Ce manuscrit présente une étude des cinétiques de réactions ligand-récepteur sur des surfaces en regard, fondée sur l'utilisation de particules magnétiques colloïdales. Notre démarche repose sur la mesure de cinétiques de formation de doublets indépendants de particules, déclenchée par l'application d'un champ magnétique. Ces mesures sont directement reliées aux constantes cinétiques du couple ligand-récepteur à la surface des particules magnétiques. En considérant le couple streptavidine-biotine, nous avons validé notre approche et mis en évidence une source de variabilité des constantes d'association en surface : le degré de confinement des réactifs sur les surfaces. Pour les configurations les plus rapides, nous avons appréhendé la constante d'association comme limitée par des processus de diffusion, associés à la dynamique des particules colloïdales. Pour les configurations les plus lentes, où les réactifs sont les plus confinés en surface, le ralentissement observé est attribué à une diminution de l'efficacité des rencontres entre réactifs. Nous avons également étudié la cinétique d'association entre cadhérines, molécules directement impliquées dans l'adhésion cellulaire. Nous avons mis en évidence l'influence des conditions de contact sur l'état d'adhésion entre cadhérines. Pour les deux états d'adhésion « profonds » observés, nous avons mesuré une constante cinétique d'association plus lente que celle de l'interaction streptavidine-biotine.

Les vésicules géantes sont souvent utilisées comme modèles des membranes cellulaires. On a ici examiné :<br />1. leur adhésion spécifique via deux « colles moléculaires » :<br />– colle faible : fragments terminaux EC12 de E-cadhréine. Cette protéine<br />est impliquée dans la formation de tissus et dans de nombreux phénomènes<br />cancéreux. L'analyse statistique de l'adhésion bicouche supportée/vésicule<br />décorées par EC12 montre qu'existe une adhésion faible sensible au calcium et à une mutation des fragments ;<br />– colle forte : couple streptavidine/biotine. Lors de l'adhésion sur une bi-couche supportée, la tension de la vésicule joue fortement sur la morphologie du contact et sa cinétique.<br />2. la dynamique de pores transitoires (dus à une mise sous tension par éclairement<br />intense), en présence de tensioactif capable de s'insérer à leur bord. La tension de ligne en fonction de la concentration en tensioactif est un isotherme 1D, analysé en termes d'excès de ligne et d'énergie d'adsorption du tensioactif.

Les autotransporteurs monomériques représentent le système de sécrétion le plus simple et le plus utilisé chez les bactéries à Gram négatif. Les autotransporteurs monomériques sont des protéines modulaires qui contiennent toute l’information pour leur sécrétion dans leur séquence. Les phénotypes associés à l’expression d’un autotransporteur peuvent être très variés et, souvent, les autotransporteurs sont des protéines multifonctionnelles. C’est le cas notamment des autotransporteurs AIDA-I, TibA et Ag43 d’Escherichia coli qui promouvoient l’adhésion et l’invasion de cellules épithéliales, l’auto-agrégation des bactéries et la formation de biofilm. Ces trois autotransporteurs ont d’ailleurs été regroupés dans une même famille, appelée les autotransporteurs auto-associatifs (SAATs). À cause de leur fonctionnalité, les SAATs sont considérés comme étant d’importants facteurs de virulence d’Escherichia coli. Toutefois, il existe plusieurs différences entre les SAATs qui ne sont pas bien comprises, si bien que leur rôle pour les bactéries n’est toujours pas bien compris. Nous avons donc d’abord caractérisé TibA, le membre des SAATs le moins bien étudié à l’aide d’une étude structure-fonction. Nous avons observé que TibA était une protéine modulaire et que son domaine fonctionnel était composé de deux modules : un module d’auto-agrégation en N-terminal et un module d’adhésion en C-terminal. En comparant nos résultats avec ceux obtenus pour les autres SAATs, nous avons réalisé que l’organisation des trois SAATs était très variée, c’est-à-dire que les trois SAATs sont composés de modules différents. Nous avons par ailleurs observé cet arrangement en modules lorsque nous avons analysé plusieurs séquences d’aidA, suggérant qu’un mécanisme d’échange et d’acquisition de modules était à la base de l’évolution des SAATs. Sans surprise, nous avons aussi observé que la famille des SAATs ne se limitait pas à AIDA-I, TibA et Ag43 et ne se limitait pas à Escherichia coli. La comparaison a aussi révélé l’importance du phénotype d’auto-agrégation dans la fonctionnalité des SAATs. Nous avons donc entrepris une étude du mécanisme d’auto-agrégation. Nos résultats on montré que l’auto-agrégation était le résultat d’une interaction directe SAAT/SAAT et ont mis en évidence un mécanisme similaire à celui utilisé par les cadhérines eucaryotes. De plus, nous avons observé que, comme les cadhérines, les SAATs étaient impliqués dans des interactions homophiliques; un SAAT interagit donc spécifiquement avec lui-même et non avec un différent SAAT. Finalement, les SAATs font parties des quelques protéines qui sont glycosylées chez Escherichia coli. Nous avons déterminé que le rôle de la glycosylation de TibA était de stabiliser la protéine et de lui donner la flexibilité nécessaire pour moduler sa conformation et, ainsi, être pleinement fonctionnelle. Globalement, nos résultats suggèrent que les SAATs sont des molécules « cadhérines-like » qui permettent la reconnaissance de soi chez les bactéries. Une telle habilité à discriminer entre le soi et le non-soi pourrait donc être utilisée par les bactéries pour organiser les communautés bactériennes. / Autotransporters are versatile virulence factors of Gram-negative bacteria and use one of the simplest and most widespread secretion system in bacteria. The name autotransporter originate from the observation that all the information needed for the secretion of the protein is encoded in its own sequence, meaning that autotransporters do not need a specialized secretion apparatus. Many autotransporters are multifunctional proteins and can perform a large variety of functions. The self-associating autotransporters (SAATs), represented by AIDA-I, TibA and Ag43, are such multifunctional proteins and can mediate the adhesion and invasion of epithelial cells, the auto-aggregation of bacteria and the formation of biofilm. Because of these functionalities, SAATs are considered important virulence factors of Escherichia coli. However, there are many differences between the SAATs and we still do not know their exact role for the bacteria. Therefore, we have realized a structure-function study of TibA, the least studied SAAT. Our study showed that TibA is a modular protein and that the functional domain of TibA is composed of two modules: an N-terminal module responsible for auto-aggregation and a C-terminal module responsible for adhesion. Our results showed that the organization of AIDA-I, TibA and Ag43 is different and that the SAATs represent different assemblies of modules. We also observed the modular organization when we analyzed various sequence of aidA, suggesting that the SAATs have evolved by a mechanism of domain shuffling. Not surprisingly, we have found new SAATs in Escherichia coli and in other proteobacteria. Our results also highlighted the importance of auto-aggregation in the functionality of the SAATs. We therefore assessed the mechanism of SAAT-mediated auto-aggregation of bacteria. Our results showed that SAATs mediate auto-aggregation of bacteria through direct SAAT/SAAT interactions and that these interactions were reminiscent of the interactions made by cadherin molecules in eukaryotes. We further observed that the SAATs were involved in homophilic interactions, as it is the case with cadherin molecules. SAATs are part of the few proteins that are glycosylated in Escherichia coli. We therefore characterized the glycosylation of TibA and found that glycosylation of TibA stabilized the protein and allowed the protein to modulate its conformation, resulting in a fully functional protein. Taken together, our results suggest that the SAATs may be cadherin-like molecules by bacteria in order to discriminate between self and non-self. Such an ability to discriminate self from non-self is rarely evoked in bacteria, but could play a role in the organization of multicellular communities.

L’adrénomédulline (AM) est un des principaux facteurs de croissance impliqués dans la formations de nouveaux vaisseaux. L’AM est responsable de la formation de jonctions adhérentes stables entre cellules endothéliales vasculaires via le maintien d’un état déphosphorylé du complexe d’adhésion VE-cadhérine/caténines. La phosphorylation de tyrosines est un évènement régulé par un équilibre entre protéine tyrosine kinases et protéine tyrosine phosphatases (PTP). Peu de choses sont encore connues sur le rôle des PTPs dans les voies de signalisation de l’AM au niveau des cellules endothéliales. La SHP2 a été décrite comme étant capable de déphosphoryler le complexe d’adhésion. Son association avec la β-caténine lui permet de contrôler le niveau de phosphorylation du complexe et de maintenir l’association entre VE-cadhérine et caténines. Nous avons ainsi émis l’hypothèse selon laquelle l’AM puisse agir sur la SHP2 permettant ainsi le contrôle de la formation du complexe d’adhésion VE-cadhérine-β-caténine. Nos travaux ont mis en évidence une augmentation de l’activation de la SHP2 induite par l’AM dans les cellules endothéliales entrainant sa localisation au niveau de la membrane et la stabilisation de l'adhésion cellulaire induite par la VE-cadhérine en réduisant le niveau de phosphorylation de cette dernière. Le blocage de la SHP2 entraine des effets opposés avec une inhibition de la déphosphorylation induite par l’AM de la VE-cadhérine sur les tyrosines 731 et 658. En résumé, l’AM régule l’activité de la SHP2 via sa phosphorylation sur la tyrosine 542 ce qui entraine une stabilisation des contacts cellules-cellules via une diminution de la phosphorylation de la VE-cadhérine. / Adrenomedullin (AM) is one of the main factors in the formation of tumor neo-vessels. It's responsible for stable adherent junction formation between vascular endothelial (VE) cells by maintaining VE-cadherin/catenins adhesion complex in a dephosphorylated status. Indeed, AM blockade induces phosphorylation of VE-cadherin in tyrosine 731, which is followed by disruption of VE-cadherin-mediated cell-cell contacts of endothelial cells (ECs), thereby leading to EC adhesion loss and tumor vessels disruption. Tyrosine phosphorylation events are controlled by the balance of activation of protein tyrosine kinases and protein tyrosine phosphatases (PTPs). Little is known about the role of endogenous PTPs in AM signaling in ECs. SHP2 is capable of dephosphorylating the complex. Its association with β-catenin allows it to control the dephosphorylated steady state of the complex and to maintain the VE-cadherin/β-catenin association. To study the mechanism of AM on the inter-endothelial junction stabilization, we hypothesized that AM may act on SHP2 allowing a control upon formation of VE-cadherin-β-catenin complex. In this study, we found that SHP2 activity is markedly increased by AM. In ECs, AM-induced phospho-SHP2 Y542 activity to localize at the human umbilical vein endothelial cell membrane and stabilizes VE-cadherin-mediated cell-cell adhesions by reducing VE-cadherin tyrosine phosphorylation. SHP2 inhibition causes opposite effects with inhibiting AM-induced dephosphorylation of VE-cadherin at Y731 and Y658. In summary, AM regulates SHP2 activity through phosphorylation of Y542, which stabilizes cell-cell adhesions through reducing tyrosine phosphorylation of VE-cadherin.

Le facteur de transcription homéotique Cdx2 est un suppresseur de tumeurs et son expression est réduite de manière hétérogène dans les tumeurs coliques. Or, le cancer colorectal demeure un problème de santé publique par sa fréquence et sa gravité. Au travers de 3 sous-projets, cette thèse visait à comprendre le mode d’action de Cdx2. Premièrement, la cadhérine Mucdhl a été identifiée et caractérisée en tant que nouvelle cible de Cdx2 : Mucdhl inhibe la croissance des cellules cancéreuses coliques et s’oppose à l’activité de la -caténine. Deuxièmement, un effet inattendu de Cdx2 sur le cytosquelette et la rigidité cellulaire a été montré. Ceci pourrait expliquer comment Cdx2 intervient dans l’organisation structurale des entérocytes ou la migration. En parallèle, une lignée cellulaire rapportrice de l’expression de Cdx2 a été créé qui, après validation, sera un outil précieux pour l’étude des mécanismes moléculaires qui conditionnent l’hétérogénéité tumorale. Par la mise en évidence de nouvelles fonctions et cibles de Cdx2, cette thèse permet de mieux appréhender son rôle physiologique et son action de suppresseur de tumeurs dans l’intestin. / Colorectal cancer is a major public health problem because of its frequency and propensity to metastasize. Cdx2 plays the role of a tumor suppressor and its expression is frequently but heterogeneously reduced in colon tumors. Through three sub-projects, this thesis aimed to better understand the mode of action of Cdx2. First, the Cadherin Mucdhl was identified and characterized as a new direct target gene of Cdx2. Mucdhl was also shown to inhibit the growth of colon cancer cells and to oppose -catenin activity. Second, an unexpected effect of Cdx2 on the cell cytoskeleton and rigidity of a cancer cell monolayer was uncovered. This gives new clues about how Cdx2 contributes to the structural organization and differentiation of enterocytes but also nhibits cell migration. In parallel, a reporter cell line for Cdx2 expression was created. After its validation, this cell line will be a precious tool to study the molecular mechanisms underlying tumor heterogeneity in vivo. Altogether, this thesis unraveled new functions and target genes of Cdx2 that permit to better apprehend its physiological function and its action as a tumor suppressor in the intestine.

Dans de nombreuses pathologies digestives dont les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI), l'intégrité de la barrière épithéliale est rompue. Cette perte d'intégrité est notamment due à la réduction ou la perte d'expression des jonctions adhérentes composées du complexe E-cadhérine/caténines. Il est donc important d'identifier de nouvelles molécules capables de réguler ce complexe dans les MICI. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéréssés à une levure non pathogène, Saccharomyces boulardii (Sb) utilisée dans la prévention et le traitement de désordres gastro-intestinaux et qui présente des bénéfices thérapeutiques chez les patients atteints de MICI, notamment en régulant l'intégrité de la barrière intestinale. L'étude que nous avons réalisée sur des explants tissulaires provenant de patients atteints de MICI nous a permis de mettre en évidence que le surnageant de Sb (Sbs) protège la morphologie tissulaire et maintient l'expression de la E-cadhérine à la membrane. In vitro nous avons également pu montrer que Sbs accélère la ré-expression de la E-cadhérine à la membrane en régulant son recyclage par les endosomes (Rab11A), entrainant ainsi la restauration et le renforcement de la barrière épithéliale intestinale. / Some intestinal pathologies including inflammatory bowel disease (IBD) are associated with an altered barrier function. The reduction or the lost of adherens junctions composed by E-cadherin/catenins complex are linked to changes in the barrier integrity. Characterization of molecules targeting the E-cadherin/catenins complex during IBD is crucial for the development of alternative therapies. From this perspective, we focus ours studies on a non pathogenic yeast, Saccharomyces boulardii, used to prevent and treat gastro-intestinal disorders and may have beneficial effects in IBD treatment, including the regulation of barrier integrity. Ours studies on colonic explants from IBD patients showed that Sb supernatant (Sbs) protects epithelial morphology and maintains E-cadherin expression at the cell surface. In vitro study pointed out that Sbs accelerated the recovery of E-cadherin at the cell membrane. This process involved the modulation of the recycling of E-cadherin by endosomes (Rab11A), leading to restoration and strengthening of intestinal barrier function.

L’obstruction des vaisseaux est responsable d’ischémie tissulaire dans différents territoires périphériques, cardiaques et cérébraux. Un des mécanismes d’adaptation du tissu à l’ischémie est la formation de néo-vaisseaux. Plusieurs données récentes mettent en évidence un rôle de la voie de signalisation Wnt/Frizzled (Fzd) dans le développement vasculaire. Le travail de cette thèse s’est focalisé sur l’étude du récepteur Frizzled7 (Fzd7) et de son rôle dans la formation des vaisseaux. Le modèle des corps embryoïdes, un modèle de différenciation des cellules souches embryonnaires vers le phénotype endothélial, nous a permis de démontrer que Fzd7 était exprimé au cours des différentes étapes de différenciation endothéliale. Des études sur des cellules endothéliales matures nous ont permis de montrer que Fzd7 régulait différentes propriétés des cellules endothéliales dont la migration et la formation de tubes endothéliaux, mais pas la prolifération. De plus, Fzd7 participe à la stabilité des jonctions cellulaires en interagissant avec la VE-cadhérine. Concernant les mécanismes moléculaires mis en jeu par Fzd7, nous avons pu montrer que celui-ci était capable d’activer la voie Wnt/PCP via la phosphorylation de la protéine JNK. Enfin, une étude in vivo dans le modèle du poisson Zèbre, nous a permis de mettre en évidence un rôle de Fzd7 dans la formation des vaisseaux intersomitiques. La deuxième partie de ce travail concerne le rôle de la voie Wnt/Fzd dans les propriétés angiogèniques des cellules souches mésenchymateuses (CSM). L’objectif de cette étude était de définir comment les CSM participaient à la formation des vaisseaux et si le système Wnt/Frizzled était nécessaire. Nous avons pu montrer que sFRP1, un modulateur de la voie Wnt, améliore la fonction cellulaire des CSM et contribue à la maturation des néo-vaisseaux. De plus, nous avons pu montrer que les CSM implantées dans un modèle d’ischémie du membre inférieur amélioraient la réponse angiogénique lorsque celles-ci étaient préconditionnées en hypoxie. Nous avons mis en évidence le rôle de Wnt4 dans ce processus. / The obstruction of the vessels is responsible for ischemia in various outlying areas, heart and brain. One of the mechanisms of tissue adaptation to ischemia is the formation of neo-vessels. Several recent data show a role of Wnt/Frizzled (Fzd) pathway in vascular development.The work of this thesis focused on the study of receptor Frizzled7 (Fzd7) and its role in vessel formation. Using the model of embryoid bodies, a model of embryonic stem cell differentiation toward the endothelial lineage, we demonstrated that Fzd7 was expressed during different stages of endothelial cell differentiation. Studies on mature endothelial cells have shown that Fzd7 regulates endothelial cells properties including migration and endothelial tube formation but not proliferation. In addition, Fzd7 participates in the stability of cell junctions by interacting with VE-cadherin. Regarding the molecular mechanisms involved in Fzd7 signalling, we could show that this receptor was capable of activating the Wnt/PCP pathway via phosphorylation of JNK protein. Finally, an in vivo study in zebrafish model, allowed us to highlight a role of Fzd7 in intersomitic vessel formation.The second part of this work concerns the role of the Wnt/Fzd pathway in the angiogenic properties of mesenchymal stem cells (MSC). The objective of this study was to determine how CSM participated in vessel formation and if the Wnt/Frizzled pathway was necessary. We show that sFRP1, a modulator of the Wnt pathway, improves cellular function of MSCs and contributes to the maturation of neo-vessels. In addition, we have shown that MSCs implanted in a model of lower limb ischemia improved the angiogenic response when they were preconditioned by hypoxia. We have highlighted the role of Wnt4 in this process.

L'éminence ganglionnaire médiale (MGE) produit la grande majorité des interneurones GABAergiques corticaux synthétisant la parvalbumine. Les neuroblastes issus de la MGE migrent sur une longue distance avant d'atteindre leur destination finale. A ce jour, on ne sait pas s'il existe des mécanismes moléculaires les guidant vers des régions corticales données. Je montre que deux protéines apparentées aux cadhérines, cdhr23 et cdhr15, ont un rôle déterminant dans le développement d'interneurones du cortex auditif et de manière spécifique. Chez la souris et le macaque, ces deux protéines sont co-synthétisées par des neuroblastes issus de la MGE pendant leur migration. Chez les souris déficientes pour Cdhr23 ou Cdhr15, les neuroblastes synthétisant cdhr15 ou cdhr23 s'accumulent dans le télencéphale basal, ne parviennent pas à pénétrer dans le néocortex et présentent in vitro des défauts de polarité cellulaire. Cdhr15 intervient dans la survie des précurseurs d'interneurones à parvalbumine pendant la première semaine postnatale. Les souris mutantes pour Cdhr23 ou Cdhr15 présentent à trois semaines un nombre réduit d'interneurones à parvalbumine dans leur cortex auditif mais pas dans les cortex avoisinants. Cette diminution est associée à une disposition aux crises audiogènes. Mes résultats indiquent que des précurseurs d'interneurones du cortex auditif sont équipés de protéines d'adhérence déterminantes pour leur migration et leur intégration dans le cortex auditif. Ils suggèrent l'existence d'un possible mécanisme moléculaire général fondé sur un " code d'adhérence " qui déterminerait les neuroblastes GABAergiques dès leur naissance à intégrer une aire corticale donnée. / The medial ganglionic eminence (MGE) gives rise to the majority of cortical GABAergic interneurons that synthetize parvalbumin. Neuroblasts born in the MGE undergo a long distance migration before reaching their final target. Up to now, it is unknown whether any molecular mechanism guides them to specific cortical regions. I show that two cadherin-related proteins, cdhr23 and cdhr15, have a critical role in the development of interneurons of the auditory cortex, specifically. In mice and macaque, the two proteins are co-synthetized in neuroblasts from the MGE during their migration. In mouse mutants for Cdhr23 or Cdhr15, neuroblasts synthetizing cdhr15 or cdhr23 accumulate in the basal telencephalon, fail to enter the neocortex and present in vitro cell polarity defects. Cdhr15 is involved in the survival of parvalbumin interneuron precursors during the first postnatal week. Mutant mice for Cdhr23 and Cdhr15 show at three weeks a reduced number of parvalbumin interneurons in the mouse auditory cortex but not the neighbouring ones. This decrease is associated with a susceptibility to audiogenic seizures. My results reveal that interneuron precursors of the auditory cortex are endowed by specific adhesion proteins critically involved in their migration and integration in the auditory cortex. They suggest a possible general molecular mechanism based on an "adhesion code” that would determine GABAergic neuroblasts from their birth to a specific cortical region.

L'intérieur des cellules eucaryotes est compartimenté en organites qui échangent des lipides et protéines entre eux et avec la membrane plasmique via le trafic vésiculaire. Dans les cellules polarisées comme les cellules épithéliales, dont la membrane plasmique est divisée en un pôle apical et un pôle basolatéral séparés par une ceinture de jonctions, le trafic vésiculaire est contrôlé par des systèmes de tri polarisé, permettant d'adresser les protéines appropriées au domaine membranaire approprié. Dans ces cellules épithéliales, le complexe adaptateur AP-1 contrôle l'adressage au pôle basolatéral et le trafic de la molécule d'adhésion E-Cadhérine, une protéine transmembranaire des jonctions d'adhérence. Il a de plus été démontré dans les cellules intestinales du nématode C. elegans et des mammifères qu'AP-1 est nécessaire au maintien de la polarité épithélial. J'ai étudié ces fonctions d'AP-1 chez l'organisme modèle Drosophila melanogaster. J'ai montré qu'AP-1 contrôle aussi le trafic de E-Cadhérine chez la Drosophile mais n'est pas requis pour la maintenance de la polarité de l'épithélium folliculaire, un épithélium entourant le cyste germinal femelle de 16 cellules au cours de l'ovogénèse chez la Drosophile. Ces expériences dans ce tissu m'ont amené à découvrir une nouvelle fonction de E-Cadhérine dans le cyste germinal. Les cellules de ce cyste sont connectées entre elles par des ponts cytoplasmiques stabilisés à l'issue de cytocinèses incomplètes. J'ai montré que les cellules du cyste mutantes pour AP-1 présentent un phénotype de multinucléation dû au décrochage des ponts cytoplasmiques. Ce phénotype corrèle avec un défaut d'adressage de E-Cadhérine dépendant d'AP-1 à la membrane plasmique entourant ces ponts, via les endosomes de recyclage. E-Cadhérine y est nécessaire pour leur ancrage à la membrane plasmique, un rôle qui avait été jusque-Là masqué par l'expression ectopique compensatoire de N-Cadhérine dans les mutants E-Cadhérine. Ce rôle d'E-Cadhérine passe par l'organisation de protrusions membranaires présentant l'aspect et contenant certains marqueurs protéiques des microvillosités observées au pôle apical des cellules épithéliales. / Eukaryotic cells are compartmentalized in organelles. Lipidic and proteic exchanges between organelles and the plasma membrane are controlled by vesicular trafficking. In polarised cells such as epithelial cells, whose plasma membrane is divided into an apical and a basolateral pole separated by a junctional belt, appropriate targeting of proteins to appropriate poles relies on polarised sorting mechanisms controlling vesicular trafficking. In these cells, the clathrin adaptor complex AP-1 controls basolateral targeting and trafficking of the adhesion molecule E-Cadherin, a transmembrane adherens junctions protein. AP-1 is furthermore necessary for epithelial polarity maintenance in intestinal epithelial cells in the nematode C. elegans and mammals. I studied AP-1 functions in the model organism Drosophila melanogaster. I showed AP-1 also controls E-Cadherin trafficking in Drosophila but is not required for polarity maintenance in follicular cells, an epithelium surrounding the female germline cyst during oogenesis. Experiments in this tissue led me to discover a new E-Cadherin function in the germline cyst. Germline cyst cells are interconnected by cytoplasmic bridges stabilised after incomplete cytokinesis. I showed AP-1 mutant cyst cells were multinucleated due to a detachment of cytoplasmic bridges from the plasma membrane. This phenotype correlated with an E-Cadherin AP-1-Dependent targeting defect from recycling endosomes to the plasma membrane surrounding these bridges. E-Cadherin is necessary for their anchoring to the plasma membrane, a role that was hidden by ectopic compensatory expression of N-Cadherin in E-Cadherin mutants. This new role is mediated by E-Cadherin-Dependent organisation of membrane protrusions similar in aspect with and containing proteins of microvillosities present at the apical pole of epithelial cells.

L’ensemble des tissus et des organismes vivants sont constitués de cellules dans lesquelles un certain nombre de décisions phénotypiques sont prises : division, différentiation, apoptose ou encore transformation. La biologie cellulaire s’est principalement concentrée sur la compréhension des déterminants moléculaires internes de ces décisions, mais il est important de considérer aussi l’existence de déterminants externes provenant des interactions intercellulaires qui sont essentielles à l’émergence de systèmes multicellulaires coordonnés. La compétition entre les déterminants internes et les déterminants externes est un aspect fondamental de la sociologie des communautés cellulaire menant à de possibles situations hautement individualisées ou, au contraire, à un effet collectif dominant. Ce travail de thèse a eu pour but de mettre en place une méthode permettant de mesurer la contribution relative de ces deux types de déterminants en les mettant en opposition. Pour cela, la stabilité collective d’un épithélium in vitro a été mise à l’épreuve grâce à l’induction hétérogène de la transition épithelio-mesenchymateuse (EMT) par le biais de la photoactivation du facteur de transcription Snail1. Les résultats principaux montrent que la réponse transcriptionelle de cellules induites à l’EMT dépend de la présence, ou non, de cellules avoisinantes non-induites. De la même manière, les cellules non-induites répondent de façon transcriptionelle à la présence de cellules induites. Ces effets de control mutuels introduisent la notion que la géométrie de la distribution d’une cause moléculaire donnée peut influencer la conséquence de cette même cause. Notre travail ouvre de nouvelle possibilités pour l’étude de la sociologie de communautés cellulaires hétérogènes, et une meilleure compréhension de phénomènes importants tel la suppression phénotypique ou encore les premiers instants de la carcinogenèse. / Tissues and organisms are built from cells in which important phenotype decisions are made: division, differentiation, apoptosis, and transformation. Cell biology has strongly focused on deciphering the internal molecular determinants of these decisions, but external information originating from intercellular interactions are key elements to coordinate multicellular physiology. The extent to which internal determinants dominate over external determinants or vice versa, is an essential feature of the sociology of cell communities, with possibly strong individualistic situations, or dominant collective effect. The present work was designed to set-up a method for assessing the relative contribution of internal vs. external determinant, by opposing these two classes of inputs. This is achieved by challenging the collective stability of an in vitro epithelium using the heterogeneous induction of the epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) via the photoactivation of Snail1. The key results show that the transcriptional response of EMT-induced cells depends on the presence of non-induced cells in the culture. Conversely non-induced cells respond to the presence of induced cells. These mutual control effects lead to the notion that the geometry underlying the distribution of a given molecular cause strongly influences its consequence. Our work opens new perspectives for studying the sociology of heterogeneous cell communities, and better understand important phenomena such as phenotype suppression and or the onset of carcinogenesis.