gene expression and may affect cancer risk. The overarching aim of this thesis is to investigate the importance of OCM biomarkers in the etiology of three distinct cancer sites that differed in their strength of association with smoking. Papers included in this thesis were conducted within two prospective studies, the European Prospective Investigation into nutrition and Cancer (EPIC) study and the Lung Cancer Cohort Consortium (LC3). In paper 1, we investigated if OCM biomarkers are associated with incidence and survival of cancer of the head and neck and esophagus in the EPIC study. We observed that subjects with higher concentrations of homocysteine had increased risk of developing head and neck cancer. In paper 2, we investigated if OCM biomarkers are associated with incidence and survival of renal cell carcinoma (RCC) in the EPIC study. We observed that study subjects with elevated vitamin B6 concentrations had lower risk of RCC in a dose-response fashion and improved survival following diagnosis. In paper 3, we investigated whether OCM factors are associated with lung cancer risk in the LC3 study. Overall, we observed a weak inverse association, with no clear trend, between concentrations of vitamin B6 and folate and risk of lung cancer. The most important conclusion is that elevated vitamin B6 concentrations are associated with lower risk of developing RCC, and also better prognosis among RCC cases. Further studies are warranted to evaluate if vitamin B6 exerts a causal influence on RCC etiology and mortality, or if other metabolic factors are involved

Les proteins matricellulaires (MPs) sont des macromolécules non structurales de la matrice extracellulaire (ECM) qui sont induites de façon transitoire lors du développement, de la réparation et du remodelage tissulaire et lors de l’inflammation. L’expression des MPs peut être déclenchée par des dommages tissulaires aigus, et leur expression à long terme peut contribuer à certaines maladies chroniques. Les MPs agissent principalement pour médier les événements du remodelage tissulaire en facilitant les interactions et les signaux à partir de l’ECM vers l’environnement cellulaire avoisinant. En utilisant des données de RNA-seq provenant de deux modèles distincts de dommages rénaux, soit l’Acide Folique (FA) ou l’Obstruction Urétérale Unilatérale (UUO), nous avons analysé les profils d’expressions de plusieurs familles bien connues de MPs lors des blessures aigues et chroniques. Nous révélons de nouvelles MPs impliquées dans les dommages rénaux et présentons de nouveaux réseaux entre les membres de chaque famille de MPs, en utilisant des outils bioinformatiques. L’expression de l’ARNm de certaines MPs a été confirmée par immuno-buvardage de type Western (WB). Afin d’approfondir notre connaissance des mécanismes de réparation tissulaire et de remodelage de la matrice, nous avons choisi SMOC-2 comme MP modèle dans l’étude des carcinomes cellulaires rénaux (RCC), cancers qui présentent de fortes tendances métastatiques. Nous avons démontré que la surexpression de SMOC-2 ainsi que le traitement avec la protéine recombinante de lignées cellulaires RCC (786-O, et ACHN) induisent un profil métastatique de transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) par WB et des tests fonctionnels. Nous avons également démontré que l’inhibition de SMOC-2 par siRNA donne les résultats opposés. L’ensemble de nos travaux utilise la compréhension des patrons d’expressions temporels des MPs pour améliorer notre compréhension des mécanismes et conditions qui supportent une activation persistante dans des états pathologiques chroniques. Globalement, notre étude sur SMOC-2 offre une perspective ainsi qu’un modèle intéressant pour l’étude et la caractérisation de nouvelles MPs dans des maladies impliquant le remodelage et la réparation de la matrice. / Matricellular proteins (MPs) are non-structural ECM macromolecules induced transiently during development, tissue repair and remodeling, and inflammation. Expression of MPs can be triggered by acute tissue injury and their sustained expression can contribute to chronic disease. MPs primarily act to mediate tissue remodeling events by facilitating interactions and signals from the ECM to the surrounding cellular niche. Using published RNA-seq data from two distinct models of kidney injury, Folic Acid (FA) and Unilateral Ureteral Obstruction (UUO), we analyzed the expression profile of various members of well-known MP families during the acute and fibrotic injury phases. We reveal novel MPs implicated in renal injury and present informative networks between members of each MP family using bioinformatic tools. mRNA expression of select candidate MPs were confirmed by Western blot. To extend our understanding of translatable mechanisms in repair and matrix remodeling, we chose SMOC-2 as our MP model to study in Renal Cell Carcinoma (RCC) which has strong metastatic tendencies. SMOC-2 overexpression and recombinant protein treatment of RCC cell lines (786-O, ACHN) were shown to induce a metastatic EMT profile by Western blot analysis, supported by functional assays (proliferation, migration). Silencing SMOC-2 by siRNA showed the contrary results. Taken together, our work utilizes the understanding of temporal expression patterns of MPs to gain insight into mechanisms and conditions that support persistent activation in chronic injury states. Overall, our work with SMOC-2 provides a valuable perspective and template to approach studying and characterizing novel MPs in diseases involving pathological matrix remodeling and repair.