Atualmente, a obesidade é considerada uma epidemia mundial. Está associada a um estado de inflamação crônica e ativação do estresse do retículo endoplasmático (ERE), relacionados à patogênese de diversas doenças como diabetes mellitus tipo 2, doenças cardiovasculares, câncer, hipertensão, dentre outras. Nesse contexto, são necessários estudos para encontrar alternativas que melhorem o processo inflamatório. Vários estudos em humanos e animais já demostraram as propriedades anti-inflamatórias do ácido graxo ômega-3. O objetivo do nosso trabalho foi avaliar os efeitos da suplementação do ácido alfa-linolênico (ALA) no metabolismo e no estresse do retículo endoplasmático em obesos grau III. Foi conduzido um estudo prospectivo, randomizado, placebo-controlado, duplo-cego. No total, 52 pacientes foram randomizados para a suplementação com 3g/dia de ALA ou placebo, sendo 27 indivíduos do grupo ômega-3/ALA e 25 do grupo controle. Foi avaliado perfil lipídico, glicídico e inflamatório antes e após suplementação. O tecido adiposo visceral (TAV) foi coletado durante cirurgia bariátrica após suplementação. O perfil de ácidos graxos incorporados no TAV foi avaliado por cromatografia gasosa. Os genes foram avaliados através de PCR em tempo real. Não houve alteração nos níveis séricos de IL-6 (p=0,2201), TNF-? (0.7703) e PCR (p=0,57) após suplementação com ômega-3/ALA, porém observamos diminuição nos níveis séricos de Leptina (p=0.0154) e IP-10 (p=0.0410), citocinas inflamatórias, e aumento na IL-4 (p=0,0211), citocina anti-inflamatória. Foi observado incorporação significativa do ALA (p=0,0002), EPA (p<0,0001) e DHA (p=0,0005) no TAV. Avaliação molecular evidenciou um aumento da expressão gênica do XBP1 (p=0,0013), sXBP1 (p<0,0001), EIF2-? (p=0,0063) e da chaperona CCT4 (p=0,0001) e diminuição na expressão gênica da leptina (p=0,0410). Podemos concluir que o ALA pode modular o ERE através da via da IRE1/XBP, levando ao aumento das chaperonas (CCT4), o que pode demonstrar um potencial terapêutico do ALA em pacientes obesos. / Currently, obesity is considered a worldwide epidemic. It is associated with chronic inflammation and stress activation of the endoplasmic reticulum (ERE), related to the pathogenesis of various diseases such as type 2 diabetes mellitus, cardiovascular diseases, cancer, hypertension, among others. In this context, studies are needed to find alternatives that improve the inflammatory process. Several studies in humans and animals have already demonstrated the anti-inflammatory properties of omega-3 fatty acid. The objective of our study was to evaluate the effects of alpha-linolenic acid (ALA) supplementation on the metabolism and stress of the endoplasmic reticulum in obese patients. A prospective, randomized, placebo-controlled, double-blind study was conducted. In total, 52 patients were randomized to supplementation with 3 g / day of ALA or placebo, 27 individuals from the omega-3 / ALA group and 25 from the control group. Lipid, glycidic and inflammatory profile were evaluated before and after supplementation. Visceral adipose tissue (TAV) was collected during bariatric surgery after supplementation. The fatty acid profile incorporated in the TAV was evaluated by gas chromatography. Genes were evaluated by real-time PCR. There was no change in serum levels of IL-6 (p = 0.2201), TNF-? (0.7703) and CRP (p = 0.57) after supplementation with ALA, but we observed a decrease in serum Leptin levels (P = 0.0154) and IP-10 (p = 0.0410), inflammatory cytokines, and increase in IL-4 (p = 0.0211), anti-inflammatory cytokine. Significant incorporation of ALA (p = 0.0002), EPA (p <0.0001) and DHA (p = 0.0005) into the TAV was observed. Molecular evaluation showed an increase in the gene expression of XBP1 (p = 0.0013), sXBP1 (p <0.0001), EIF2-? (p = 0.0063), GADD34 (p=0,0117) and CCT4 chaperone (p = 0.0001), decrease in the gene expression of leptin (p = 0.0410) and ATF-6 (p=0,0305) and a tendency to decrease the gene expression of CHOP. We can conclude that ALA can modulate ERE through the IRE1 / XBP, PERK and ATF-6 pathways, leading to increased chaperones (CCT4), which may demonstrate a therapeutic potential of ALA in obese patients.

Methamphetamine (METH) is a potent psychostimulant known to cause cognitive abnormalities and neurodegenerative changes in the brains of METH abusers. One approach for developing therapies for METH abuse is to understand the molecular mechanisms of toxicity of the drug. Investigations in our laboratory and elsewhere have shown that single intraperitoneal injections of METH (30-40 mg/kg of body weight) can cause damage to striatal and cortical monoaminergic systems and induce neuronal apoptosis in the striatum of rodents via activation of endoplasmic reticulum (ER) and mitochondrial death pathways. Hence, the purpose of this thesis was to investigate if toxic binge METH injections can cause ER- and mitochondria-induced stress in the rat striatum. Recent studies have suggested that dopamine (DA) D1 and D2 receptors might mediate neuronal apoptosis in the striatum after single toxic METH doses. We therefore hypothesized that signaling through these two types of DA receptors might activate toxic effects of the binge METH regimen. The role of DA D1 or D2 receptors in METH-induced cell death pathways was thus examined by using pharmacological inhibitors of these receptors. In this dissertation, I report that binge METH regimen caused differential changes in immediate early genes (IEGs) that are known to influence synaptic changes in the brain. METH-induced changed in the expression of the IEGs were dependent on DA D1 receptor stimulation. The second study examined the effects of binge METH on the expression of ER stress- and mitochondrial dysfunction-responsive genes. Pretreatment with the DA D1 receptor antagonist, SCH23390, caused complete inhibition of METH-induced ER and mitochondrial stresses whereas the DA D2 receptor antagonist, raclopride, provided only partial blockade. SCH23390 also blocked METH-induced hyperthermia whereas raclopride failed to do so. Interestingly, both antagonists attenuated METH-induced dopaminergic and serotonergic deficits in the striatum. Moreover, SCH23390 but not raclopride blocked METH-induced serotonergic deficits in cortical tissues. I also found that METH treatment induced upregulation of activin βA mRNA, increased TGF-β and phosphorylated Smad2 proteins in the rat striatum. SCH23390 pretreatment completely blocked all these effects whereas raclopride did not block METH-induced increases in TGF-β expression.

La protéine p97/VCP est un membre de la famille des ATPase AAA+ et joue un rôle majeur dans de nombreux processus cellulaires tel que le contrôle de l’homéostasie protéique ou de fonctions associées à la chromatine (transcription, réplication, dommage à l’ADN, progression du cycle cellulaire). De plus, la protéine p97/VCP est impliquée dans un nombre croissant de maladies dont les cancers où il a été montré qu’elle contribue à l’homéostasie protéique et l’adaptation au stress oncogéniques. En effet, l’expression de la protéine p97/VCP est augmentée dans de nombreux cancers et dans certains cas corrèle avec une récurrence de la tumeur et un mauvais pronostique pour les patients. Cependant, le mécanisme moléculaire précis par lequel la protéine p97/VCP régule l’homéostasie protéique des cellules tumorales reste incertain. Pour remédier à cela, nous avons démontré un rôle de la protéine p97/VCP dans le contrôle de l’expression des gènes lors du stress du Réticulum Endoplasmique (RE). Nous avons trouvé que en conditions basales, la protéine RuvBL2 fait partie d’un complexe remodeleur de la chromatine qui contient les protéines HDAC1 et mSin3A et agit comme un répresseur des gènes de stress du RE. De plus, nous avons identifié le gène Gli1, un effecteur connu de la voie de signalisation Hedgehog comme cible de la protéine p97/VCP et du complexe RuvBL2-HDAC1-mSin3A. Ainsi en condition de stress du RE, la voie de signalisation Hedgehog qui a été impliqué dans le développement de cancers est activée. Globalement, nos travaux indiquent que p97/VCP agit comme un interrupteur moléculaire pour inactiver le complexe répresseur RuvBL2-HDAC1 en condition de stress du RE et ainsi activer les gènes de stress du RE et de la voie de signalisation Hedhehog de façon non-canonique. / P97/VCP is a member of the AAA+ ATPase family that plays major roles in various cellular processes including control of protein homeostasis and chromatin-associated functions (transcription, replication, DNA damage, cellular cycle progression). Moreover, p97/VCP is involved in a growing number of diseases including cancers in which it has been shown to contribute to protein homeostasis and adaptation to oncogenic stresses. Indeed, p97/VCP expression is increased in numerous cancers and in some cases correlates with tumor recurrence and poor prognosis for patients. However, the precise mechanism by which p97/VCP regulates tumor cell proteostasis remains unclear. To address this, we demonstrated a role of p97/VCP in gene expression control upon endoplasmic reticulum (ER) stress. We found that in basal conditions, RuvBL2 is part of chromatin remodeler complex that included HDAC1 and mSin3A and act as a repressor of ER stress genes. However under ER stress, ubiquitinylated RuvBL2 is degraded by p97/VCP thus causing activation of ER stress genes. Moreover, we have identified GLI1, a known effector of Hedgehog signaling, as a target of the p97/VCP and RuvBL2-HDAC1-mSin3A complex. As a result under ER stress conditions, the Hedgehog pathway which have been linked to cancer development is non-canonically activated. Overall, our work indicated that p97/VCP acts as a molecular switch to inactivate RuvBL2-HDAC1 repressor complex under ER stress thus activating ER stress genes and Hedgehog genes in a non-canonical manner.

La méthamphétamine (METH) est une drogue stimulante qui peut causer des déficiences des fonctions cognitives et des dommages irréversibles dans le cerveau des utilisateurs. Il est important de comprendre les mécanismes moléculaires de la toxicité de la drogue pour pouvoir développer des traitements pour contrer les effets toxiques de la METH. Plusieurs études dans notre laboratoire et autres ont montré qu’une seule dose élevée de METH (30-40 mg/kg de poids corporel) suffit à endommager l’arborisation terminale des neurones dopaminergiques dans le striatum et le cortex chez les rongeurs, de même qu’elle peut causer l’activation des signaux apoptotiques produits a partir du réticulum endoplasmique (RE) et de la mitochondrie dans le striatum. De ce fait, le but de cette thèse était d’analyser si la dose toxique de 40 mg/kg de METH injectée par faibles doses répétées (4 fois, avec des intervalles de 2 heures), appelée « binge METH », peut aussi causer des stress cellulaires du RE et de la mitochondrie dans le striatum. Des travaux récents ont suggéré que les récepteurs D1 et D2 de la dopamine pourraient être les intermédiaires de l’apoptose des neurones dans le striatum causée par l’administration d’une unique toxique dose de METH. Nous avons alors émis l’hypothèse que les messages cellulaires diriges par la stimulation des récepteurs D1 et D2 de la dopamine pourraient être à l’ origine des effets toxiques du « binge modele ». Le rôle des récepteurs de la dopamine sur l’activation des signaux de l’apoptose a été examiné en utilisant des antagonistes de ces récepteurs. Dans cette dissertation, je donne la preuve que « binge METH » affecte l’expression des immediate early genes de façon différente. Il semble que ces effets soient dépendants de la stimulation du récepteur D1. Un autre volet de cette dissertation a analysé les effets de « binge METH » sur l’expression de gènes impliqués dans la réponse au stress du RE et à l’altération de la fonction de la mitochondrie. Le prétraitement avec l’antagoniste du récepteur D1 de la dopamine, SCH23390, a complètement bloqué l’apparition de ces stress cellulaires après les injections de METH, alors que l’antagoniste du récepteur D2, raclopride, a eu des effets minimes. SCH23390 a aussi bloqué l’effet de METH à causer l’augmentation de la température corporelle des animaux, mais pas raclopride. Cependant, les deux antagonistes ont protégés contre les pertes dans plusieurs marqueurs des neurones de dopamine et sérotonine dans le striatum. De plus, SCH23390, mais non raclopride, a aussi protégé les neurones de sérotonine dans le cortex. Durant mes travaux, j’ai aussi identifié qu’il y a une augmentation de l’ARN messager de activin βA, la protéine TGF-β et Smad2 phosphorylée après les injections de METH. Ces effets sont réduits suite à un prétraitement par SCH23390 ; cependant, raclopride n’a eu aucun effet sur l’expression de TGF-β.En résumé, ces nouvelles données suggèrent que le récepteur D1 joue un rôle prédominant dans la toxicité de la METH. / Methamphetamine (METH) is a potent psychostimulant known to cause cognitive abnormalities and neurodegenerative changes in the brains of METH abusers. One approach for developing therapies for METH abuse is to understand the molecular mechanisms of toxicity of the drug. Investigations in our laboratory and elsewhere have shown that single intraperitoneal injections of METH (30-40 mg/kg of body weight) can cause damage to striatal and cortical monoaminergic systems and induce neuronal apoptosis in the striatum of rodents via activation of endoplasmic reticulum (ER) and mitochondrial death pathways. Hence, the purpose of this thesis was to investigate if toxic binge METH injections can cause ER- and mitochondria-induced stress in the rat striatum. Recent studies have suggested that dopamine (DA) D1 and D2 receptors might mediate neuronal apoptosis in the striatum after single toxic METH doses. We therefore hypothesized that signaling through these two types of DA receptors might activate toxic effects of the binge METH regimen. The role of DA D1 or D2 receptors in METH-induced cell death pathways was thus examined by using pharmacological inhibitors of these receptors. In this dissertation, I report that binge METH regimen caused differential changes in immediate early genes (IEGs) that are known to influence synaptic changes in the brain. METH-induced changed in the expression of the IEGs were dependent on DA D1 receptor stimulation. The second study examined the effects of binge METH on the expression of ER stress- and mitochondrial dysfunction-responsive genes. Pretreatment with the DA D1 receptor antagonist, SCH23390, caused complete inhibition of METH-induced ER and mitochondrial stresses whereas the DA D2 receptor antagonist, raclopride, provided only partial blockade. SCH23390 also blocked METH-induced hyperthermia whereas raclopride failed to do so. Interestingly, both antagonists attenuated METH-induced dopaminergic and serotonergic deficits in the striatum. Moreover, SCH23390 but not raclopride blocked METH-induced serotonergic deficits in cortical tissues. I also found that METH treatment induced upregulation of activin βA mRNA, increased TGF-β and phosphorylated Smad2 proteins in the rat striatum. SCH23390 pretreatment completely blocked all these effects whereas raclopride did not block METH-induced increases in TGF-β expression.

de tumorigênese em melanomas, ainda não há tratamento eficaz para melanomas metastáticos. Esta ineficácia terapêutica pode estar relacionada com a adaptação e seleção de células de melanoma à indução de estresse de RE. Ultrapassar os níveis sustentados de estresse de RE, interferindo nas vias de adaptação a este estresse, foi o alvo deste estudo na tentativa de propor uma nova estratégia terapêutica para sensibilizar células de melanoma a morte induzida por cisplatina. Mostramos que GADD153, um dos componentes da via de UPR (Unfolded Protein Response) responsável por induzir apoptose em reposta ao estresse de RE, está excluída do núcleo em melanomas primários, metástases ganglionares e viscerais. Este dado sugere que a localização citoplasmática do fator de transcrição GADD153 possa estar envolvida na resposta adaptativa de melanomas ao estresse de RE, uma vez que se sabe que GADD153 se acumula no núcleo em resposta a este estresse. Investigamos se a indução de estresse de RE seria capaz de induzir a translocação de GADD153 para o núcleo e resultar na sensibilização de células de melanoma a morte induzida por cisplatina (CDDP). Realizamos o tratamento de células de melanoma (SbCl2, Mel85, SK-MEL- 29, SK-MEL-28 e SK-MEL-147) com tunicamicina (Tuni), indutor clássico de estresse de RE, previamente ao tratamento com CDDP. Demonstramos que em todas as linhagens exceto em SK-MEL-29, houve um aumento na porcentagem de células hipodiploides (>50%) no tratamento combinado (Tuni>CDDP) comparado ao tratamento com CDDP. As células SK-MEL-147 se mostraram mais sensíveis à indução de estresse de RE e as células SK-MEL-29 mais resistentes. Algumas diferenças entre estas linhagens como a expressão de GRP78 de superfície e presença de oligossacarídeos ?1-6 ligados de superfície podem estar relacionadas com esta resposta diferencial ao estresse de RE. Em todas as linhagens verificamos a acúmulo dos marcadores de UPR, GRP78 e GADD153, após o tratamento com tunicamicina. Além disso, GADD153 foi direcionada para o núcleo em reposta ao tratamento com tunicamicina. O acúmulo de vacúolos acídicos, da proteína autofágica LC3-II e de ROS após o tratamento com Tuni>CDDP, sugerem que tanto a autofagia quanto o estresse oxidativo parecem estar envolvidos na resposta de sensibilização. A inibição de autofagia com cloroquina aumentou a morte induzida por Tuni>CDDP, sugerindo que autofagia desempenha função protetora neste esquema terapêutico. Testamos um segundo agente genotóxico, temozolomida (TMZ), uma droga equivalente à dacarbazina, e a mesma capacidade de sensibilização foi observada pelo prévio tratamento com tunicamicina. A validação deste conceito in vivo foi dificultada pela acentuada toxicidade apresentada por tunicamicina. Avaliamos alguns candidatos a agentes estressores do RE que poderiam apresentar menor toxicidade celular, como swainsonina, atorvastatina, metformina e o composto de cobre [Cu2(apyhist)2(dpam)](ClO4)4. No entanto, não obtivemos resultados promissores com nenhum destes candidatos. Estes resultados mostram que as células tumorais podem ser pré-condicionadas à morte celular se expostas a um prévio estressor de RE, como Tuni, o que leva ao comprometimento da resposta adaptativa a indutores de morte celular como CDDP e TMZ. No entanto, ainda é necessário o estudo de agentes indutores de estresse de RE pouco tóxicos para que esta estratégia terapêutica possa ser utilizada em pacientes com melanoma / Melanoma is among the most aggressive malignancies with increasing worldwide incidence and there is no effective treatment for the metastatic disease. The absence of an effective therapy may be due to adaptation and selection of melanoma cells to endoplasmic reticulum (ER) stress. We showed that GADD153, one of the components of the ER stress-mediated apoptosis pathway, was mostly excluded from the nucleus of primary and metastatic melanoma cells compared to nevus cells. These data suggest that the unexpected GADD153 cellular localization could be involved in melanoma cell adaption to ER stress, since GADD153 accumulates in the nucleus during ER stress. Unfolded protein response (UPR) signaling induced in response to ER stress, is a dual process that induces a protective response to restore ER homeostasis or cell death if ER stress is severe or persistent. We investigated if induction of ER stress was a potential strategy to chemosensitize melanoma cells to a second insult by surpassing the adaptive levels to ER stress. We first treated human melanoma cells (SbCl2, SK-MEL-28, Mel85, SK-MEL-29 and SK-MEL-147) with tunicamycin (Tuni), an ER stress inducer, before cisplatin (CDDP) treatment. CDDP is a low cost chemotherapeutic drug currently used in Brazil as a second line for melanoma treatment, especially in youngsters. All cell lines, except SK-MEL-29, demonstrated an >50% increase in the percentage of hypodiploid cells with Tuni>CDDP treatment when compared to CDDP only. The same results were obtained with temozolomide (TMZ), equivalent drug to the active form of dacarbazine, the first line of cytotoxic treatment of melanomas. UPR markers, GRP78 and nuclear translocation of GADD153 were induced by Tuni. Differences between SK-MEL-29 and SK-MEL-147 as cell surface GRP78 and ?1-6 oligossacharides can be related with the differential ER stress sensitization observed in these cells. One of the cellular mechanisms that are regulated by ER stress is autophagy. Accordingly, we observed an increase in the acidic vesicular organelles and accumulation of LC3II in response to Tuni>CDDP treatment. Autophagy inhibition with chloroquine increased Tuni>CDDP induced-cell death, suggesting that autophagy plays a protective role in this response. Oxidative stress can be involved in this scenario since we demonstrated an accumulation of reactive oxygen species in response to Tuni>CDDP. Tunicamycin was cytotoxic in vivo and we investigated alternatives to this antibiotic as swainsonine, atorvastatin, metformin and [Cu2(apyhist)2(dpam)](ClO4)4 but we did not observed ER stress induction. These results indicate that tumor cells could be preconditioned to cell death if exposed to a first ER stressor, such as Tuni, which would compromise an effective adaptive response to a cell death inducer, as CDDP and TMZ. This combined approach may be a promising strategy for melanoma therapy but further studies are necessary to find noncytotoxic alternatives to tunicamycin

Le syndrome de Bardet-Biedl (BBS) est considéré comme l’une des causes les plus fréquentes de rétinopathie pigmentaire dite syndromique. Il a été démontré une connexion entre les protéines BBS et les structures du cil primaire. Le cil primaire est un organelle formé par une fine évagination de la membrane plasmique soutenu par une ossature de microtubules. Dans la rétine, le photorécepteur (PR) est une cellule ciliaire composée d’un segment interne et d’un segment externe reliés par un cil primaire modifié. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence que le stress du réticulum endoplasmique est à l’origine du processus apoptotique car un défaut ciliaire dans le PR entraine l’accumulation de protéines dans le segment interne et déclenche une réponse au stress cellulaire appelé unfolded protein response. Nous avons développé un traitement pharmacologique modulant ce stress cellulaire afin de ralentir l’apoptose des PR dans un modèle murin BBS. Cette approche pharmacologique a montré son efficacité dans le maintien et la fonctionnalité des PR. Elle pourrait potentiellement être applicable à d’autres ciliopathies rétiniennes. / Bardet-Biedl syndrome (BBS) is one of the most frequent cause of syndromic retinitis pigmentosa. BBS proteins are related to primary cilium structure and function. The primary cilium is microtubule-based antenna-like structure at the surface of the cell. In the retina, the photoreceptor (PR) is a ciliated cell composed of an inner and an outer segment linked by a modified primary cilium. In this study, we demonstrated that endoplasmic reticulum stress induces unfolded protein response due to protein accumulation in the inner segment in case of ciliary defect in the PR leading to apoptosis. We designed a pharmacological treatment to alleviate PR apoptosis in a BBS mouse model. This pharmacological approach was efficient to protect PR from apoptosis and maintain their functionality. This treatment could be applicable to others retinal ciliopathies.

Les mutations de la protéolipide-protéine (PLP) entraînent la mort des oligodendrocytes (OL) et les pathologies de la myéline. Pour contribuer à l'élucidation des mécanismes impliqués, ce travail de thèse, qui a utilisé des lignées d'OL 158N (normale) et 158JP (porteuse de PLP mutée), démontre une mortalité élevée des cultures 158JP comparées aux témoins. Une hausse du ratio Bax (pro-)/Bcl2 (anti-apoptose) est observée chez les 158JP. La protéine BiP, marqueur de stress du réticulum endoplasmique (SRE), est surexprimée chez les 158JP. L'exposition au SRE induit par la tunicamycine a révélé que la DE50 pour les 158JP est 67 fois plus faible que la DE50 pour les 158N. Les 158JP surexpriment aussi les protéines CHOP et caspase-12 qui déterminent le basculement des processus intracellulaires vers l'apoptose. Le 4-Phénylbutyrate, inhibiteur du SRE, améliore la survie des 158JP et diminue les marqueurs du SRE et de l'apoptose. Des perspectives intéressantes sont ouvertes pour l'exploration de stratégies efficaces contre les pathologies dysmyélinisantes. / Mutations of proteolipid-protein (PLP) cause oligodendrocyte (OL) death and myelin disorders. To contribute to the elucidation of the mechanisms involved, the present PhD work has used 158N (normal) and 158JP (mutated PLP) OL lines, to show the occurrence of a high cell death percentage in 158JP OL cultures compared to the controls. An increased Bax (pro-)/Bcl2 (anti-apoptosis) ratio is evidenced in 158JP cells. Also, the endoplasmic reticulum stress marker (SRE) BiP is overexpressed in 158JP OL. Exposure of 158N and 158JP cells to tunicamycin-induced SRE revealed that the ED50 for 158JP OL is 67 times lower than the ED50 for 158N OL. Proteins CHOP and caspase-12, that pivotally determine the switching from survival to apoptotic pathways, are upregulated in 158JP cells. 4-Phenylbutyrate, a SRE inhibitor, which improves 158JP cell survival, also decreases the levels of SRE and apoptosis markers in 158JP OL. The thesis opens promising perspectives for the development of effective strategies against myelin disorders.

Dans le cadre de situations pathologiques, le rein peut être soumis à de multiples agressions toxiques, ischémiques et immunologiques pouvant favoriser la survenue d’une maladie rénale chronique et le développement d’une insuffisance rénale. En réponse à ces stress, les cellules du parenchyme rénal vont activer des processus biologiques adaptatifs permettant le maintien de la viabilité cellulaire et l’homéostasie de l’organe. Ces réponses adaptatives peuvent également activer l’immunité innée et induire le remodelage tissulaire (fibrogenèse et angiogenèse). Cependant, les mécanismes précis de cette régulation sont mal connus. L’objectif de ce travail a été de caractériser les mécanismes de régulation et les conséquences microenvironnementales (inflammation et angiogenèse) de l’activation de la réponse UPR (Unfolded Protein Response) et de l’autophagie, en réponse à des stress ischémiques et immunologiques. Dans un premier travail, nous avons montré que la réponse UPR est impliquée dans la génération d’une réponse inflammatoire induite par un stress métabolique dans des cellules tubulaires rénales. Le stress métabolique, caractérisé par une carence en glucose, induit un stress du RE et active la réponse UPR. Ce stress active le facteur NF-.B et favorise la transcription de cytokines et chimiokines pro-inflammatoires. La voie PERK/eIF2 : - n’est pas nécessaire à l’activation de l’inflammation mais amplifie l’expression des cytokines alors que la voie IRE1 - est impliquée dans la génération de cette réponse inflammatoire. De plus, l’ischémie aigue active le stress du RE et l’inflammation dans les reins de rat. Enfin, à partir de biopsies de déclampage de greffons rénaux, l’expression de GRP78, marqueur du stress du RE, et de NF-.B p65/RelA dans les tubules rénaux, est significativement plus élevée en comparaison avec des biopsies de greffons rénaux stables, à distance de la greffe. Dans un second travail, nous avons montré que la réponse UPR régule l’angiogenèse dans les cellules tubulaires rénales lors d’une carence en glucose. La voie PERK est un régulateur majeur de l’expression des facteurs angiogéniques (VEGFA, bFGF et angiogénine). De plus, l’expression de l’angiogénine est modulée par les voies PERK et IRE1.. Enfin, l’ischémie aigue induite chez le rat, active la réponse UPR parallèlement à l’augmentation de l’expression de VEGFA, bFGF et de l’angiogénine. Dans un troisième travail, nous avons mis en évidence un nouveau mécanisme par lequel l’interféron. (IFN.) active l’autophagie dans les cellules tubulaires rénales. Nous avons montré que l’IFN. entraine une déplétion en tryptophane, active la voie GCN2, une kinase eIF2., ce qui conduit à l’augmentation du flux autophagique. De plus, la supplémentation entryptophane et l’utilisation d’ARN interférence dirigés contre GCN2 inhibent l’autophagie induite par l’IFN. Enfin, l’autophagie intervient dans la régulation de la sécrétion de cytokines inflammatoires et de facteurs de croissance en réponse à l’IFN.. En conclusion, nous avons caractérisé dans ce travail des mécanismes originaux de régulation d’une réponse inflammatoire et angiogénique par la réponse UPR et l’autophagie en réponse à des stress ischémiques et immunologiques au sein de l’épithélium tubulaire rénal humain. / Under pathological conditions, kidney is subjected to multiple toxic, ischemic and immunological failures that promote the occurrence of chronic kidney disease and the development of acute kidney injury. In response to stress, renal parenchymal cells activate biological adaptive processes permitting the maintenance of cell viability and renal homeostasis. These adaptive responses can also activate innate immunity and induce tissue remodeling (fibrogenesis and angiogenesis). However, accurate mechanisms of this regulation are still unclear. The aim of this work was to characterize regulation mechanisms and micro environmental consequences(inflammation and angiogenesis) of the activation of the UPR (Unfolded Protein Response) and autophagy, in response to ischemic and immunological stress. In a first study, we demonstrated that the UPR is involved in the generation of inflammatory response induces by metabolic stress in tubular renal cells. Metabolic stress, characterized by glucose deprivation, induces an ER stress and activates the UPR. This stress activates NF-.B and promotes the transcription of pro inflammatory cytokines and chemokines. The PERK signaling is not required for the induction of inflammation but amplifies cytokine expression whereas IRE1 is involved in the generation of inflammatory response. Moreover, acute ischemia activates ER stress and inflammation in rat kidneys. Finally, from kidney transplant biopsies performed before implantation, the expression of GRP78, an ER stress marker, and NF-.B p65/RelA in renal tubules is significantly increased in comparison with stable human kidney transplant biopsies. In a second study, we showed that the UPR regulates angiogenesis in tubular renal cells during glucose deprivation. The PERK pathway is a major regulator of angiogenic factors expression (VEGFA, bFGF and angiogenin). Furthermore, angiogenin expression is modulated by PERK and IRE1. pathways. Finally, acute ischemia activates the UPR and, in parallel, increases VEGFA, bFGF and angiogenin expression in rat kidneys. In a third work, we identified a novel mechanism by which IFN. activates autophagy in human kidney epithelial cells. We showed that IFN. promotes tryptophan depletion, activates the eIF2. kinase GCN2, and leads to an increase of the autophagic flux. Moreover, tryptophan supplementation and RNA interference directed against GCN2 inhibit IFN.-induced autophagy. Finally,autophagy regulates the secretion of inflammatory cytokines and growth factors in response to IFN..In conclusion, we characterized in this work original mechanisms that regulate inflammatory and angiogenic responses by the UPR and autophagy in response to ischemic and immunological stress in tubular renal human epithelium.

Les néoplasmes neuroendocrines gastro-entéro-pancréatiques (NNE GEP) représentent un groupe de tumeurs rares se développant à partir des cellules neuroendocrines de l'organisme. L'arsenal thérapeutique disponible aujourd'hui pour les NNE GEP reste faible, même s'il s'est étoffé au cours de ces dix dernières années avec l'arrivée des thérapies ciblées (inhibiteurs de mTOR et de tyrosine-kinase). Cependant, ces traitements présentent des résistances qui conditionnent leur efficacité et aucun biomarqueur permettant de sélectionner les patients répondeurs à ces traitements ou d'anticiper le développement de résistances n'est connu. Identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et comprendre les mécanismes de résistance est donc un enjeu dans le traitement des NNE GEP. Nos travaux montrent que les cellules de NNE GEP soumises à l'hypoxie ou la déplétion en glucose activent l'Unfolded Protein Response (UPR) et que la voie PERK favorise la survie cellulaire. De plus, la modulation de la réponse UPR (via des inhibiteurs ou inducteurs de l'UPR) diminue la croissance tumorale dans un modèle murin de dissémination métastatique de NNE GEP. Nous avons également découvert qu'un inhibiteur de mTOR, la rapamycine, permet d'activer préférentiellement la voie PERK de l'UPR, favorisant la survie des cellules traitées par la rapamycine. Ces résultats montrent l'intérêt de cibler la réponse UPR dans le traitement des NNE GEP. De plus, nous suggérons la mise en place d'un mécanisme de résistance aux inhibiteurs de mTOR impliquant la voie PERK. Si ces résultats se confirment in vivo et ex vivo, l'association d'un inhibiteur de mTOR et d'un inhibiteur de PERK pourrait palier aux phénomènes de résistance rencontrés avec les inhibiteurs de mTOR dans les NNE GEP / Gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms (GEP NEN) are defined as rare neoplastic lesions developing from neuroendocrine cells. Therapeutic options available for GEP NEN are scarce, although targeted therapies such as mTOR or tyrosine-kinase inhibitors provide new opportunities. However, tumor cells develop resistances to these treatments, which reduce their effectiveness. To date, no biomarker is available to select patients responding to these treatments or to anticipate the development of resistances. Identifying new therapeutic targets and understanding mechanisms of resistance are therefore a relevant issue in the treatment of GEP NEN.We found that GEP NEN cells induce the Unfolded Protein Response (UPR) when subjected to hypoxia or glucose depletion, and that PERK pathway promotes cell survival. Modulation of the UPR thanks to UPR inhibitors or inducers decreases tumor growth in a murine model of metastatic dissemination of GEP NEN. Moreover, the mTOR inhibitor rapamycin preferentially induces PERK arm of the UPR, thereby promoting survival of rapamycin-treated cells. These results show the interest in targeting the UPR in the treatment of NNE GEP. In addition, we here suggest a new resistance mechanism to mTOR inhibitors involving PERK pathway. If these results are confirmed in vivo and ex vivo, the combination of mTOR inhibitor and PERK inhibitor could overcome mTOR inhibitors resistances in GEP NEN

La progression tumorale repose sur l'acquisition progressive d'anomalies génétiques qui vont conduire à la prolifération dérégulée de ces cellules. Il existe cependant des systèmes de protection contre cette progression tumorale que l'on appelle systèmes de sauvegarde. Ainsi, pour se transformer, la cellule tumorale doit franchir ces barrières anti-tumorales. Les résultats de mon travail de thèse, qui avait pour objectif initial d'identifier les altérations moléculaires précoces de l'oncogenèse, m'ont permis de mettre en évidence un nouveau mécanisme de sauvegarde anti-tumoral. Pour cette étude, un modèle d'étude in vitro de l'initiation et de la progression tumorale déclenchée par l'oncogène RET développé par notre équipe a été utilisé. Grâce à l'utilisation de ce système, nous avons pu montrer que le Réticulum Endoplasmique (RE) est un senseur efficace de l'altération du métabolisme glucidique déclenchée par les signalisations oncogéniques, et que le stress qu'il subit alors, conduit à l'apoptose. Ce travail a permis de mettre mis en évidence que les cellules malignes qui franchissent cette barrière peuvent alors bénéficier d'un effet pro-tumorale du SRE. Ainsi, les résultats présentés dans ce manuscrit offrent une meilleure compréhension du rôle complexe que joue le SRE dans la cancérogénèse / Carcinogenesis involves not only inactivation of tumourigenesis barriers, but also alterations in energy metabolism to fulfil the synthetic and bioenergetic requirements for fast and uncontrolled growth. Our study supports a model in which the ER acts as a node between altered glucose metabolism and tumourigenesis barriers. This major site in the cell for protein folding and maturation, can sense glucose limitation that results from oncogenic-mediated increased glucose demand, and consequently trigger unfolded protein response-dependent apoptosis. As such, the ER functions as a surveillance mechanism that suppresses the emergence of tumour cells. Overcoming this early barrier involves a specific attenuation of the pro-apoptotic PERK-CHOP branch of the unfolded protein response, a cellular adaptation that in turn may favour malignant progression. These observations bring new insights into the complex role of the unfolded protein response during tumourigenesis