Les métalloproteinases (MMPs) sont des enzymes qui dégradent la matrice extracellulaire. Ces enzymes pourraient jouer un rôle essentiel dans des processus physiologiques et pathologiques. En fonction de leurs structures, les MMPs sont classés en plusieurs familles. Dans ce mémoire, nous nous sommes intéressées à la famille des gélatinases constituée des gènes MMP-2 et MMP-9. L’activité protéolytique de ces enzymes entraine la dégradation du stroma qui est un processus clé dans l’adipogenèse. MMP-2 et MMP-9 pourraient également être associés au risque de cancer du sein mais la littérature ne fournit pas de preuves concrètes. Le principal objectif de ce mémoire était d’évaluer, dans une cohorte de 741 femmes pré-ménopausées recrutées lors d’une mammographie de dépistage, l’association entre les polymorphismes rs243865 sur MMP-2, rs3918242, rs17576, rs2250889, rs2274756 sur MMP-9 et l’adiposité et les différentes mesures de densité mammaires qui sont des facteurs de risque de cancer du sein. Nos analyses ont révélé que l’allèle T de rs243865 sur MMP-2 est associée à une augmentation des mesures d’adiposité / Matrix metalloproteinases (MMPs) are enzymes that degrade the extracellular matrix.These enzymes could play an essential role in physiological and pathological processes.MMPs may play an important role in carcinogenesis and adipogenesis. One member of the MMP families, namely gelatinases, has generated interest in breast cancer development. However, the literature does not provide compelling evidence for the involvement of polymorphisms in MMP-2 and MMP-9 in breast cancer risk. The current study aimed to understand the relationship between polymorphisms in MMP-2 and -9 genes and breastcancer risk. To do so, we evaluated the association between rs243865 in MMP2 andrs3918242, rs17576, rs2250889, rs2274756 in MMP-9, and adiposity and breast density,which are risk factors for breast cancer. The study was carried out among 741 premenopausal women recruited during Quebec breast cancer-screening program. We found that the number of copies of the rs243865 T allele in MMP-2 was associated withincreased means of anthropometric factors (ptrend<0.05 for all except waist-to-hip ratio).The same rs243865 allele was associated with decreased mean percent density and dense area, to 6.2% (ptrend=0.036) and 5.9 cm2 (ptrend=0.19), respectively, among woman with TTgenotype, compared to CC genotype. The TT genotype increased mean non-dense area to11.4 cm2(ptrend=0.031) compared to CC genotype. Nevertheless, these associations were attenuated when further adjusted for adiposity. These findings suggest that rs243865 inMMP-2 could be associated with mammographic features. Adiposity can be considered asan intermediate factor of this association.

La MMP2 est une protéinase stromale qui dégrade plusieurs éléments de la matrice extracellulaire et qui active d’autres MMPs dont la MMP9. La MMP14 active la MMP2 via l’inhibiteur de la pro-MMP2, le TIMP2. Cette étude avait pour buts de démontrer l’association entre la surexpression de la MMP2 et la récidive du CaP, d’évaluer l’influence de la MMP9, de la MMP14 et du TIMP2 sur cette association, puis de tester par un modèle murin l’influence de la MMP14 stromale sur la croissance tumorale. Nous avons analysé immunohistochimiquement 204 cas de CaP (T3NxM0) et avons étudié séparément les cellules cancéreuses, stromales et épithéliales bénignes (CEB), notamment selon le pourcentage d’expression des marqueurs (&lt; 10% ou ≥ 10%). Le suivi médian est de 4,61 ans. La surexpression de la MMP9 dans les cellules cancéreuses est associée à un score de Gleason élevé (8-10) (p = 0,0009). Dans les CEB, la surexpression la MMP14 est associée au niveau de PSA sérique initial bas (≤ 20 ng/ml) (p = 0,0027). Le TIMP2 est protecteur (RR = 0,573, p = 0,0233) lorsque fortement exprimé dans les cellules stromales. La MMP2 augmente le risque de récidive lorsqu’exprimée par les cellules cancéreuses (RR = 1,549, p = 0,0027, test de tendance). L’étude de la croissance de tumeurs injectées à des souris nues/nues suggère que la MMP14 est associée à l’implantation tumorale. La MMP9 et la MMP14 seraient impliquées dans l’évolution du CaP alors que la MMP2 et le TIMP2 peuvent servir de marqueurs pronostiques pour les CaP T3NxM0. / Introduction: The matrix metalloproteinase 2 (MMP2) is associated with poor prognosis in many neoplasms. MMP14 activates MMP2 using pro-MMP2 specific inhibitor TIMP2 as a receptor. Activated MMP2 degrades extracellular matrix components such as collagen and gelatin, and activates other MMPs including MMP9 (gelatinase B). We therefore tested the influence of MMP9, MMP14 and TIMP2 expression on prostate cancer (Pca) disease-free survival and the association between MMP2, MMP9, MMP14 and TIMP2. Stromal MMP14 involvement in tumor growth was also tested. Material and methods: By immunohistochemistry, we analyzed 200 T3NxM0 Pca cases. We evaluated marker expression separately in cancer, stromal and benign epithelial (BE) cells according to a percentage scale (0, &lt; 10, 10-50 and ≥ 50%) and to low (&lt; 10%) or high (≥ 10%) expression of the markers. MCF7 cells were injected subcutaneously to nu/nu mice with MMP14 -/- fibroblasts and their growth was compared to MCF7 + MMP14 +/+ fibroblasts tumors. Results: Median follow-up was 4.61 years. MMP9 overexpression in cancer cells was associated with high Gleason score (8-10) (p = 0.0009). Low initial PSA serum levels (≤ 20ng/ml) were indirectly associated with MMP14 overexpression in BE cells (p = 0.0027) and with MMP9 overexpression in stromal (p = 0.0050) and BE cells (p = 0.0056). There was a decreased risk of Pca recurrence with high (≥ 10%) TIMP2 expression in stromal cells (hazard ratio (HR) = 0.573, p = 0.0233) and an increased risk of Pca recurrence with MMP2 expression by &gt; 50% of BE cells (HR = 3.006, p = 0.0387). Increased risk of Pca recurrence was also observed with high MMP2 expression (HR = 1.549, p = 0.0027, trend test) and with the following combinations: low TIMP2 in stromal cells and high MMP2 in BE cells (HR = 4.121, p &lt; 0.0001); high MMP2 in stromal cells and low TIMP2 in cancer cells (HR = 2.742, p = 0.0171). MCF7 studies suggest MMP14 stromal involvement in Pca implantation. Conclusions: MMP9 and MMP14 are involved mostly in Pca implantation. MMP2 and TIMP2 might be used as predictors of disease-free survival in T3NxM0 Pca.

L'infiltration d'éosinophiles dans la muqueuse bronchique est caractéristique dans l'asthme. Pour passer du sang vers la muqueuse bronchique, l'éosinophile doit sécréter des proteases qui digéreront les protéines de la matrice extracellulaire ainsi que la membrane basale des vaisseaux sanguins. L'acide 5-oxo-6,8,11,14-éicosatétraénoïque, un lipide bioactif, provoque une transmigration des éosinophiles en activant la sécrétion de plusieurs proteases dont la matrix metalloproteinase (MMP)-9 ainsi que l'urokinase et la plasmine, deux proteases du système plasminogène/plasmine. Il active la sécrétion de la MMP-9 via la voie signalétique extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2. De plus, il est décrit que l'effet de ERK-1/2 sur la migration diminue en absence du système plasminogène/plasmine. Cette étude porte sur les interactions entre les différentes protéases impliquées lors de la migration du 5-oxo-ETE, plus précisément, la capacité de l'urokinase plasminogen activator (uPA) et de la plasmine à augmenter la sécrétion de MMP-9. Elle traite également de l'implication de la voie signalétique des ERK-1/2 dans la sécrétion de la MMP-9. Elle confirme que l'uPA et de la plasmine peuvent induire la sécrétion de la MMP-9. Elle valide également l'implication de la voie signalétique des ERK-1/2 lors de ce phénomène.

Toxoplasma gondii est un parasite protozoaire intracellulaire obligatoire appartenant à la famille des Apicomplexa. Chez les protozoaires, les protéases possèdent des rôles clés au niveau du cycle parasitaire, et sont ainsi considérées comme des facteurs de virulence. Chez T. gondii, les métallopeptidases pourraient être impliquées dans la traversée des différentes barrières biologiques. A l'heure actuelle, seules cinq métallopeptidases de T. gondii ont été décrites : une aminopeptidase N, deux toxolysines, une leucine aminopeptidase et une FtsH1 peptidase. Lors de l'étude de l'influence de l'invasion de monocytes humains par T. gondii sur le profil d'expression des métalloprotéases matricielles monocytaires, nous avons mis en évidence une protéase parasitaire présentant à la fois des propriétés gélatino- et élastinolytique.Le but de ce travail est de caractériser, purifier et identifier cette gélatinase de T. gondii.Dans un premier temps, nous avons caractérisé la gélatinase d'environ 100 kDa sécrétée par T. gondii comme étant une MMP-9 like (métallo-endopeptidase à zinc) mais ne possédant pas le même processus d'activation que les MMPs humaines.Dans un deuxième temps, après purification partielle par une série de chromatographie chélatrice de zinc, nous avons identifié par spectrométrie de masse la gélatinase comme étant la TGME49_227948 annotée dans ToxoDB. Cette protéase présente les domaines protéiques d'une métalloprotéase à zinc de la sous-famille M16C, et est proche au niveau de sa structure 3D de la chaine A de la 2FGE présente chez Arabidopsis Thaliana. Afin de confirmer l'annotation de ToxoDB, nous avons séquencé l'extrémité 5' de l'ARNm de cette protéase. Cependant, nos résultats expérimentaux ne sont pas en concordance avec l'annotation prédite dans la base de données ToxoDB.La séquence en acides aminés de cette protéase, nous a permis de synthétiser deux anticorps polyclonaux spécifiques afin de mettre en évidence deux formes de 140 kDa et 100 kDa et donc d'émettre l'hypothèse que cette protéase pourrait être clivée afin d'être activée. De plus, cette métalloprotéase a été détectée par western blot dans le cytosol des parasites mais elle est aussi secrétée dans le milieu conditionné. Par immunolocalisation, la protéase est présente au sein du parasite, au niveau du cytosol sans localisation préférentielle dans un organite particulier.Dans ce travail, nous avons montré que la gélatinase parasitaire sécrétée par T. gondii pourrait dégrader des composés de la matrice extracellulaire, d'où son rôle potentiel dans le mécanisme de traversée des barrières biologiques. / Toxoplasma gondii is an intracellular protozoan parasite which belongs to the Apicomplexa phylum. In protozoans, proteases have key roles in the parasitic cycle. They thereby are considered as virulence factors. In T. gondii, metallopeptidases may be involved in the crossing of biological barriers. Currently, only five metallopeptidases from T. gondii are described: an aminopeptidase N, two toxolysins, one leucine aminopeptidase and one FtsH1 peptidase. During the study of the influence of human monocytes invasion by T. gondii on the monocytic matrix metalloproteases expression profile, we brought out a parasitic protease showing gelatino- and elastinolytic properties.The aim of this study is to characterize, purify and identify this gelatinase from T. gondii.First we characterized the 100 kDa-gelatinase secreted by T. gondii as an MMP-9-like (zinc metalloendopeptidase) but its activation process is different from human MMPs.Then, after the partial purification by a series of zinc-chelate chromatographies, we identified by mass spectrometry the gelatinase as the TGME49_227948 annotated in ToxoDB. This protease has M16C subfamily zinc-metalloprotease protein domains and is close to the 3D structure of the A chain of the 2FGE in Arabidopsis thaliana. In order to confirm the ToxoDB annotation, we sequenced the 5' end of the mRNA of this protease. Nevertheless our experimental results are not in the line with the predicted annotation in ToxoDB database.The amino acids sequence of this protease allowed us to synthesize two specific polyclonal antibodies in order to highlight two forms, 140 kDa and 100 kDa, and to emit the hypothesis that this protease could be cleaved to be activated. Moreover this metalloprotease was detected by Western Blot in the cytosol of the parasites but it can also be secreted in the conditioned medium. By immulocalization, the protease is present in the cytosol of the parasite without any preferential localization in a particular organelle.In this study, we showed that the parasitic gelatinase secreted by T. gondii could degrade extracellular matrix compounds, which could explain its potential role in the mechanism involved in the crossing of biological barriers.

L’infiltration d’éosinophiles dans la muqueuse bronchique est une caractéristique majeure de l’asthme. Les protéases sont essentielles pour réguler la migration cellulaire du sang vers la muqueuse bronchique. Les travaux présentés dans cette thèse décrivent quelques mécanismes de la modulation de l’activité protéolytique des éosinophiles. Parmi les nombreuses protéases exprimées par l’éosinophile, la métalloprotéinase de la matrice (MMP)-9 et la plasmine générée via la protéine activatrice de type urokinase (uPA) sont cruciales dans la migration de ces cellules dans les tissus. Cette thèse décrit le mécanisme d’action de deux types de médiateurs lipidiques, les cystéinyl-leucotriènes (cysLTs) et l’acide 5-oxo-6,8,11,14-éicosatétraénoïque (5-oxo-ETE), dans le recrutement des éosinophiles. En présence de 5-oxo-ETE, l’éosinophile migre en sécrétant la MMP-9, la plasmine et exprime plus fortement le récepteur de l’uPA (uPAR). Nous avons démontré que les cysLTs sont impliqués dans la migration sans toutefois influencer la protéolyse. Par contre, le montelukast, un antagoniste du récepteur cysLT de type 1 (CysLT1), diminue l’expression d’uPAR, la sécrétion de MMP-9 et la génération de plasmine. Ces résultats suggèrent que le montelukast ne serait pas un antagoniste neutre du CysLT1, mais un agoniste inverse, quoique cette hypothèse doive être confirmée. Ensuite, pour mieux comprendre comment le 5-oxo-ETE induit la sécrétion de protéases, la signalisation sous-jacente a été étudiée. Les travaux démontrent que la protéine kinase C (PKC)-δ, la PKC-ζ, l’extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/ 2 et la p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) jouent un rôle majeur dans la migration induite par le 5-oxo-ETE. Notamment, l’activation d’ERK-1/2 semble dépendre de la présence de plasminogène dans le milieu. La plasmine générée à partir du plasminogène peut activer ERK-1 /2 et ainsi stimuler la sécrétion de MMP-9. Ces résultats démontrent la complexité de la régulation des protéases chez l’éosinophile et documente le rôle primordial des PKC et des MAPK dans cette modulation. / Infiltration of eosinophils into the bronchial mucosa is a key feature in asthma pathology. With the influence of mediators, eosinophils have the capacity to interact with structural cells, modulate their functions, promote airway remodelling, and activate and recruit other inflammatory cells. Proteases are essential to promote cell migration from blood into tissue and interactions with tissue structural cells and extracellular matrix components. This work presents some of the mechanisms modulating eosinophil protease activity, more specifically the production of MMP-9 and plasmin. Herein, we evaluated the mechanism of action of two lipid mediators, the cysteinyl-leukotrienes (cysLTs) and the 5-oxo-ETE, in eosinophil recruitment. 5-Oxo-ETE elicits eosinophil migration by activating MMP-9 secretion, plasmin generation and by increasing uPAR expression. The cysLTs are also implicated in eosinophil migration but not in protease activation. On the other hand, montelukast, a cysLT type 1 receptor antagonist, decreases uPAR expression, MMP-9 secretion and plasmin generation. These results suggest that montelukast is not a neutral antagonist, but an inverse agonist in eosinophils, although this hypothesis needs to be validated. Thereafter, we were interested in signalling induced by 5-oxo-ETE. Our results demonstrated that protein kinase C (PKC)-δ, PKC-ζ, extracellular signal-regulated kinase (ERK)-1/2 and p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) play a major role in eosinophil migration. The implication of ERK-1/2 seems to depend on plasminogen presence in the medium. Plasmin generated from plasminogen activates ERK-1/2 and stimulates MMP-9 secretion. These results demonstrate the complex regulation of eosinophil proteases and the essential implication of PKC and MAPK in this process.