Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Lille 1 : 2001. / Textes en français et en anglais. Résumé en français. Bibliogr. f. 59-77. Notes bibliogr.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1999. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse (Ph. D)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. 241-260. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2002. / Dans le titre, le chiffre 1 est en indice. Bibliogr.: f. 114-130. Publié aussi en version électronique.

ERM est un facteur de transcription de la famille ETS appartenant au groupe PEA3 qui joue un rôle important dans divers processus biologiques dont la tumorigenèse mammaire. La régulation de son activité transcriptionnelle nécessite des modifications post-traductionnelles et des interactions avec des partenaires. Nous avons mis au point différentes techniques de chromatographie d’affinité dans le but d’identifier de nouveaux partenaires d’ERM. Parmi ceux-ci, trois ont été confirmés comme partenaires directs d’ERM : la protéine CoAA (CoActivator Activator) et les protéines MED23 et MED25. MED23 et MED25 sont des sous-unités du médiateur, complexe qui régule la transcription en intégrant les signaux entre des facteurs de transcription et la machinerie transcriptionnelle. Nous avons démontré que ces protéines interagissent in vitro et in vivo avec ERM et sont nécessaires à l’activation transcriptionnelle induite par ce facteur de transcription. Toutefois, ces sous-unités ont une capacité différente de recrutement du médiateur sur ERM in vitro.La ribonucléoprotéine CoAA régule l’expression de certains gènes et l’épissage alternatif des ARN messagers. CoAA interagit in vitro et in vivo avec ERM. L’activité d’ERM est augmentée par la surexpression de CoAA tandis qu’elle est diminuée par sa sous-expression. Cette activation médiée par CoAA est liée à une modulation du taux de sumoylation d’ERM. Ces travaux ont permis de définir de nouvelles voies de régulation de l’activité transcriptionnelle d’ERM et des autres membres du groupe PEA3. Il reste maintenant à préciser les mécanismes impliqués dans la modulation de l’activité des membres du groupe PEA3 par ces nouveaux interacteurs. / ERM is an ETS transcription factor which belongs to the PEA3 group and is involved in several processes such as migration and dissemination during organogenesis and cancer development. Regulation of its transcriptional activity requires post-translational modifications and interactions with partner proteins. In order to identify new ERM partners, we have developed various affinity chromatography techniques to isolate new potential partners. Among these candidates, CoAA (CoActivator Activator), MED23 and MED25 directly interact with ERM.MED23 and MED25 are subunits of the mediator. The mediator is a 30 sub-units multi-protein complex which mediates signals from transcription factors bound at upstream promoter elements or enhancers to RNA polymerase II and the general initiation factors bound at the core promoter. We found that MED23 and MED25 interact with ERM in vitro and in vivo and are required for transcriptional activation induced by ERM. However, these sub-units display various ability to recruit the mediator on ERM in vitro. The heterogeneous nuclear ribonucleoprotein-like protein CoAA regulates gene expression and RNA splicing. We demonstrated that ERM interacts in vitro and in vivo with CoAA. ERM transcriptional activity is enhanced upon CoAA overexpression and is decreased by CoAA knock-down. We demonstrated that CoAA modulates ERM transcriptional activity by decreasing sumoylated ERM levels. This work demonstrated new ways to regulate the activity of ERM and the two other PEA3 group members. The molecular mechanisms involved in the modulation of PEA3 member activity by these partners remain to be clarified.

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est nouvellement caractérisée par une élévation de la pression artérielle pulmonaire moyenne au-dessus de 20mmHg, une pression capillaire pulmonaire inférieure à 15 mmHg et une résistance vasculaire pulmonaire supérieure ou égale à 3 unités Wood. Cette élévation de la pression et de la résistance vasculaire pulmonaire entraine une hypertrophie cardiaque droite et peut éventuellement mener à la mort prématurée des patients. L’augmentation de la résistance vasculaire est causée par une vasoconstriction et un remodelage important des artères pulmonaires distales, due en grande partie à une prolifération excessive et une résistance à l’apoptose des cellules musculaires lisses d’artères pulmonaires (PASMCs), mais également d’autres cellules constituant la paroi des artères pulmonaires distales telles que les cellules endothéliales et les fibroblastes. Malheureusement, les traitements actuellement disponibles sont limités et ne permettent pas une rémission complète de la maladie. Dans le cancer, le facteur de transcription FOXM1 est fréquemment surexprimé et a été décrit comme un régulateur important de plusieurs processus cellulaires tels que la prolifération, l’inflammation et la réparation des dommages à l’ADN, favorisant le développement et la progression tumorale. Considérant les similitudes entre les PASMCs HTAP et les cellules cancéreuses, nous avons posé l’hypothèse qu’une surexpression de FOXM1 favorise le phénotype des PASMCs HTAP et que son inhibition pourrait représenter une nouvelle cible thérapeutique potentielle. Lors de cette étude, nous avons démontré que FOXM1 est surexprimé dans les PASMCs isolées et dans les poumons de patients HTAP comparativement aux individus témoins, de même que dans différents modèles précliniques. Nous démontrons que la diminution de l’expression de miR-204 observée en HTAP est en partie responsable de la surexpression de FOXM1. L’inhibition moléculaire de FOXM1 par ARN interférant et son inhibition pharmacologique à l’aide de la thiostrepton diminue in vitro la prolifération cellulaire et la résistance à l’apoptose. In vivo, l’administration de la thiostrepton permet d’améliorer l’HTAP établie dans deux modèles. L’amélioration des données hémodynamiques est associée à une diminution du remodelage vasculaire. Nous avons montré que la réversion du phénotype HTAP des PASMCs est attribuable à la diminution de l’expression du facteur anti-apoptotique Survivin et de NBS1, membre du complexe MRN impliqué dans la reconnaissance des dommages à l’ADN, entrainant une diminution de l’activation de voie de réparation des dommages à l’ADN. Nous avons par la présente étude démontré pour une première fois l’implication de FOXM1 dans l’étiologie de l’HTAP et l’intérêt de cibler cette protéine dans le développement de futures thérapies. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive vascular disease newly characterizedby increased mean pulmonary artery pressure above 20 mmHg, capillary pressure under 15mmHg and vascular resistance above or equal to 3 Wood units. This increase in pressure leads to right heart hypertrophy, failure and, eventually, premature death. Increased vascular resistance is caused by vasoconstriction and remodeling of the distal pulmonary arteries, mainly due to excessive proliferation and resistance to apoptosis of pulmonary artery smooth muscle cells (PASMCs), but also from other cells found in the vascular wall such as endothelial cells and fibroblasts. Despite recent advances made in understanding the cellular mechanisms involved in PAH etiology, available treatments remain limited and do not provide a complete cure. In cancer, transcription factor FOXM1 is frequently overexpressed and has been described as a master regulator of multiple cellular process such as proliferation, inflammation and DNA damage repair signaling, thus promoting tumor development and progression. Because of the similarities between PAH-PASMCs and cancer cells, we hypothesized that overexpression of FOXM1 promotes cell proliferation and resistance to apoptosis in PAH and that its inhibition could represent a new therapeutic target. In this study, we demonstrated that FOXM1 is overexpressed in isolated PASMCs and total lung from PAH patients compared to controls as well as in two preclinical animal models. Decreased expression of miR-204 in PAH-PASMCs accounts for FOXM1 overexpression. Molecular (siRNA) and pharmacological inhibition of FOXM1 using thiostrepton decrease cell proliferation and resistance to apoptosis. Daily administration of thiostrepton improves established PAH in two animal models. Improved hemodynamic data are associated with decreased vascular remodeling. We demonstrated that reversal of PAH phenotype is in part due to the downregulation of anti-apoptotic factor Survivin and NBS1, member of the MRN complex involved in DNA damage recognition, which impairs activation of DNA damage repair signaling. With this study, we demonstrated for the first time that FOXM1 is involved in PAH etiologyand the interest in targeting FOXM1 for the development of futures therapies.

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une pathologie vasculaire résultant de l’obstruction des artères pulmonaires distales. L’obstruction de ces artères conduit à une augmentation drastique de la pression artérielle pulmonaire au-delà du niveau physiologique (≥ 25 mmHg), entrainant une adaptation pathologique du cœur droit. En effet, le cœur droit deviendra incapable de compenser cette augmentation de pression, ce qui conduira à l’arrêt cardiaque et la mort du patient. Jusqu’à présent, les traitements ont permis une amélioration de la qualité de vie des patients, mais aucun ne permet de soigner cette maladie. L’obstruction des artères pulmonaires observées chez les patients atteints d’hypertension artérielle pulmonaire s’explique, notamment, par l’acquisition d’un phénotype prolifératif des cellules musculaires lisses (CML) de ces artères. Précédemment, le laboratoire a démontré le rôle majeur de la diminution du micro-ARN 204 dans l’acquisition de ce phénotype des CML. Cette même diminution est observée dans les maladies vasculaires systémiques où elle conduit à l’acquisition d’un phénotype calcifiant des CML en permettant l’expression du facteur de transcription ostéogénique RUNX2. Durant ma thèse, j’ai investigué le rôle de la surexpression du facteur de transcription RUNX2 régulé par le micro-ARN 204 dans les CML des artères pulmonaires de patients atteints d’HTAP. Ce projet a permis de démontrer le rôle central de RUNX2 dans l’HTAP non seulement en participant à l’acquisition du phénotype prolifératif des CML, mais également en favorisant la transition phénotypique des CML vers un phénotype calcifiant conduisant à la formation de lésions calcifiantes. De plus, la diminution de l’expression de RUNX2 dans un modèle murin sugen/hypoxie d’HTAP permet l’amélioration des paramètres histologiques et hémodynamiques de l’HTAP, faisant de RUNX2 une cible thérapeutique prometteuse. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a pulmonary vascular disease that drives the narrowing of distal pulmonary arteries. Pulmonary artery narrowing leads to an increase in the pulmonary arterial pressure above 25 mmHg. In order to compensate this increased pressure, the right ventricle undergoes a pathological adaptation. Shortly, the right ventricle becomes unable to compensate this increase leading to right heart failure and patient’s death. So far, PAH treatment has allowed significant improvement for patient’s life quality but none of them can cure the disease. Distal pulmonary artery narrowing is due, at least in part, to the acquisition of a proliferative phenotype of the smooth muscle cell (SMC). Previously, the laboratory has demonstrated the down-regulation of the micro-RNA 204 in the SMC and its major role in the acquisition of this proliferative phenotype. Interestingly, the same down-regulation is observed in systemic vascular disease where it leads to the acquisition of a calcifying phenotype of the SMC by allowing the expression of the osteogenic transcription factor RUNX2. During my thesis, I investigated the role of RUNX2 up-regulation in pulmonary artery SMC allowed by the down-regulation of the micro-RNA 204. This project uncovered a critical role for RUNX2 in PAH, not only by participating to the acquisition of SMC proliferative phenotype but also by allowing the acquisition of a calcifying phenotype of the SMC. Furthermore, targeting RUNX2 in a Sugen/hypoxia rat model of PAH reverse histologic and heomodynamic PAH phenotype, making RUNX2 an attractive therapeutic target.

Le myélome multiple est un cancer incurable caractérisé par une accumulation de plasmocytes malins dans la moelle osseuse. Récemment, nous avons découvert que l'expression forcée du facteur de transcription PAX5 (paired box protein 5) dans des lignées cellulaires humaines de myélome multiple induisait une forte diminution de la viabilité cellulaire. Des viabilités de près de 50% ont été observées dans les lignées cellulaires de myélome multiple RPMI-8226 et U266 aux jours quatre et sept respectivement après l'infection de ces cellules par un vecteur adenoviral codant pour PAX5. Nous avons constaté que la mortalité était due à l'apoptose induite par une baisse de MCL-1 (myeloid cell leukemia-1). La spécificité de cet effet a été démontrée grâce à des lignées cellulaires de leucémie à plasmocytes, lignées cellulaires dont la viabilité ne variait pas suite à l'expression forcée de PAX5, suggérant ainsi une nouvelle avenue de traitement du myélome multiple.

Thèse de doctorat : Bioinformatique : Evry-Val d'Essonne : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Lmx1a et Lmx1b sont des facteurs de transcription connus pour leur rôle au cours du développement des neurones dopaminergiques du mésencéphale (mDA). Ils ont été montrés comme essentiels à chacune des étapes de différentiation des progéniteurs en neurones dopaminergiques matures. Des études récentes ont également mis en évidence l'importance de ces deux facteurs de transcription dans les neurones dopaminergiques chez l'adulte. Lmx1a/b sont impliqués dans la régulation de gènes mitochondriaux ainsi que dans l'autophagie. Cependant, jusqu'à présent, rien n'est connu sur le rôle de Lmx1a/b dans les neurones dopaminergiques post-mitotiques. Le but de cette thèse est d'élucider le rôle de Lmx1a/b dans les neurones dopaminergiques matures. L'analyse des projections axonales dopaminergiques de souris doubles conditionnelles mutantes (cKO) pour Lmx1a/b a mis en évidence un défaut de guidage axonal confirmant le rôle essentiel de ces deux facteurs de transcription dans la formation des circuits dopaminergiques. Afin d’identifier précisément les molécules impliquées dans la régulation du système dopaminergique des techniques adaptées doivent être développées pour déterminer les principaux acteurs régulés par Lmx1a/b. À cette fin, nous avons mis au point une technique de marquage immunohistochimique rapide de la tyrosine hydroxylase (TH, enzyme nécessaire à la synthèse de la dopamine) sur des sections de mésencéphale de souris afin de délimiter la région d’intérêt. Par la suite, nous utilisons une technique de microdissection au laser afin de spécifiquement récolter les cellules dopaminergiques du mésencéphale pour réaliser un profil d'expression génique. Un premier article de méthodologie a été publié concernant cette technique. Cette procédure menée sur des souris cKO pour Lmx1a et Lmx1b et leurs contrôles associés a permis de mettre en évidence des gènes régulés par Lmx1a et Lmx1b tels que Plxnc1. Plxnc1 est une protéine de guidage axonal ayant pour ligand la sémaphorine 7a (Sema7a). Afin d'observer si la régulation de Plxnc1 par Lmx1a/b est à l'origine du défaut de guidage axonal observé chez les souris cKO pour Lmx1a/b, nous avons réalisé une analyse in vitro de l’effet de la Sema7a sur les axones d'explants mDA. Notre étude a montré un effet chimiorépulsif de la Sema7a pour les axones des neurones mDA exprimant Plxnc1. De plus, l’étude de souris Sema7a KO montre une augmentation de l’innervation DA dans la partie dorsale du striatum, partie exprimant Sema7a chez des souris contrôles. Ce phénotype met en évidence une chimiorépulsion induite par l’interaction Sema7a/Plxnc1. L’étude de souris surexprimant Plxnc1 a, quant à elle, montré une perte d’innervation DA dans la partie dorsale du striatum. En effet, la majorité des cellules du mésencéphale se mettent à exprimer Plxnc1, les rendant ainsi sensibles à la chimiorépulsion induite par Sema7a. L’ensemble de ces résultats met en évidence l’importance de la régulation de la protéine de guidage axonal Plxnc1 par Lmx1a/b pour l'innervation des cibles du mésencéphale. La répression de Plxnc1 dans les neurones dopaminergiques de la substance noire pars compacta (SNpc) semble nécessaire à l’innervation du striatum dorsal riche en Sema7a. Cette étude est la première à identifier les bases moléculaires du guidage axonal expliquant la ségrégation des voies mDA nigrostriée et mésolimbique, et devrait contribuer à améliorer l'efficacité des thérapies cellulaires pour la maladie de Parkinson. Un second article sera soumis prochainement sur le rôle des facteurs de transcription Lmx1a/b dans les neurones dopaminergiques post-mitotiques du mésencéphale. La principale caractéristique histopathologique de la maladie de Parkinson est la dégénérescence des neurones mDA de la SNpc. La thérapie de remplacement cellulaire utilisant des neurones dopaminergiques nouvellement générés à partir de cellules souches représente une thérapie prometteuse. Cependant, la mauvaise innervation des neurones nouvellement greffés limite le succès des études de transplantation. L’identification de facteurs régulant la connectivité des neurones mDA devient primordiale pour élucider les mécanismes impliqués dans la mise en place du système dopaminergique. C'est pourquoi, dans une derniere partie, afin d'illustrer cette possibilité d'amélioration d'une thérapie de remplacement cellulaire, j’ai réalisé l’implantation de cellules souches différenciées en neurones dopaminergiques dans un modèle de souris lésées à la 6-hydroxydopamine (6OHDA). Les cellules nouvellement réimplantées sont de type SNpc, en raison de l'infection par un vecteur viral induisant l'inhibition de l'expression de Plxnc1. / Lmx1a and Lmx1b are transcription factors known for their role in the development of midbrain dopamine neurons (mDA). They were shown as essential for each stage of differentiation from progenitors to mature dopaminergic neurons. Recent studies have also highlighted the importance of these two transcription factors in dopaminergic neurons in adult mice. Lmx1a/b are involved in the regulation of mitochondrial genes and in autophagy. Although some evidence suggest that they could be involved in the formation of mDa circuit formation, their role in post-mitotic mDA neurons remains unknown. The aim of this thesis is to elucidate the role of Lmx1a/b in post-mitotic dopaminergic neurons. Analysis of dopaminergic axonal projections of double conditional mutant (cKO) mice for Lmx1a/b showed an axon guidance defect confirming the essential role of these transcription factors in the formation of dopaminergic circuits. In order to precisely identify the molecules involved in the regulation of the dopamine system, suitable techniques must be developed to identify the main genes that are regulated by Lmx1a/b. To this end we developed a new technique allowing gene profiling of brain sub-population. By combining rapid immunolabeling of mDA neurons with laser capture microdissection we manage to extract RNA from two sub-regions of mDA neurons such as ventral tegmental area (VTA) and substantia nigra pars compacta (SNpc). The advantage of this technique is to compare quickly the regulation of genes expression by studying controls and mutant mice. A first methodological article has been published regarding this procedure. We then applied this technique on cKO mice for Lmx1a/b and their associated controls to identify genes regulated by Lmx1a and Lmx1b. Among these genes, we identified Plxnc1, an axon guidance receptor for the semaphorin 7a (Sema7a). In order to verify whether the regulation of Plxnc1 by Lmx1a/b is at the origin of the axon guidance defect observed in double conditional mutant for Lmx1a/b, we have made an in vitro analysis of the effect of Sema7a on mDA explants. Our study showed a chemorepulsive effect of Sema7a on Plxnc1 positives axons. In addition, the study of knockout mice for Sema7a shows an increase of DA innervation in the dorsal part of the striatum which is the region expressing Sema7a in control mice. This phenotype reveals a chemorepulsion induced by Sema7a/Plxnc1 interaction. The study of mice overexpressing Plxnc1 shows a loss of DA innervation in the dorsal striatum. Indeed, by overexpressing Plxnc1, the majority of midbrain cells begin to express this axon guidance protein instead of only mDA neurons from the VTA. Thus, all mDA neurons including neurons from the SNpc express Plxnc1 making them sensitive to Sema7a. This interaction Sema7a/Plxnc1 leads to a chemorepulsion of axons guided away from the dorsal striatum. Overall these results highlight the importance of the regulation of the axon guidance protein Plxnc1 by Lmx1a/b for the innervation of midbrain targets. The repression of Plxnc1 expression in dopaminergic neurons of the SNpc appears necessary for the innervation of dopaminergic axons in the dorsal striatum, rich in Sema7a. This study is the first to identify the molecular basis of the development of the dopaminergic system explaining the segregation of the nigrostriatal and mesolimbic pathways. These results should help to improve the effectiveness of cell therapies for Parkinson's disease. A second article will be submitted soon about the role of Lmx1a/b transciption factors in post-mitotic midbrain dopaminergic neurons. The main histopathological feature of Parkinson's disease (PD) is the degeneration of SNpc neurons. The cell replacement therapy using newly generated dopaminergic neurons from stem cells represents a promising therapy. However, a poor innervation of the newly grafted neurons limits the success of transplantation studies. The identification of factors regulating neuronal connectivity of mDA neurons becomes essential to elucidate the mechanisms involved in the establishment of the dopaminergic system. Therefore, in a final section of this thesis, I report preliminary study about cell replacement therapy in PD mouse model. I differentiated DA neurons from stem cells, knock-down Plxnc1 expression and performed grafting in 6-hydroxydopamine (6OHDA) mouse model to illustrate the possibility of improving a cell replacement therapy.