La migration cellulaire concerne des cellules individuelles ou bien des groupes de cellules migrant de manière collective et coordonnée. De nombreux processus physiologiques, notamment au cours du développement embryonnaire, ainsi que pathologiques, notamment lors de maladies inflammatoires ou de la formation de métastases nécessitent des mouvements cellulaire collectifs. Au cours de l'ovogénèse chez la Drosophile, un groupe de cellules, appelés cellules de bordure, migrent entre les cellules nourricières, collectivement, au sein du follicule ovarien. Ces cellules de bordure constituent un modèle de choix pour étudier les mécanismes régulant la migration collective in vivo. La migration de ce groupe de cellules est divisée en deux phases. Lors de la première moitié de migration, du début de la migration à la moitié du parcours, les cellules de bordure adoptent un mouvement linéaire, au cours duquel chaque cellule maintient sa position au sein de l'entité, et une seule et même cellule conduit le groupe vers l'avant. Ensuite, à mi-chemin, ces groupes commencent à effectuer des mouvements de rotation sur eux-mêmes pour aller atteindre l'ovocyte, permettant à n'importe quelle cellule de pouvoir mener la migration. L'objectif de ma thèse a été d'élucider les mécanismes régulant le choix entre ces deux modes de migration (linéaire et rotationnel). Le cytosquelette d'acto-myosine est un des acteurs principaux régulant la contraction cellulaire nécessaire à la motilité des cellules. Au cours de ma thèse, nous avons mis en évidence le rôle de la myosine non musculaire de type II dans le contrôle du passage d'un mouvement linéaire à rotationnel. Nos travaux démontrent que l'apparition des mouvements de rotation effectués par les cohortes de cellules de bordure est corrélée à une augmentation de l'activité de la myosine non musculaire de type II. De plus, nous avons montré que l'activité de la myosine non musculaire de type II pouvait être régulée de manière antagoniste par les récepteurs de guidance. En conclusion, mes travaux de thèse nous ont permis de démontré le rôle clé de la myosine non musculaire de type II dans l'adaptation du mode de migration au cours de mouvements collectifs des cellules de bordure. De plus nous avons identifié les facteurs régulant l'activité de la myosine non musculaire de type II. En effet, cette dernière est régulée positivement par EGFR. / In many biological processes, cells can move individually or in a coordinated and collective manner. Collective migrations are necessary during several embryo developmental processes, and pathologies such as inflammatory diseases or metastasis formation. During Drosophila oogenesis, border cells, a group of 6-10 cells, migrate in between nurse cell until the oocyte, within the egg chamber and provide a good model to study collective cell migration in vivo. Border cell migration is divided in to two phases. From the anterior pole of the egg chamber to the half of migrated distance, border cell adopt a linear movement, in which each cell maintain its position within the cluster and one leader cell drive the migration. Midway of the migration path, border cell clusters rotate to reach the oocyte. During this second phase, any cell can take the lead of the migration. The aim of my PhD research works was to identify mechanisms regulating the choice between linear and rotational movements. Acto-myosin cytoskeleton is one of the main regulators of cell contraction necessary for cell motility. Through our research, we demonstrated that non-muscle myosin II (NMII) regulate the switch between linear and rotational behaviour. These results led us to identify mechanisms regulating NMII activity during border cell migration. Border cells express two guidance receptors: PVR (Platelet-derived growth factor receptor (PDGFR) and Vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR) receptor Related) and EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor). Recent studies shown that PVR play a crucial role in the first phase and EGFR predominantly regulate the second phase of migration. Our data shows that NMII is antagonistically regulated by PVR and EGFR. Indeed, the inhibition of NMII in border cell over expressing EGFR completely blocks the rotational movement To conclude, my PhD works allow us to demonstrate the key role of NMII for the regulation of border cell migration. Moreover, we found that EGFR positively regulates NMII activity.

La migration cellulaire joue un rôle essentiel dans le développement des organismes multicellulaires et dans certaines pathologies comme le cancer, où elle permet la formation de métastases. Le trafic vésiculaire est un régulateur clé de la migration cellulaire, notamment en contrôlant la localisation de protéines impliquées dans la migration telles que les intégrines, les cadhérines et les récepteurs transmembranaires. En particulier, notre laboratoire a montré que l'endocytose contrôle l'orientation et la communication cellulaire durant la migration cellulaire collective. Notre hypothèse est que d'autres événements du trafic vésiculaire pourraient aussi être impliqués dans ce type de migration. Ainsi, le but de cette thèse a été de déterminer la fonction des petites GTPases Arf, importantes pour la formation de vésicules et le tri de cargo dans ces vésicules et de leurs régulateurs dans la migration cellulaire collective. Un modèle pour étudier la migration cellulaire collective est les chambres d’œufs de Drosophila melanogaster. En effet, lors de l’ovogénèse, des cellules folliculaires appelées cellules de bordure migrent à travers les cellules nourricières pour atteindre l’ovocyte. Conformément à notre hypothèse, un fort défaut de migration est observé lorsque les Arfs sont déplétées spécifiquement dans les cellules de bordure. De plus, un constat similaire est observé après la déplétion de certains régulateurs des Arfs (ArfGAPs et ArfGEFs). Notamment, nous avons démontré que l’ArfGAP Drongo et sa fonction d'activation de l’activité GTPase sont essentielles pour le détachement initial des cellules de bordure du tissu folliculaire. Drongo promeut le détachement en contrôlant la localisation de la myosine phosphatase afin de réguler l’activité de la myosine II à l’arrière des cellules. De plus, nous avons montré que Drongo agit sur l’Arf de classe III (Arf51F) de manière antagoniste à l’ArfGEF Steppke pour déplacer la myosine phosphatase de l’arrière du groupe de cellules. D’un autre côté, nous avons aussi démontré qu’une autre GAP, ArfGAP1, contrôle la directionnalité de migration. Cette ArfGAP agit potentiellement en régulant la localisation de certains déterminants de la migration tels que l’E-cadhérine et les récepteurs tyrosine kinase. Ainsi, nos recherches ont démontré un rôle essentiel des Arfs ainsi que des rôles spécifiques de deux ArfGAPs dans la migration cellulaire collective. / Cell migration is implicated in various important biological processes, notably it is central for the dissemination of cancer cells. Vesicular trafficking is a key regulator of cell migration, notably by controlling the localisation of proteins involved in migration such as integrins, cadherins and transmembrane receptors. In particular, our laboratory has shown that endocytosis controls orientation and cellular communication during collective cell migration. Our hypothesis is that other events of vesicular trafficking might be implicated in collective cell migration. Thus, the purpose of this thesis was to assess the function of small GTPases Arf, important for vesicle formation and cargo sorting into those vesicles, and their regulators in collective cell migration. A powerful model to study collective cell migration is the migration of follicular cells named border cells during oogenesis in Drosophila melanogaster. Border cells (BCs) detach from the follicle epithelium surrounding the egg chambers and form a small cluster of six to ten cells that migrates invasively between the giant nurse cells that compose the center of the egg chamber, toward the oocyte. Accordingly to our hypothesis, a strong migration defect is observed when the Arfs are depleted specifically in the border cells. Moreover, a similar finding is observed after depletion of some Arfs regulators (ArfGAPs and ArfGEFs). In particular, the ArfGAP Drongo and its GTPase-activating function are essential for the initial detachment of the border cell cluster from the basal lamina. We demonstrated through protein localization and genetic interactions that Drongo controls the localisation of the myosin phosphatase in order to regulate myosin II activity at the back of the cluster and promote border cells detachment. Moreover, we showed that Drongo acts on the class III Arf (Arf51F) antagonistically to the guanine exchange factor Steppke to displace myosin phosphatase from the back of the cluster. On the other hand, we have also demonstrated that the GAP ArfGAP1 controls the directionality of migration. This ArfGAP potentially acts by regulating the localization of certain determinants of migration such as E-cadherin and receptors tyrosine kinase. Thus, our research has demonstrated an essential role for Arfs in collective cell migration and specific contributions of two ArfGAPs in this migration process.

La migration cellulaire collective est importante pour divers processus biologiques, notamment le développement, la cicatrisation et les métastases dans les cancers. Dans l'ovogenèse de la drosophile, la migration des cellules de bordure (BC) reproduit des caractéristiques clés observées dans la formation des métastases, ce qui en fait un outil précieux pour comprendre la migration cellulaire collective sous forme de cluster. Au cours de la migration des BC, une structure supra-cellulaire d’actomyosine ancrée par la protéine ERM, Moesin (Moe), à la périphérie du cluster restreint la formation de protrusions aux cellules leaders, assurant ainsi une migration coordonnée. Des études récentes de notre laboratoire ont montré que la kinase Ste20 Misshapen (Msn) phosphoryle directement Moe à la périphérie du cluster, régulant ainsi la restriction des protrusions. De plus, Msn favorise la contractilité médiée par la Myosine II par un mécanisme indépendant de Moe, régulant la dynamique des protrusions et le détachement du cluster. Cependant, la régulation de l'activité et de la localisation de Msn et son rôle précis dans la contractilité demeurent incertains. Cette thèse étudie le contrôle spatial de l'activité de Msn au sein des clusters de BC, identifiant deux nouveaux mécanismes régulateurs gouvernant les niveaux et l'activation de Msn. Nous démontrons que la kinase Tao est un activateur en amont de Msn et est essentielle pour la migration des BC. D’autre part, la petite GTPase Rap2l favorise le trafic de Msn vers la voie endolysosomale. La déplétion de Rap2l augmente les niveaux de Msn en réduisant son envoie dans les endosomes tardifs pour la dégradation. De plus, nous explorons l'interaction entre Msn et la contractilité, révélant une localisation de Msn près des régions contractiles à l’intérieur du cluster. L'expression d'une forme de Msn ancrée à la membrane perturbe la localisation de la Myosine II active et entraine un arrondissement des cellules, renforçant ainsi le rôle de Msn dans la régulation de la distribution de la Myosine II active. Nos résultats suggèrent également que l'activation de Tao est nécessaire à l’implication de Msn dans la régulation de la contractilité. Dans l'ensemble, cette étude contribue de manière significative à notre compréhension de la régulation de Msn et de son rôle dans la migration des BC. Nous discutons également de la coordination possible entre les nouveaux mécanismes identifiés de régulation de Msn par Tao et Rap2l. Compte tenu de l'importance de Msn dans d'autres processus développementaux et de son implication dans la progression du cancer via ses homologues mammifères, des études futures pourraient révéler des mécanismes de régulation conservés avec de potentielles applications thérapeutiques dans le cancer. / Collective cell migration is crucial for various biological processes, including development, wound healing, and cancer metastasis. In Drosophila oogenesis, the migration of border cells (BC) recapitulates key features observed in cancer metastasis, serving as a valuable tool for understanding collective cell migration as a cluster. During BC migration, a supracellular actomyosin structure anchored by the ERM protein, Moesin (Moe), at the cluster periphery restricts protrusion formation to the leader cells, ensuring coordinated migration. Recent research from our lab has shown that the Ste20 kinase Misshapen (Msn) directly phosphorylates Moe at the cluster's periphery, thereby regulating protrusion restriction. Additionally, Msn promotes Myosin II-mediated contractility through a Moe-independent mechanism, regulating protrusion dynamics and cluster detachment. However, the regulation of Msn activity and localization and its precise role in contractility remains elusive. This thesis investigates the spatial control of Msn activity within BC clusters, identifying two novel regulatory mechanisms governing Msn levels and activation. We demonstrate that the kinase Tao is an upstream activator of Msn and is essential for BC migration. Conversely, the small GTPase Rap2l promotes the trafficking of Msn to the endolysosomal pathway. Depletion of Rap2l increases Msn levels by reducing its trafficking into late endosomes for degradation. Additionally, we explore the interplay between Msn and contractility, revealing Msn localization near contractile regions within the cluster. Expressing a membrane-tethered Msn variant disrupts active Myosin II localization and triggers cell rounding, reinforcing Msn's role in regulating active Myosin II distribution. Our findings also suggest that Tao activation is required for Msn's involvement in contractility regulation. Overall, this research significantly contributes to our comprehension of Msn's regulation and its role in promoting BC migration. We further discuss the possible coordination between the newly identified regulatory mechanisms of Msn by Tao and Rap2l. Considering Msn’s significance in other developmental processes and its implication in cancer progression through its mammalian counterparts, future studies may unveil conserved regulatory mechanisms with potential therapeutic applications in cancer.