Τα αρνητικά και θετικά κατά Gram βακτήρια E. coli και S. αureus αντίστοιχα αναγνωρίζονται και δεσμεύονται στην επιφάνεια των αιμοκυττάρων της C. capitata. Η πρόσδεση των βακτηρίων ενεργοποιεί τόσο τις β1 ιντεγκρίνες, όσο και σηματοδοτικά μονοπάτια που περιλαμβάνουν τα μόρια μεταγωγής σήματος Ras, FAK, Src και MAP κινάσες. Οι παραπάνω ενεργοποιήσεις, σε συνδυασμό με τη συμμετοχή του κυτταροσκελετού της ακτίνης και της τουμπουλίνης, καταλήγουν στην επαγωγή της έκκρισης μορίων απαραίτητων για την κυτταροφαγία των βακτηρίων που είναι και το τελικό αποτέλεσμα των παραπάνω διαδικασιών. Τα σφαιρίδια λάτεξ -αλλά και πιθανόν και άλλοι αβιοτικοί παράγοντες- παρότι δεν έχουν καμία προηγούμενη εξελικτική σχέση με τα αιμοκύτταρα, ως σύγχρονο προϊόν της ανθρώπινης γνώσης, αναγνωρίζονται και δεσμεύονται στην επιφάνεια των αιμοκυττάρων από άγνωστους μέχρις στιγμής υποδοχείς. Η κυτταροφαγία τους προωθείται μέσω ενεργοποίησης σηματοδοτικών μονοπατιών που περιλαμβάνουν την ενεργοποίηση των μορίων FAK, Src και MAP κινασών καθώς και με τη συμμετοχή του κυτταροσκελετού της ακτίνης και της τουμπουλίνης. Ο LPS αναγνωρίζεται και δεσμεύεται στην επιφάνεια των αιμοκυττάρων, ενεργοποιεί άγνωστους μέχρις στιγμής υποδοχείς και διαμέσου σηματοδοτικών μονοπατιών που περιλαμβάνουν τις Ras, ενεργοποιεί τις MAP κινάσες και το σύστημα της έκκρισης. Αν και ενεργοποιεί και τις τρεις MAP κινάσες, μόνο η ERK και η p38 απαιτούνται τόσο στη διαδικασία της έκκρισης, όσο και στη διαδικασία της ενδοκυττάρωσής του. Η FAK, αν και ενεργοποιείται από τον LPS, δεν εμπλέκεται στην διαδικασία της ενδοκυττάρωσής του. Τα παραπάνω δείχνουν ότι τα αιμοκύτταρα έχουν αναπτύξει διακριτούς μηχανισμούς για την κυτταροφαγία των παθογόνων, των μικρομορίων και των αβιοτικών παραγόντων, γεγονός που δείχνει την ικανότητα εξέλιξης των εντόμων έτσι ώστε να καλύπτουν τις ανάγκες της επιβίωσή τους. / Gram negative and positive bacteria E. coli and S. αureus respectively, are recognized and binded on C. capitata hemocyte surface. After binding, they activate β1 integrins and intracellular signalling pathways involving the kinases Ras, FAK, Src and MAP. This signal transduction, with the participation of the cytoskeleton of actin and tuboulin, leads to a regulated secretion that is a prerecuisite for phagocytosis. Latex beads and probably other abiotic factors, despite having no previous evolutionary relation to the hemocytes being a new product of human knowledge, are recognized and binded on hemocyte surface by so far unknown receptors. They activate intracellular signalling pathways that involves FAK, Src and MAP kinases and promote -with the participation of actin and tuboulin cytoskeleton- their phagocytosis. LPS is recognized and binded on hemocyte surface and activates so far unknown receptors and through unknown intracellular signalling pathways involving Ras, activates the MAP kinases and the regulated secretion. Although it activates all three MAPKs, only the ΕΡΚ and p38 are required not only for the secretion, but also for its internalization. Although FAK is activated by LPS, does not get involved in the process of its internalization. All the above mentioned results indicate that the hemocytes have developed distinct mechanisms for phagocytosis of pathogens, micromolecules and abiotic factors, a fact that underlines insects evolutionary adaptations, so that they can survive.

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). Trois isoformes R (p85?, p85? et p55?) et quatre isoformes C (p110?, p110?, p110? et p110?) sont connues. Nous avons démontré préalablement chez les entérocytes humains que la PI3-K performe des rôles différenciation-spécifiques dans la suppression d'anolkose médiée par la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src. Cependant, comme dans la plupart des études concernant la PI3-K, les considérations pour les distinctions entre les isoformes sont négligées. L'hypothèse de la présente étude est donc que les isoformes PI3-K performent des rôles distincts au niveau de la régulation de la survie et de la suppression d'anoïkose médiées par la signalisation intégrines ?1/Fak/Src et ce, selon l'état de différenciation entérocytaire. Les objectifs de l'étude étaient les suivants : 1) Confirmer, valider et compléter la détermination des profils d'expression des isoformes et de complexes isoformes PI3-K chez les entérocytes indifférenciés et différenciés; 2) Analyser l'engagement de chacun des complexes isoformes PI3-K par la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src selon l'état de différenciation entérocytaire; 3) Analyser les contributions de chacune des isoformes au niveau de l'activation d' Akt-1 et de la promotion de la survie selon l'état de différenciation entérocytaire; et 4) Analyser l'impact d'une surexpression des isoformes R chez les entérocytes indifférenciés au niveau de l'activation d'Akt-1 et de la résistance à l'anoikose. Nos résultats indiquent que: 1) les profils d'expression d'isoformes régulatrices et catalytiques PI3-K sont distincts selon l'état de différenciation; 2) des profils distincts de complexes isoformes PI3-K prédominants sont également retrouvés selon l'état de différenciation; 3) des complexes isoformes PI3-K également distincts sont recrutés/engagés par la signalisation Fak/Src; .4) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K influence distinctement sur l'activation d'Akt-1, l'effecteur principal de la PI3-K et ce, selon l'état de différenciation; 5) l'inhibition spécifique (pharmacologique ou via siARN) de complexes isoformes PI3-K induit 1'apoptose/anoikose de manière isoforme-distincte et différenciation-spécifique; et 6) la surexpression de certaines isoformes régulatrices confère une certaine mesure de résistance à l'apoptose, et peut même, dans certains cas conférer une mesure additionnelle de résistance à l'anoikose. Mises ensembles, les données de cette étude supportent fortement le principe d'une participation de la PI3-K qui varie selon l' isoforme et en fonction de l'état de différenciation dans la signalisation intégrines ? 1 /Fak/Src de promotion de survie et de suppression d' andikose, chez les entérocytes humains.

T cells are central regulators of adaptive immunity in infectious and pathophysiological diseases. The activation of T cells is regulated by the T cell antigen receptor (TCR) and co-stimulatory receptors like toll-like receptor 2 (TLR2). These receptors activate distinct and overlapping intracellular signaling pathways that ultimately shape T cell responses. Therefore, studies that elucidate the molecular mechanisms of signal transduction downstream of receptors like the TCR and TLR2 will highlight key pathways required for T cell activation. These pathways could then be clinically targeted to alter dysfunctional T cell responses that promote many human diseases. Focal adhesion kinase (FAK) and proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) are two tyrosine kinases activated by multiple surface receptors expressed on T cells. FAK and Pyk2 signaling regulate cell morphology, migration, adhesion, proliferation, and survival in other cell types. However, their functions in T cells are not well-described. Because FAK and Pyk2 functions are dysregulated in many disease states, it is important to understand their function in human T cells so that clinicians can safely target these kinases to treat various disorders. The studies described in this dissertation aim to more fully elucidate how FAK and Pyk2 control T cell activation mediated by the TCR. We used recombinant microRNAs or kinase inhibitors to transiently suppress FAK and Pyk2's expression or enzymatic function in human T cells. In doing so, several novel functions of FAK and Pyk2 were uncovered. In Chapter III, we revealed that FAK is a negative regulator of TCR signal transduction and function. Interestingly, in contrast to its function in other immune cell lineages, the work described in Chapters III and IV demonstrates that FAK is not required to regulate actin cytoskeletal responses downstream of the TCR. The data presented in Chapter IV demonstrate that Pyk2 regulates TCR-mediated actin cytoskeleton reorganization. This function appears to be linked to Pyk2's scaffolding function and not its enzymatic activity. In Chapter V, we demonstrated that the catalytic function of Pyk2 controls phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) activation in human T cells. Together, these data revealed that FAK and Pyk2 serve distinct functions in TCR signal transduction, actin cytoskeletal rearrangement, and effector responses. TCR-driven cytokine production and proliferation are enhanced when T cells are concurrently activated via TLR2 ligands. In Chapter VI, we describe the signaling pathways that TLR2 activates in human T cells, and we characterize how TCR and TLR2 signals converge to augment T cell responses. In contrast to studies performed using isolated murine T cells, we demonstrated that TLR2 does not activate nuclear-factor kappa B in human T cells. Instead, we found that TCR and TLR2 co-ligation selectively augments extracellular signal-related kinase 1 (Erk1)/Erk2 and Akt activation in human T cells. Thus, TLR2 co-stimulates murine and human T cells via distinct signaling mechanisms.

Astrocyte-derived ciliary neurotrophic factor (CNTF) promotes adult subventricular zone (SVZ) neurogenesis. We found that focal adhesion kinase (FAK) and JNK, but not ERK or P38, repress CNTF in vitro. Here, we defined the FAK–JNK pathway and its regulation of CNTF in mice, and the related leukemia inhibitory factor (LIF) and interleukin-6 (IL-6), which promote stem cell renewal at the expense of neurogenesis. Intrastriatal injection of FAK inhibitor, FAK14, in adult male C57BL/6 mice reduced pJNK and increased CNTF expression in the SVZ-containing periventricular region. Injection of a JNK inhibitor increased CNTF without affecting LIF and IL-6, and increased SVZ proliferation and neuroblast formation. The JNK inhibitor had no effect in CNTF−/− mice, suggesting that JNK inhibits SVZ neurogenesis by repressing CNTF. Inducible deletion of FAK in astrocytes increased SVZ CNTF and neurogenesis, but not LIF and IL-6. Intrastriatal injection of inhibitors suggested that P38 reduces LIF and IL-6 expression, whereas ERK induces CNTF and LIF. Intrastriatal FAK inhibition increased LIF, possibly through ERK, and IL-6 through another pathway that does not involve P38. Systemic injection of FAK14 also inhibited JNK while increasing CNTF, but did not affect P38 and ERK activation, or LIF and IL-6 expression. Importantly, systemic FAK14 increased SVZ neurogenesis in wild-type C57BL/6 and CNTF+/+ mice, but not in CNTF−/− littermates, indicating that it acts by upregulating CNTF. These data show a surprising differential regulation of related cytokines and identify the FAK–JNK–CNTF pathway as a specific target in astrocytes to promote neurogenesis and possibly neuroprotection in neurological disorders.

We defined how blood-derived vitronectin (VTN) rapidly and potently activates leukemia inhibitory factor (LIF) and pro-inflammatory interleukin 6 (IL-6) in vitro and after vascular injury in the brain. Treatment with VTN (but not fibrinogen, fibronectin, laminin-111 or collagen-I) substantially increased LIF and IL-6 within 4 h in C6-astroglioma cells, while VTN-/- mouse plasma was less effective than that from wild-type mice. LIF and IL-6 were induced by intracerebral injection of recombinant human (rh)VTN in mice, but induction seen upon intracerebral hemorrhage was less in VTN-/- mice than in wild-type littermates. In vitro, VTNeffects were inhibited by RGD, αvβ3 and αvβ5 integrin-blocking peptides and antibodies. VTN activated focal adhesion kinase (FAK; also known as PTK2), whereas pharmacological- or siRNA-mediated inhibition of FAK, but not PYK2, reduced the expression of LIF and IL-6 in C6 and endothelial cells and after traumatic cell injury.Dominant-negative FAK (Y397F) reduced the amount of injury-induced LIF and IL-6. Pharmacological inhibition or knockdown of uPAR (also known as PLAUR), which binds VTN, also reduced cytokine expression, possibly through a common target of uPAR and integrins. We propose that VTN leakage into tissues promotes inflammation. Integrin-FAKsignaling is therefore a novel IL-6 and LIF regulation mechanism relevant to the inflammation and stem cell fields.

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FAK (kinase d’adhésion focale) est une protéine tyrosine kinase cytoplasmique, qui a un rôle clé dans la cascade de signalisation médiée par les intégrines et les récepteurs aux facteurs de croissance. Elle régule de nombreux processus cellulaires et le dérèglement de ce système est impliqué dans de nombreuses pathologies, en particulier dans les cancers. L’implication de FAK aux différentes étapes de la progression tumorale ne peut plus être remise en question, pourtant aucun inhibiteur n’est utilisé aujourd’hui en clinique. D’autre part certaines zones d’ombre restent encore dans les différents rôles de FAK et des inhibiteurs sélectifs devraient permettre de les étudier. Nous avons donc choisi de développer une première famille d’inhibiteurs de FAK de type diarylamino-1,3,5-triazinique à partir des données structurales pour accéder à une petite banque de composés. L’étude de cette première série et notamment les résultats de co-cristallisation nous ont permis de concevoir quatre nouvelles familles, plus originales d’inhibiteurs de l’activité kinase de FAK, dont le meilleur composé présente une CI50 de 35 nM. Les meilleurs inhibiteurs de FAK obtenus présentent un fort potentiel anti-angiogénique sur les cellules HUVEC en termes de croissance et formation de microvaisseaux. Certains dérivés possèdent un fort effet anti-tumoral, de l’ordre de 20 nM pour les meilleurs, sur plusieurs modèles cellulaires cancéreux (ex: glioblastome, cancer du côlon, …). Par ailleurs, certains de nos inhibiteurs de FAK ont montré une restauration de la sensibilité à TRAIL (Tumor-necrosis-factor Related Apoptosis Inducing Ligand) des cellules cancéreuses résistantes (PANC-1, MCF-7 et SKOV-3). / FAK (Focal Adhesion Kinase) is a non-receptor protein tyrosine kinase. FAK participates in growth factor receptor-mediated and integrin signaling pathway and plays essential roles in many cellular functions and the dysfunction of this system is involved in many pathologies, in particular in cancer. The implication of FAK in the various stages of the tumoral progress is widely studied but no inhibitors are used in therapy today. And some roles of FAK need to be clarify ant that why we need to develop selective inhibitors of FAK. As a part of our research program aimed at the development for new inhibitors of FAK, we have synthesized a series of novel diarylamino-1,3,5-triazine derivatives. The study of this first series in particular the structural studies allowed us to design four new families, more original of FAK inhibitors with an IC50 of 35 nM for the best compounds. This compounds show a high angiogenic potential on HUVEC cells and anti-tumor activity on a variety of cellular models (eg : colon, brain). Besides, some of our inhibitors of FAK restores sensitivity to TRAIL-induced apoptosis in resistant cancer cells line (PANC-1, MCF-7 and SKOV-3).

Cette thèse traite du rôle de la protéine FAK (Focal Adhésion Kinase) dans les mécanismes d'invasion cellulaire. / This thesis is about the role of the protein FAK (Focal Adhesion Kinase) in the cellular mechanisms of invasion.

Die vorgelegte Dissertationsschrift dient der Identifizierung des Mechanismus, über welchen neonatale Kardiomyozyten der Ratte biaxialen zyklischen Stretch wahrnehmen. Angriffspunkt dafür bildeten sowohl Stretch Activated Ion Channels (SAIC) als auch die mit Integrinen assoziierte Focal Adhesion Kinase (FAK). Die Inhibition der SAIC erfolgte mit Gadolinium und eine Blockade der FAK konnte durch den FAK-Inhibitor II erreicht werden. Eigens angelegte Zellkulturen wurden unter definierten Parametern für 24 Stunden unter Einwirkung genannter Stoffe gestretcht und anschließend einer Analyse mittels Immunfluoreszenz und Western Blot unterzogen. Gestretchte Kardiomyozyten richteten sich schräg zur Achse der einwirkenden Kraft aus und wiesen eine Polarisierung von Connexin 43 auf, außerdem zeigte sich dessen gesteigerte Expression. Durch die Blockade der FAK konnte lediglich eine aufgehobene Polarisierung von Connexin 43 bei unveränderter Expression und Ausrichtung der Kardiomyozyten festgestellt werden. Auch die Mikrotubuli veränderten nach Stretch ihre Orientierung bezogen auf die Zellachse. Die zunächst annähernde Parallelität der Fasern zeigte sich nach Inhibition der FAK deutlich aufgelockert. Für die Aktinfilamente konnte dies nicht nachgewiesen werden. Die Integrine dienen demnach der Wahrnehmung von Stretch und vermitteln die Polarisierung von Connexin 43 sowie die Orientierung der Mikrotubuli über die FAK. Für die anderen genannten Prozesse ist die Aktivierung eines FAK-unabhängigen Integrin-Signalweges denkbar. Gadolinium hatte insgesamt keinen Effekt auf beschriebene Veränderungen, sodass ein Einfluss der SAIC auf Stretch-induzierte Veränderungen in Kardiomyozyten ausgeschlossen werden konnte. Gleichzeitig konnte durch die Beobachtung der Polarisierung von Microtubule Organizing Center, Kinesin und Golgi-Apparat die Hypothese der sich durch Stretch orientierenden neonatalen Kardiomyozyte unterstützt werden, welche die Voraussetzung für die Anordnung von Connexin 43 an den Zellpolen darstellen könnte. Sowohl die Selbstorganisation des Myokards im Rahmen der Embryogenese als auch die Pathophysiologie verschiedener kardialer Erkrankungen könnte dadurch womöglich besser verstanden werden.

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