Les connaissances actuelles en pathologie hépatique suggèrent que HCV n'est pas directement oncogénique mais expose les patients au risque de cancer du foie dans un contexte inflammatoire associé à une réponse UPR (Unfolded Protein Response) et une régénération hépatique. La nétrine-1, le ligand canonique de la famille des DRs (Récepteurs à dépendance), est une protéine anti-apoptotique impliquée dans le développement, l'inflammation et la tumorigenèse. Les DRs induisent l'apoptose en absence de leurs ligands. A ce jour, il n'existe aucune donnée reliant le concept de DR et les virus oncogènes. Au cours de ma thèse, j'ai contribué à démontrer que la fonctionnalité des DRs était altérée au cours de l'infection par HCV in vitro et in vivo. Nous avons montré que la surexpression de la nétrine-1 augmente l'infectivité des virions et promeut leur entrée via l'activation et la diminution du recyclage de l'EGFR. De son coté, HCV augmente l'expression de la nétrine-1 suite à l'activation de l'épissage de son ARN pré-messager. Nous avons aussi montré que l'expression du récepteur à la nétrine-1, UNC5A, était diminuée au cours de l'infection suite à des diminutions transcriptionnelle et traductionnelle. Dans ce cadre, la nétrine-1 joue le rôle de facteur proviral en inhibant une potentielle voie de signalisation antivirale induite par le récepteur UNC5A non lié. Nous avons ensuite voulu savoir quelles conséquences cette surexpression de nétrine-1 pourrait avoir en physiopathologie hépatique en contexte non infectieux. Un stress du RE (Réticulum Endoplasmique) est observé au cours de l'infection par HCV. Le stress du RE entraîne l'activation de la réponse UPR qui induit l'apoptose médiée par la DAPK1 en cas de stress prolongé. Le fait que le récepteur UNC5B active aussi l'apoptose via l'activation de la DAPK1 nous a conduit à étudier l'implication de la nétrine-1 dans la survie cellulaire au cours de la réponse UPR en contexte hépatique. Nous avons démontré à la fois in vitro et in vivo que l'expression de la nétrine-1 pourrait protéger les cellules contre l'apoptose induite par la réponse UPR suite à sa liaison aux récepteurs UNC5A et C qui entraîne l'inhibition de la DAPK1. De nombreuses études ont également reporté des rôles de la nétrine-1 dans l'inflammation et la néoangiogenèse. Nous avons montré que la nétrine-1 inhibe la migration transendothéliale hépatique des PBMCs (Peripheral Blood Mononucleated Cells) et accélère la tubulogenèse des cellules endothéliales intrasinusoïdales hépatiques. Dans leur ensemble, mes travaux de thèse suggèrent que la nétrine-1 via ses récepteurs UNC5s joue des rôles délétères en pathophysiologie hépatique favorables à la persistance virale et à la résistance à la mort cellulaire / Current knowledge in hepatic pathology suggests that HCV is not directly oncogenic but puts patients at risk for liver cancer in a context associated with a chronic inflammation, UPR (Unfolded Protein Response) and liver regeneration. Netrin-1, the canonical ligand of the DR (Dependence Receptor) family, is an antiapoptotic secreted factor implicated in development, cancer and cancer-associated inflammatory diseases. DRs induce cell death when unbound. No data linking the DR system to oncogenic viruses are available to date. During the first part of my PhD, I contributed to demonstrate that HCV infection alters DR functionality both in vitro and in vivo. We found that Netrin-1 conditions HCV virion infectivity and promotes virion entry by increasing the activation and decreasing the recycling of the EGFR. In turn, HCV increases Netrin-1 expression through enhanced Netrin-1 pre-mRNA splicing. The Netrin-1 UNC5A receptor expression was decreased upon HCV infection through diminished transcription and translation. In this setting, Netrin-1 acts as a proviral factor by inhibiting a putative antiviral signaling pathway conveyed by the unbound UNC5A receptor. In this context, we wanted to determine what consequences such Netrin-1 up-regulation could induce in non-infectious hepatic pathophysiology. Chronic ER (endoplasmic reticulum) stress is observed during HCV infection. ER stress leads to UPR activation which triggers apoptosis via DAPK1 activation upon prolonged stress. The fact that the UNC5B receptor induces apoptosis through DAPK1 activation led us to investigate Netrin-1 implication in cell survival upon UPR in the liver. During the second part of my PhD, I have demonstrated both in vitro and in vivo in mice that Netrin-1 translation during UPR could protect cells against UPR-related cell death after binding to UNC5A and C, in a DAPK1-mediated fashion. Several studies have also identified Netrin-1 roles in inflammation and neo-angiogenesis. We found that Netrin-1 inhibits hepatic transendothelial migration of PBMCs (Peripheral Blood Mononucleated Cells) and accelerates tubulogenesis of liver sinusoidal endothelial cells. Netrin-1’s role in a hepatic inflammation and neoangiogenesis, both events being tightly associated with viral hepatitis, remains to be thoroughly elucidated. Altogether, our results suggest that Netrin-1 plays UNC5-dependent deleterious roles in hepatic pathophysiology, leading to viral persistence as well as resistance to cell death

<p>Cell transformation by the Src tyrosine kinase is characterized by extensive changes in gene expression. Previous studies have indicated that many of these changes are dependent on the activity of transcription factors belonging to the AP-1, STAT and Ets families. This study took advantage of transformation-deficient and temperature sensitive mutants of the Rous sarcoma virus to characterize transformation-induced patterns of gene expression of two primary cell types, chicken embryo fibroblasts (CEF) and chicken neuroretina (CNR). In these cells, v-Src alters the expression of up to 6% of the protein coding genes. Comparison of this program with independent breast carcinoma data sets identified a group of 42 v-Src inducible genes associated with reduced disease-free survival. Pathway and ontological analyses of the genes differentially regulated by transformation in CEF and CNR indicated a generalized program of de-differentiation induced by Src.</p> <p>To investigate the role of AP-1 inSrc-mediated transformation, a gene profiling study was conducted to characterize the transcriptomes of v-Src-transformed CEF expressing the <em>Jun</em> dominant-negative allele or the <em>JunD</em> short-hairpin RNA (shRNA). Microarray data analysis indicated a cluster of 18 co-regulated probe-sets activated in v-Src-transformed CEF with repressed AP-1 activity but not activated in normal CEF or CEF transformed only by v-Src. One gene, <em>death-associated protein kinase 1</em> (<em>DAPK1</em>), is a C/EBPβ-regulated mediator of apoptosis in IFN-γ-induced cell death. Inhibition of DAPK1 abrogated cell-death in v-Src-transformed CEF expressing the JunD shRNA and expression of DAPK1 was dependent on C/EBPβ but antagonized by AP-1. Chromatin immunoprecipitation indicated that C/EBPβ, but not JunD, is recruited to the DAPK1 promoter. In conclusion, JunD promotes survival by indirectly antagonizing C/EBPβ-dependent expression of DAPK1.</p> / Doctor of Philosophy (PhD)

Le suppresseur de tumeur p53 permet à la cellule de se défendre contre différentes formes de stress. Il joue un rôle de barrière s'opposant à la tumorigenèse: en effet la perte de p53 chez la souris prédispose grandement ces animaux à développer des tumeurs; de même le locus p53 est inactivé dans près de 50% des tumeurs humaines. p53 constitue un facteur de transcription qui se lie à des séquences particulières de l'ADN et active l'expression des gènes adjacents. L'expression orchestrée de ces gènes conduit, directement ou indirectement et suivant le contexte cellulaire, soit à la mort de la cellule soit à l'inhibition de la division cellulaire. Les mécanismes moléculaires médiant ces deux activités biologiques essentielles de p53, de même que les mécanismes influençant le choix de la réponse cellulaire, sont encore mal compris. L'importance de p53 dans ce choix reste également à démontrer. Afin de contribuer à la compréhension de ces mécanismes, le modèle murin déficient pour Mdm4, un régulateur négatif de l'activité de p53, a été choisi. L'inactivation de Mdm4 chez la souris conduit en effet à l'activation ectopique de p53 in vivo et l'induction de deux types de réponse: apoptose dans le neuroépithélium et arrêt de la prolifération cellulaire dans les tissus non neuronaux. Le profil d'expression des gènes dans les tissus neuronaux et non neuronaux a donc été comparé entre embryons de souris sauvage et mdm4-/- par la technique d'hybridation de biopuces à ADN. Les résultats obtenus suggèrent que le type de réponse dépend du type cellulaire et non de p53 lui-même. En effet les profils d'expression des gènes dans les tissus neuronaux (conditions d'apoptose) et non neuronaux (conditions d'arrêt de la prolifération cellulaire) chez l'embryon de souris mdm4-/- sont comparables. Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à deux nouveaux gènes dont l'expression est augmentée dans les embryons mdm4-/-. Dans un premier temps, leur induction transcriptionnelle chez l'embryon de souris mdm4-/- a été confirmée par différentes techniques et il a été vérifié qu'ils constituaient tous deux des cibles directes de p53 induites suite à un stress génotoxique. Le premier gène code Dapk1, une protéine suppresseur de tumeur pro-apoptotique présentant une activité de type sérine/thréonine kinase. Ce travail a permis d'établir que Dapk1 participait à une boucle de rétroaction du contrôle de l'activité de p53. Le deuxième gène identifié code la protéine Ptprv, un récepteur transmembranaire présentant une activité de type tyrosine phosphatase. En vue d'étudier la signification physiologique de l'induction transcriptionnelle de ptprv suite à l'activation de p53, des expériences effectuées à partir de matériel biologique issu de souris déficientes pour Ptprv ont été réalisées. Ces expériences confirment le rôle essentiel de Ptprv comme médiateur de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G1 induit par p53 suite à un stress génotoxique, à la fois in vitro et in vivo. Par contre, Ptprv ne semble pas influencer l'apoptose induite suite à l'activation de p53. Ce travail a également permis d'établir le rôle essentiel de Ptprv dans la suppression de tumeurs induites chez la souris par activation constitutive de l'oncogène Ras.

Le manque de protéine soluble est souvent un obstacle à la caractérisation structurale des protéines. Une approche courante pour surmonter cela consiste à isoler des domaines protéiques en utilisant des méthodes itératives de création et analyse de constructions. Autrement des banques d'ADN, contenant toutes les constructions possibles d'une même protéine, peuvent être crée par troncation enzymatique et testée à la fois pour l'expression et la solubilité de celle-ci. Dans ce projet, la nouvelle méthode d'Expression des Protéines Solubles par Troncation Aléatoire Incrémentielle (ESPRIT) a été utilisée pour explorer la définition des domaines protéiques. Des protéines kinases multidomaines qui avaient échoué surexpression solubles ont été choisies pour leur intérêt biologique. La méthode a d'abord été optimisée pour améliorer la qualité et l'efficacité des banques permettant un meilleur traitement de la diversité générée. Elle a ensuite été appliquée à une protéine kinase modèle DAPK1, à partir de laquelle une définition précise de domaine a été démontrée. Le criblage des constructions a ainsi permis l'identification de protéines plus stables, et cristallisation des constructions dans les conformations alternatives. La méthode a aussi été appliquée pour identifier des variants solubles du complexe DAPK1 et son partenaire la calmoduline, permettant de mettre en évidence un domaine d'interaction minimal, plus petit que celui décrit auparavant. Alors que plusieurs tentatives pour obtenir le domaine catalytique kinase de IKKb avaient échoué, des criblages additionnels sur cette protéine avec cette méthode ont permis d'identifier des domaines de régulation solubles et fonctionnels in vivo. Enfin, il a été démontré que des constructions du domaine catalytique de p110b, faiblement exprimées dans E.coli, pouvaient être exprimées solubles dans des cellules d'insectes avec des rendements plus importants.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Cardiovascular disease is the number one cause of death for Americans. New treatments are needed for serious conditions like atherosclerosis, as it can lead to stroke and heart attack. Many types of cells contribute to the progression of cardiovascular disease, including smooth muscle cells that comprise the middle layers of arteries. Inappropriate growth and migration of smooth muscle cells into the lumen of arteries has been implicated in vascular diseases. Death associated protein kinase (DAPK) is a protein that has been found to regulate the survival and migration of cancer cells, but has not been well characterized in vascular cells. The objective of this work was to determine the signaling pathways that DAPK regulates in smooth muscle cells. These studies have focused on smooth muscle cells isolated from human coronary arteries (HCASM cells). We have determined that HCASM cells depleted of DAPK exhibit more rapid migration, showing that DAPK negatively regulates migration of vascular cells. Results from a focused RT-PCR array identified matrix metalloproteinase 9 (MMP9) as a gene that is increased in cells depleted of DAPK. MMP9 is an important enzyme that degrades collagen, a component of the extracellular matrix through which smooth muscle cells migrate during atherosclerosis. We found that DAPK regulates phosphorylation of the NF-kappa B transcription factor p65 at serine 536, a modification previously found to correlate with increased nuclear levels and activity of p65. In DAPK-depleted HCASM cells, there was more phosphorylation of p65, which causes increased MMP9 promoter activity. Additional experiments were conducted using transgenic mice in which the DAPK gene has been deleted. By studying these mice, we have determined that under some circumstances DAPK augments maximal MMP9 levels in mouse carotid arteries which have been injured by ligation surgery via other signaling pathways. MMP9 has been previously implicated as a protein that promotes vascular diseases such as atherosclerosis. Our research in identifying DAPK as a regulator of MMP9 expression identifies a new target for treatment of vascular diseases like atherosclerosis.

Le suppresseur de tumeur p53 permet à la cellule de se défendre contre différentes formes de stress. Il joue un rôle de barrière s'opposant à la tumorigenèse: en effet la perte de p53 chez la souris prédispose grandement ces animaux à développer des tumeurs; de même le locus p53 est inactivé dans près de 50% des tumeurs humaines.<p>p53 constitue un facteur de transcription qui se lie à des séquences particulières de l'ADN et active l'expression des gènes adjacents. L'expression orchestrée de ces gènes conduit, directement ou indirectement et suivant le contexte cellulaire, soit à la mort de la cellule soit à l'inhibition de la division cellulaire.<p>Les mécanismes moléculaires médiant ces deux activités biologiques essentielles de p53, de même que les mécanismes influençant le choix de la réponse cellulaire, sont encore mal compris. L'importance de p53 dans ce choix reste également à démontrer.<p>Afin de contribuer à la compréhension de ces mécanismes, le modèle murin déficient pour Mdm4, un régulateur négatif de l'activité de p53, a été choisi. L'inactivation de Mdm4 chez la souris conduit en effet à l'activation ectopique de p53 in vivo et l'induction de deux types de réponse: apoptose dans le neuroépithélium et arrêt de la prolifération cellulaire dans les tissus non neuronaux. Le profil d'expression des gènes dans les tissus neuronaux et non neuronaux a donc été comparé entre embryons de souris sauvage et mdm4-/- par la technique d'hybridation de biopuces à ADN. Les résultats obtenus suggèrent que le type de réponse dépend du type cellulaire et non de p53 lui-même. En effet les profils d'expression des gènes dans les tissus neuronaux (conditions d'apoptose) et non neuronaux (conditions d'arrêt de la prolifération cellulaire) chez l'embryon de souris mdm4-/- sont comparables.<p><p>Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés à deux nouveaux gènes dont l'expression est augmentée dans les embryons mdm4-/-. Dans un premier temps, leur induction transcriptionnelle chez l'embryon de souris mdm4-/- a été confirmée par différentes techniques et il a été vérifié qu'ils constituaient tous deux des cibles directes de p53 induites suite à un stress génotoxique.<p>Le premier gène code Dapk1, une protéine suppresseur de tumeur pro-apoptotique présentant une activité de type sérine/thréonine kinase. Ce travail a permis d'établir que Dapk1 participait à une boucle de rétroaction du contrôle de l'activité de p53.<p>Le deuxième gène identifié code la protéine Ptprv, un récepteur transmembranaire présentant une activité de type tyrosine phosphatase. En vue d'étudier la signification physiologique de l'induction transcriptionnelle de ptprv suite à l'activation de p53, des expériences effectuées à partir de matériel biologique issu de souris déficientes pour Ptprv ont été réalisées. Ces expériences confirment le rôle essentiel de Ptprv comme médiateur de l'arrêt du cycle cellulaire en phase G1 induit par p53 suite à un stress génotoxique, à la fois in vitro et in vivo. Par contre, Ptprv ne semble pas influencer l'apoptose induite suite à l'activation de p53. Ce travail a également permis d'établir le rôle essentiel de Ptprv dans la suppression de tumeurs induites chez la souris par activation constitutive de l'oncogène Ras.<p> / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished