Le cancer colorectal (CCR) représente une des premières causes de mortalité par cancer au Canada. Des analyses d'expression différentielles ont démontré que le gène codant pour l'ostéopontine (OPN) était plus exprimé dans les tumeurs colorectales par rapport au tissu sain adjacent, en corrélation avec l'agressivité tumorale. L'OPN est une glycophosphoprotéine non collagénique de la matrice extracellulaire membre de la famille SIBLING, caractérisée par un domaine RGD (arginine, glycine, aspartate) liant les intégrines. De plus, le clivage de l'OPN peut activer le récepteur CD44 et induire un signal pro-tumorigénique. Plusieurs études expérimentales suggèrent des voies par lesquelles l'OPN participe à la progression tumorale, l'angioinvasion et la métastase. L'expression de l'OPN chez les rongeurs est reconnue dans certains modèles pour être sous le contrôle de facteurs de transcription impliqués dans le cancer, dont c-jun, c-myc, PEA3, Spl, Nurrl, ERR[alpha], PPAR[gamma] et VDR. PPAR[gamma], corrélant à un bon pronostique du cancer colorectal, réprime l'expression de l'OPN dans des lignées monocytaires leucémique alors que le récepteur à la vitamine D entraîne une surexpression de l'OPN dans la lignée tumorale mammaire RAMA37 de rat. Par ailleurs des résultats du laboratoire suggèrent qu'ERR[alpha] est impliqué dans la croissance tumorale colorectale. Notre objectif est de déterminer si ERR[alpha] régule l'expression de l'OPN dans ce contexte. Nous avons réalisé une étude immunohistochimique sur une micromatrice tissulaire (MMT) comportant 85 échantillons de CCR et 8 adénomes avec les marges de résections correspondantes. On a observé que l'expression nucléaire d'ERR[alpha] était significativement augmentée (p<0.001) dans 61,2 % des tumeurs avec un score deux fois supérieur à celui de la marge de résection non tumorale. L'expression de l'OPN était augmentée dans 58,8 % des tumeurs avec un score d'immunoréactivité cytoplasmique de 1,5 fois plus intense (p<0.001) que le tissu non tumoral. Dans 55,3% des cas, l'expression d'ERR[alpha] était en corrélation avec telle de l'OPN (Kappa pondéré=0.27, p=0.0117) incluant une augmentation synergique dans 40% des adénocarcinomes étudiés. Cependant nous n'avons pas observé de corrélation d'expression des deux protéines en fonction du stade des tumeurs.Le marquage des deux protéines était faible dans les adénomes et comparable à celui du tissu de la marge de résection. En conditions expérimentales, l'infection de la lignée tumorale colique HT29 par un ARN interferant de type sh dirigé contre ERR[alpha] (sh5) entraîne une baisse de l'expression de l'OPN au niveau messager et protéique. En essai luciférase, nous avons observé qu'ERR[alpha], en présence de son coactivateur préféré PGC1[alpha], augmente l'activité du promoteur de l'OPN alors que la transfection concomitante de l'sh5 ou le traitement des cellules par le XCT790, un agoniste inverse d'ERR[alpha], entraîne dans les deux cas une baisse significative de l'activité luciférase comparée à leurs contrôles respectifs, shC et DMSO. Nous avons identifié par analyse bioinformatique du promoteur de l'OPN trois éléments de réponse incomplets (ERRE-S1, ERRE-S2 et ERRE-S3) pouvant lier ERR[alpha]. La mutation différentielle de ces éléments a montré qu'ERR[alpha] se lie principalement à l'élément de réponse ERRE-S2, alors que sa liaison au site ERRE-S1 est plus faible. Par contre il ne se lie pas au 3ème site du promoteur de l'OPN. In vivo, dans la lignée HT29, l'immunoprécipitation de la chromatine a confirmé qu'ERR[alpha] se lie bien au promoteur de l'OPN. Les résultats d'immunohistochimie indiquant une augmentation synergique d'ERR[alpha] et de l'OPN dans 40% des adénocarcinomes étudiés, la modulation de l'expression de l'OPN par ERR[alpha] dans la lignée tumorale colique HT29 ainsi que les résultats de biologie moléculaire identifiant au moins un élément de réponse pour ERR[alpha] dans le promoteur de l'OPN, suggèrent qu'ERR[alpha] serait un régulateur transcriptionnel de l'expression de l'OPN dans le cancer colorectal. La régulation de l'expression de l'OPN pourrait être un des mécanismes par lesquels ERR[alpha] favorise la progression tumorale. ERR[alpha] et l'OPN pourraient donc être utilisés comme marqueurs diagnostiques et pronostiques et constituer des cibles thérapeutiques potentielles dans le traitement du cancer colorectal.

Le récepteur relié au récepteur à l'estrogène alpha (ERR?) est un récepteur orphelin de la superfamille des récepteurs nucléaires impliqué dans la régulation du métabolisme énergétique. II cause l'expression de gènes impliqués dans les différentes voies métaboliques et peut ainsi augmenter le potentiel de production d'énergie des cellules. Fidèle à son état d'orphelin, l'activité de ERR? ne semble pas être régulée via la liaison d'un ligand, mais plutôt via la présence des corégulateurs. Les corégulateurs sont des protéines ayant pour fonction d'assister ou de nuire à l'action des récepteurs nucléaires et autres facteurs de transcription dans l'expression de leurs gènes cibles. L'étude de l'interaction entre ERR? et ses corégulateurs s'avère donc être incontournable pour la compréhension de son rôle dans les divers processus où il est impliqué et dans les pathologies auxquelles il est associé comme le cancer qui est un dérèglement cellulaire causé par des altérations génétiques, et est caractérisé par une prolifération incontrôlée de cellules au sein d'un organisme. Pour qu'une cellule devienne cancéreuse, elle doit acquérir des mutations précises au niveau du génome causant des modifications dans la régulation de différents processus. Un de ces processus est le métabolisme énergétique. Le but de ma maîtrise était d'identifier et d'étudier les corégulateurs de ERR? (PGC-1?, PGC-1? et PRC) et leur modulation de gènes cibles de ERR? dans le contexte du métabolisme énergétique du cancer. L'expression de ERR? et des trois membres de la famille PGC-1 a été mesurée par qPCR sur des tissus colorectaux sains et cancéreux appropriés. L'expression de ERR? ne semble pas significativement différente suivant l'apparition de la pathologie, alors que l'expression des coactivateurs PGC1-? et PGC-1? s'avère moins élevée dans les tissus cancéreux par rapport aux tissus sains. L'expression de PRC est plus grande dans le cancer colorectal. Ces résultats suggèrent que PRC pourrait posséder un rôle, exclusif à sa famille, dans le carcinome colorectal. Afin de trouver de nouveaux corégulateurs de ERR?, nous avons procédé à une expérience de double hybride sur levure qui a permis d'identifier 6 nouveaux partenaires d'interactions du récepteur : La leucine aminopeptidase 3 (LAP3), le synaptic nuclear envelope protein 1 (SYNE1 /nesprinl ), le proteasome macropain 26S subunit ATPase (PSMC5), la DEAD box polypeptide 1 (DDXI), le ring finger protein 2 (RNF2/Ring2) et l'interferon-related developmental regulator IFRD1. Leurs fonctions connues peuvent toutes être associées à l'action de ERR?, soit en régulant sa dégradation ou son activité. En particulier, nos résultats pour 1FRD1 montrent que son expression est supérieure dans la presque totalité des cancers colorectaux étudiés par rapport aux tissus sains adjacents. On peut ainsi supposer que cette protéine possède une fonction encourageant la carcinogenèse. De plus, des essais luciférases ont montré qu'IFRD1 augmente l'activité du récepteur nucléaire ERR?. Le partenariat entre ERR? et IFRD I pourrait donc être pertinent lors de la carcinogenèse colorectale. ERR?, PGC-1, PRC, IFRD1.

Plusieurs études animales et cellulaires suggèrent un rôle protecteur pour l’oestrogène dans les maladies inflammatoires intestinales. L'oestrogène agit principalement via l’interaction avec ses récepteurs ER? et ER?. Puisqu'ER? est l’isoforme prédominant dans l'épithélium colique, celui-ci devrait y être le médiateur des effets de l'oestrogène. Dans cette étude, nous avons tout d'abord démontré que la perte d’ER? chez la souris augmente les signes d'inflammation dans un modèle murin de colite. Également, l’activation sélective d’ER? avec le diarylpropionitrile (DPN) réduit les signes de colite dans le même modèle. L'expression de la cytokine inflammatoire TNF? était réduite alors que celle des cytokines anti-inflammatoires TGF?1, TGF?2 et TGF?3 était augmentée dans le côlon des souris traitées au DPN. Des études réalisées dans les cellules cancéreuses du côlon LS1034 ont démontré que le DPN augmente la signalisation du TGF? et que cette régulation contribue en partie à l’effet anti-inflammatoire du DPN dans ces mêmes cellules. Bref, ces résultats suggèrent que l'activation pharmacologique d’ER? réduit l’inflammation intestinale en partie via la régulation de la voie du TGF? dans les cellules épithéliales intestinales. Le récepteur nucléaire ERR?, un régulateur clé du métabolisme énergétique, possède une forte homologie avec les ERs bien que celui-ci ne peut lier l’oestrogène. Son activité est plutôt régulée par la disponibilité des coactivateurs ainsi que par des modifications post-traductionnelles. La découverte d'un variant d'épissage pour ERR? (ERR? ?5) a soulevé un nouveau mécanisme de régulation d'ERR?. En effet, puisqu'ERR? ?5 ne pourrait interagir avec les coactivateurs, il pourrait donc agir comme dominant négatif sur l’activité d'ERR?. Dans cette étude, nous avons démontré qu'ERR? et ERR? ?5 colocalisent au noyau en plus d’interagir physiquement De plus, ERR? ?5 réduit l'activité transcriptionnelle d'ERR? ainsi que l'expression de ses gènes cibles. Tout comme ERR?, ERR? ?5 est exprimé dans une multitude de lignées normales et cancéreuses du côlon ainsi que dans des cellules ou tissus provenant de d'autres organes et de d’autres espèces animales. Par contre, la protéine ERR? ?5 est exprimée plus faiblement qu'ERR? puisqu’elle est instable et rapidement dégradée par le protéasome. Néanmoins, la surexpression d'ERR? ?5 réduit la croissance cellulaire et possiblement l'adhésion cellulaire. Bref, nos résultats démontrent qu’ERR? ?5 agit comme dominant négatif sur ERR? et que son expression transitoire pourrait donc affecter l’activité d'ERR? ainsi que ses fonctions biologiques. [symboles non conformes]

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