HIC1 (Hypermethylated in Cancer 1) est un gène suppresseur de tumeursinactivé dans de nombreux cancers par hyperméthylation de son promoteur ou pardélétion chromosomique. HIC1 joue également un rôle au cours du développement.En son absence, les souris meurent autour de la naissance et présentent desdéfauts de développement observés chez l’Homme dans le Syndrôme de Miller-Dieker. La protéine HIC1 est un facteur de transcription possédant deux domainesde répression transcriptionnelle autonomes, son BTB/POZ N-terminal et sa régioncentrale, suivis de 5 doigts de zinc de type Krüppel C2H2 permettant sa fixation à uneséquence d’ADN spécifique centrée sur un motif GGCA. Au cours de ma thèse, je me suis intéréssé aux mécanismes transcriptionnels mis en place par HIC1 afin de réprimer la transcription de ses gènes cibles. Dans cecadre, nous avons étudié son interaction fonctionnelle avec les protéines de lafamille Polycomb. HIC1 interagit avec hPCL3 et PHF1, deux protéines de la famillePolycomb-like, qui favorisent alors la formation d’un complexe avec les membres duPRC2. Les Polycomb sont retrouvés sur une partie des gènes cibles cibles de HIC1et l’inhibition de HIC1 dans des fibroblastes embryonnaires entraîne la délocalisationpartielle du PRC2 sur au moins un gène cible commun ATOH1. HIC1 est donc le premier facteur de transcription chez l’Homme capable de recruter les Polycomb-like. En parallèle de ce travail, nous avons étudié les caractéristiques de l’interaction entreles deux isoformes de hPCL3 et l’histone méthyl-transférase EZH2. Dans une dernière partie, nous avons mis en évidence de nouveaux gènes cibles de HIC1 impliqués dans la migration et l’invasion des cellules mammaires, deuxmécanismes dérégulés dans les carcinomes en absence de HIC1. ADRB2 code un récepteur membranaire dont l’activation par l’adrénaline en conditions de stress est fortement impliqué dans la croissance tumorale et le processus de métastase dansles cancers du sein. En tant que gène suppresseur de tumeurs, la réexpression de HIC1 inhibe celle d’ADRB2 et impacte fortement la migration et l’invasion de cellules mammaires malignes. / HIC1 (Hypermethylated in Cancer 1) is a tumor suppressor geneepigenetically silenced or deleted in many human cancers. HIC1 is also essential fornormal development since Hic1 deficient mice die perinatally and exhibit grossdevelopmental defects observed in human Miller-Dieker Syndrome.HIC1 encodes a transcriptional repressor with five C2H2 zinc fingers mediatingsequence-specific DNA binding and two autonomous repression domains : an NterminalBTB/POZ and a central region.In the first part of my work, we were interested in the transcription mechanismsused by HIC1 to repress its target genes. We characterized the functional interactionbetween HIC1 and Polycomb repression complexes. We demonstrated that HIC1interacts with hPCL3 and its paralog PHF1 to form a stable complex with the PRC2members. HIC1 shares some of its target genes with Polycomb. Furthermore,depletion of HIC1 leads to a partial displacement of PRC2 from the ATOH1 promoter.Thus, our results identify HIC1 as the first transcription factor able to recruit PRC2 tosome target promoters in human through its interaction with Polycomb-like proteins.In parallel to this work, we better characterized the modalities of the interactionsbetween both isoforms of hPCL3 and the Polycomb histone methyltransferase EZH2.In the last part of this work, we investigated new HIC1 target genes involved inmigration and invasion of breast carcinomas. ADRB2 encodes a membrane receptoractivated by adrenaline, which is released in vivo under stress conditions and isinvolved in tumor growth and metastasis in breast carcinomas. Agonist-mediatedstimulation of ADRB2 increases the migration and invasion of malignant breastcancer cells but the effect is abolished following re-expression of the tumorsuppressor gene HIC1.

Le gène HIC1 a été caractérisé comme un gène suppresseur de tumeur situé en 17p13.3, une région hyperméthylée ou délétée dans de nombreux cancers. HIC1 code un répresseur transcriptionnel caractérisé par plusieurs domaines fonctionnels. Au niveau de la région centrale, se retrouve un motif conservé MK314HEP important pour la répression des gènes cibles de HIC1 au sein duquel la Lysine 314 est soit SUMOylée soit acétylée. HIC1 est au centre de boucles de régulation complexes mettant en jeu le gène suppresseur de tumeurs TP53 et la désacétylase SIRT1. En réponse aux cassures double brin de l’ADN (DSBs) non réparables, HIC1 réprime l’expression de SIRT1 favorisant ainsi l’apoptose médiée par p53. De plus, dans ces conditions on observe une augmentation de la SUMOylation de la Lysine 314 de HIC1 de manière dépendante de la kinase ATM, ce qui favorise l’interaction avec le complexe répresseur NuRD. HIC1 joue également un rôle dans la réparation des DSBs. Nous avons montré que la SUMOylation de HIC1 n’était pas nécessaire pour la réparation des DSBs. Grâce à une analyse de protéomique, nous avons identifié un site potentiel de phosphorylation LS694QG par des kinases de la famille PIKK. Ainsi, nous avons montré dans des fibroblastes humains BJ-hTERT, que la protéine HIC1 est rapidement phosphorylée sur la Sérine 694 par la kinase ATM en réponse aux DSBs. De plus, par la technique de « Comet Assay » nous avons montré que cette phosphorylation est importante pour la réparation.HIC1 jouerait donc un double rôle dans la réponse aux dommages à l’ADN : soit il agirait en tant que répresseur transcriptionnel dans le cas de DSBs non réparables, soit il faciliterait la réparation des DSBs. / The tumor suppressor gene HIC1 is located in 17p13.3, a region frequently hypermethylated or deleted in many cancers. HIC1 encodes a transcriptional repressor characterized by several functional domains. In the central region, the conserved MK314HEP motif is an Acetylation/SUMOylation switch motif centered on K314 which regulates the recruitment of MTA1, a component of NuRD repressor complexes. A regulatory feedback loop between HIC1, SIRT1 and P53 has been described. HIC1 directly represses the transcription of SIRT1, thereby modulating P53-dependent DNA damage responses. Furthermore, after induction of non-repairable DSBs (DNA Double Strand Breaks), we observed a SUMOylation increase dependant on the ATM kinase. Moreover, HIC1 also plays an important role in the repair of DSBs. Furthermore, comet assays with a non SUMOylable HIC1 point mutant (E316A) demonstrated that SUMOylation of Lysine K314 is dispensable for DNA repair. In addition, upon induction of repairable DSBs, we have identified by proteomic analyses, a potential phosphorylation site “LS694QG” for the PIKK family kinases ATM and DNA-PKcs. Moreover, we have shown that HIC1 is rapidly phosphorylated by ATM upon DNA damage induction in normal human fibroblasts (BJ-hTert). Furthermore, comet assays with a non phosphorylable HIC1 point mutant have shown that this phosphorylation is very important for the contribution of HIC1 to the repair of DSBs. Thus, HIC1 plays different role during the DNA damage response to DNA double strand breaks depending on their intensity.

HIC1 (Hypermethylated in Cancer 1) est un répresseur transcriptionnel codé par un gène suppresseur de tumeurs localisé en 17p13.3. Cette région est perdue ou inactivée par hyperméthylation dans de nombreux cancers humains ; et les souris hétérozygotes Hic+/- développent des tumeurs spontanées avec une incidence beaucoup plus élevée que les souris contrôle.<br />Cette protéine est impliquée dans des boucles de régulation complexes impliquant p53, la désacétylase de classe III SIRT1 ainsi qu'une des protéines de contrôle du cycle cellulaire, E2F1.<br />En réponse aux dommages à l'ADN, HIC1 réprime SIRT1, ce qui a pour conséquence l'augmentation du taux de p53 acétylée active. Ceci conduit à l'apoptose et à l'arrêt du cycle cellulaire. HIC1 étant lui-même activé par p53, cette boucle peut s'auto entretenir. Cette voie est également régulée par le métabolisme puisque la répression de SIRT1 par HIC1 est due, notamment, au corépresseur CtBP, lui-même régulé par la balance NADH/NAD+.<br />D'autre part, et de manière intrinsèquement liée, cette même réponse aux dommages à l'ADN induit l'expression de HIC1 par E2F1. Ceci mène à une seconde boucle de régulation puisque HIC1 réprime E2F1, notamment lors de la phase de quiescence G0.<br />Cette présente étude porte sur les différents mécanismes de répression transcriptionnelle mis en place par HIC1, sur ses gènes cibles déjà connus et nouvellement identifiés.<br />Nous avons pu identifier un nouveau corépresseur de HIC1, MTA1, un membre du complexe NuRD, dont le recrutement est contrôlé par la compétition SUMOylation/Acétylation de la Lysine 314 de HIC1. De manière cohérente avec le rôle de HIC1 dans le contrôle de la croissance, le complexe HIC1-MTA1 est lié au promoteur de nouveaux gènes cibles, p57KIP2 et Cycline D1, dans des cellules quiescentes, ainsi qu'à un site nouvellement identifié au sein du promoteur de SIRT1.<br />Tandis que le complexe NuRD apparaît réguler une majorité des gènes cibles de HIC1 connus à ce jour, ce n'est pas le cas pour CtBP, qui régulerait SIRT1 et un gène identifié récemment, CXCR7.<br />De plus, HIC1 interagit avec le complexe SWI/SNF composé de l'ATPase BRG1 et de la sous-unité appartenant aux complexes répresseurs ARID1A, et ce pour réprimer E2F1, mais pas SIRT1, au sein de cellules primaires quiescentes.<br />Ces résultats suggèrent la mise en place par HIC1 de mécanismes de répression transcriptionnelle complexes et finement régulés en fonction du type de gènes cibles et de l'état de la cellule.

Ce travail de recherche montre que les différentes sources de polyphénols (polyphénols de vin rouge, jus d'aronia melanocarpa, jus de cassis) ont de puissants effets chemothérapeutiques et chemopréventifs sur différentes lignées de culture cellulaires, mais également in vivo sur un modèle de tumorigenèse. Ces polyphénols inhibent la prolifération des cellules cancéreuses (leucémie lymphoblastique aigüe, cellules souches) en induisant un arrêt du cycle cellulaire et l'apoptose. Les effets anti-cancéreux sont dépendants de l' induction du stress oxydatif mettant en jeu les anions superoxydes et le peroxyde d·hydrogène qui à son tour, activent les voies de signalisation conduisant à une surexpression des gènes suppresseurs de tumeurs comme p73 et p53 et ainsi que caspase 3. Celle étude montre également que les polyphénols contrôlent la prolifération des cellules cancéreuses au niveau épigénétique en diminuant l'expression d'UHRF1 (un intégrateur épigénétique de prolifération). Cependant l'effet anticancéreux de ces polyphénols est sélectif et agit sur les cellules cancéreuses et non sur les cellules normales. Le fractionnement de ces sources riches en polyphénols et les études menées en utilisant des composés purs montrent que les effets anticancéreux sont attribués à plusieurs composés différents. Cette étude montre l' identification de cyanidine-3-glucoside et de cyanidine-3-rutinoside comme source de composés anticancéreux actifs. / This research work shows that different sources of polyphenols (RWPs, AMJ and blackcurrant) have strong chemotherapeutic and chemopreventive effects on several cancer cells lines (acute lymphoblastic leukemia and cancer stem cells) and also in vivo in a model of tumorigenesis in mouse. These polyphenols inhibit the proliferation of various cancer cells by inducing cell cycle arrest and apoptosis. The anti-cancer effect is dependent on the induction of oxidative stress involving superoxide anions and hydrogen peroxide which, in turn, activate the signaling pathways leading to the re-expression of tumor suppressor genes such as p73 and p53 and executor of apoptosis such as caspase 3. This study also shows that polyphenols control the proliferation of cancer cells at epigenetic level by decreasing the expression of UHRF1 (an epigenetic integrator of proliferation). Moreover, the anticancer effect of these polyphenols is selective towards cancer cells and not in normal cells. Fractionation of these rich sources of polyphenols and studies on the commercially available pure products shows that anti-cancer effects of these polyphenols involve several different compounds. This study leads to the identification of cyaniding-3-O-glucoside and cyaniding-3-O-rutinoside as active anticancer compounds.

Des recherches dans le domaine de la biologie des cancers des VADS ont été menées pour mieux comprendre leur cancérogenèse et rechercher des biomarqueurs pouvant avoir une valeur pronostique ou un intérêt dans le dépistage. En matière de cancérogenèse des cancers des VADS, 2 grands types de modifications ont été identifiés à l'échelon cellulaire : les altérations génétiques et épigénétiques. Notre travail s'est focalisé sur la méthylation de gènes suppresseurs de tumeurs au niveau tumoral et salivaire. Seize gènes ont été étudiés dans le cadre d'une étude prospective. Nous avons pu définir un profil de méthylation à partir de 6 gènes avec une bonne corrélation entre les résultats obtenus au niveau tumoral et salivaire ; nos résultats nous ont permis de confirmer l'intérêt de l'étude de la salive des patients après traitement : la persistance ou la réapparition de méthylations précédant la rechute tumorale. Au niveau tumoral, la présence de méthylations n'a pas de valeur pronostique.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le cancer épithélial sporadique des ovaires se situe en quatrième position des causes de décès par cancer chez la femme après ceux du sein, du poumon et du côlon. Nous avons initié et mis au point un modèle pour déterminer les altérations moléculaires dans les cancers ovariens et corréler les résultats aux différentes étapes de la progression clinique de la maladie. Nous avons établi et caractérisé des cultures primaires dérivées d'ovaires normaux et de différentes tumeurs ovariennes qui couvrent différents types histologiques et différentes étapes de la maladie. Plusieurs analyses morphologiques, immunohistochimiques et moléculaires ont démontré que ces cellules sont représentatives des populations cellulaires du matériel clinique initial. Ces cultures représentent un système unique pour mener des analyses de détection de changements du point de vue génétique ou biologique qui jouent un rôle important dans la progression tumorale du cancer épithélial de l'ovaire. De plus nous avons obtenu à partir des cultures primaires des lignées cellulaires immortalisées de façon spontanée en culture. Ces lignées possèdent plusieurs avantages à savoir qu'elles ont été dérivées de tumeurs de patientes n'ayant pas subi de traitements de chimiothérapie et proviennent dans trois cas (TOV21G, TOV-81D et TOV112D) de tumeurs primaires solides et dans un cas (OV-90) d'ascite malin. Ces lignées représentent différents types histologiques du cancer épithélial de l'ovaire. Ce système nous a permis de faire quelques corrélations entre le comportement des cellules in vitro et les paramètres cliniques de la maladie et nous a fourni un indice sur la croissance in vitro qui semble épouser les paramètres cliniques de ces tumeurs. En premier lieu le modèle a été utilisé pour étudier et caractériser les altérations géniques au niveau du bras court du chromosome 3. Nous avons choisi d'étudier ce chromosome en particulier car c'est le plus fréquemment touché dans les cancers d'origine épithéliale, suggérant la présence de gènes suppresseurs de tumeurs dans les régions délétées dont l'inactivation fonctionnelle peut être impliquée dans le cancer épithélial de l'ovaire. Dans cette étude nous avons utilisé 33 biopsies tumorales et 47 cultures primaires ovariennes. Ce large répertoire d'échantillons contient des tumeurs ovariennes bénignes, des tumeurs épithéliales de l'ovaire de faible potentiel de malignité ainsi que des cancers épithéliaux de l'ovaire ou de l'ascite. En utilisant 15 marqueurs polymorphiques nous avons observé des LOH dans 25 (31%) des échantillons analysés: 21 sur 58 échantillons malins, 2 sur 12 de faible potentiel de malignité et 2 sur 10 tumeurs bénignes. Le profil de délétion affiché par ces 25 échantillons a permis la détermination d'au moins deux régions distinctes de délétions communes sur le bras court du chromosome 3 qui s'étendent du marqueur D3S1270 à D3S1597 (Région l) et du marqueur D3S1293 à D3S1283 (Région II). De plus une autre région proximale au marqueur D3S1300 (Région Ill) est délétée dans certains échantillons. Bien que parmi les tumeurs bénignes et malignes des délétions ont été observées dans les trois régions de délétion (Région I, Région II et Région Ill) les tumeurs de faible potentiel de malignité ne démontrent de délétions que seulement dans la région III. D'autre part, ces régions minimales de délétions semblent, à l'exception de RARB et THRB contenus dans la Région II, exclure les gènes VHL, TGFBR2, PTPasey et FHIT comme gènes suppresseurs candidats dans la tumorigénèse du cancer épithélial de l'ovaire.