Les glioblastomes (GBMs) sont les tumeurs cérébrales primaires les plus courantes chez l’adulte avec un pronostic fatal dans les douze mois suivant le diagnostic. De nouvelles avancées dans la connaissance de la pathologie moléculaire des GBMs et de leurs régulateurs clés sont indispensables à l’émergence de nouvelles pistes thérapeutiques. Inositol Requiring Enzyme 1 α (IRE1α) est une protéine résidente du réticulum endoplasmique (RE) agissant en tant que détecteur proximal de l’Unfolded Protein Response (UPR) en conditions physiologiques ou pathologiques. IRE1α est une enzyme bivalente possédant une activité Ser/Thr kinase et endoribonucléasique (RNase). Récemment, des mutations ponctuelles dans le gène ERN1/IRE1α ont été détectées dans les cancers chez l’homme, (en particulier dans les GBMs), et IRE1α a été proposé comme un régulateur majeur de la progression tumorale parmi les protéines kinases. Dans ce travail, nous avons montré que le blocage des deux activités Set/thr kinase et RNase dans les cellules U87-MG réprime fortement l’angiogenèse tumorale, la perfusion des vaisseaux et l’expression de facteurs pro-angiogéniques dans des modèles tumoraux de xénogreffes. Ce changement phénotypique est accompagné d’une réponse dite« d’échappement » des cellules tumorales. Celles-ci envahissent le tissu cérébral sain par migration de long des vaisseaux (mécanismes appelé co-option vasculaire). De plus, ce phénotype a été montré comme étant fonctionnellement associé au processus de transition mésenchymateuse. Par mutagenèse dirigée, nous avons montré qu’IRE1α module les processus d’angiogenèse et d’invasion par ces deux domaines catalytiques : l’activité Ser/Thr kinase d’IRE1α est essentielle pour l’angiogenèse alors que le domaine RNase d’IRE1α contrôle le phénotype invasif et co-opté. IRE1α est ainsi identifié comme un régulateur clé de la croissance du glioblastome, agissant au carrefour de signalisations majeures dans le contrôle de l’adaptation de la cellule tumorale à son micro-environnement. / Glioblastomas (GBMs) are the most common primary brain tumors in humans and remain essentially incurable. New advances in the knowledge of GBM molecular pathology and their key regulators are crucial to identify new putative ways for GBM therapy. Inositol Requiring Enzyme 1 α (IRE1α) is a transmembrane Endoplasmic Reticulum (ER)-resident protein acting as proximal sensor of the Unfolded Protein Response (UPR) in both physiological and pathological situations. IRE1α is a bivalent enzyme, displaying Ser/Thr kinase and endoribonuclease (RNase) activities in its cytosolic side. Recently, single mutations in IRE1α gene were detected in human cancers, including GBM, and IRE1α was proposed as a major contributor to tumor progression among protein kinases. In this work, we have shown that blockade of both IRE1α Ser/Thr kinase and RNase activities in U87-MG cells highly repressed tumor angiogenesis, blood perfusion and the expression of pro-angiogenic factors in human xenograft tumor models. This phenotypic change is adversely associated to the so-called "evasive response" of tumors cells. The cells began to migrate along pre-existing brain capillaries and invade healthy tissue (a process named blood vessel co-option). Moreover, this phenotype was shown to be functionally linked to the mesenchymal differentiation process. By using site-directed mutagenesis, we demonstrated that IRE1α protein modulates both angiogenesis and invasive processes through its two catalytic domains: IRE1α Ser/Thr kinase domain was essential for IRE1-mediated angiogenesis, whereas IRE1's RNase domain drove the invasive, co-opted phenotype. IRE1α is therefore identified as a key regulator of glioma progression, acting at the crossroads of major signaling networks in the control of tumor cell adaptation to its microenvironment.

CRMP5 appartient à la famille des Collapsin Response Mediator Protein. Ces protéines sont très exprimées dans le cerveau en développement et les zones de neurogénèse chez l'adulte. Dans un contexte tumoral, l'expression des messagers de CRMP5 émergent dans un cluster de gènes associés à la plus faible survie des 20 patients suivis, et à la prolifération (Liang et al., 2005). Nous avons confirmé ces résultats dans une série rétrospective de 183 GBM où la forte expression protéique de CRMP5 est corrélée à une plus faible survie des patients (7.14 mois vs 10 mois) ; de plus les tumeurs exprimant fortement CRMP5 présentent un index mitotique 2 fois plus important (p = 0.0009) que les tumeurs exprimant faiblement CRMP5. Dans des cultures primaires ou lignées cellulaires de GBM nous montrons que la prolifération des glioblastomes est dépendante de l'expression de CRMP5 et de la voie de signalisation Notch. Des analyses en western blot démontrent que CRMP5 protège les récepteurs Notch de la dégradation lysosomale. Nous avons approfondi ce mécanisme et montré une nouvelle voie de régulation de Notch par CRMP5 qui par une interaction protéique avec Numb, l'inhibiteur de Notch empêche la dégradation du récepteur. Parallèlement, l'analyse en immunohistochimie sur les biopsies de GBM montrent une forte expression Notch et sa cible Hes1 dans les tumeurs exprimant fortement CRMP5. Ces résultats montrent la corrélation entre l'expression de CRMP5 dans les GBM, l'activation de la voie Notch et la faible survie des patients. Le ciblage de l'interaction CRMP5-Numb est une stratégie potentielle pour un traitement ciblé des glioblastomes / CRMP5 belongs to the Collapsin Response Mediator Protein family, highly expressed in the developing brain and in adult brain neurogenesis areas. In pathology, we identified CRMP5 as a marker of aggressivity in neuroendocrine lung tumors (Meyronet et al, 2008) while Liang et al (2005) using transcriptomic analysis of 20 Glioblastomas, revealed CRMP5 in a cluster of genes related to proliferation correlated with a poor overall survival. We confirmed these results at the protein level in a retrospective serie of 183 GBMs and correlated higher CRMP5 expression with a significantly lower median survival (7.14 months) than those with negative expression (10 months) (p=0,026).Furthermore, GBM with higher CRMP5 expression were characterized by a higher mitotic index. CRMP5 knockdown (siRNA) in primary culture from GBM xenograft and in the GBM cell line GL15 showed a dependence of GBM cell proliferation for CRMP5 expression. Notch signaling pathway expression and activation was found post-translationally dependent of CRMP5 expression. These results are enlightened by a clinical study showing a poor expression of Notch 1 and Hes1 in CRMP5-negative tumours compared to CRMP5-positive GBM. Mechanistically, we show a novel regulation of the Notch signaling pathway in GBM by CRMP5 counteracting Numb-dependent Notch receptors degradation by a direct protein interaction. These results show that CRMP5 expression in GBM activates Notch signalling pathway to promote proliferation and poor survival. Targeting CRMP5-Numb interaction is a promising strategy for future glioblastoma treatment

Les intégrines, protéines transmembranaires hétérodimériques de type αβ, sont impliquées dans un grand nombre de phénomènes physiologiques et pathologiques. L’intégrine α5β1 est considérée à l’heure actuelle comme une cible thérapeutique pertinente en oncologie, en particulier pour le traitement des glioblastomes. Ces tumeurs cérébrales très agressives résistent aux traitements actuels, en partie par leur capacité à envahir le tissu cérébral sain. Nos résultats mettent en évidence, in vitro, le rôle de l’intégrine α5β1 dans la migration de cellules de glioblastome. Ils ont permis également de caractériser les effets inhibiteurs de la migration d’antagonistes sélectifs de l’intégrine α5β1 non reproduits par des antagonistes de l’intégrine αvβ3. Pour caractériser des antagonistes originaux de l’intégrine α5β1, nous avons combiné des techniques in silico et un test fonctionnel de migration in vitro. Cette démarche a permis la sélection de 3 molécules intéressantes, antagonistes allostériques de l’intégrine α5β1, se démarquant des antagonistes de référence par leur capacité à inhiber la migration cellulaire sans affecter la liaison du ligand endogène de l’intégrine, la fibronectine. / Integrins are αβ heterodimeric transmembrane proteins implicated in various physiological and pathological processes. Currently, α5β1 integrin is considered as a relevant therapeutic target in oncology, particularly for the treatment of glioblastomas. These highly aggressive brain tumours are resistant to current therapies, notably by their ability to invade healthy brain tissues. Our results highlight the role of the α5β1 integrin in the in vitro migration of glioblastoma cells. We characterized the inhibitory effects of selective α5β1 integrin antagonists in cell migration, which are not reproduced by αVβ3 integrin antagonists. To identify original and selective α5β1 integrin antagonists, we combined in silico screening and in vitro functional cell migration assays. This allowed the selection of 3 interesting molecules, behaving as allosteric α5β1 integrin antagonists. Contrarily to known α5β1 antagonists, our three hits inhibit cell migration without interfering with the binding of fibronectin, the endogenous ligand of this integrin.

Les Glioblastomes représentent les tumeurs cérébrales primaires les plus fréquentes chez l'adulte. Nous avons mis en évidence le rôle du récepteur PPARß/delta dans le caractère tumoral des glioblastomes. Nous avons montré que l'activation de ce récepteur stimule la prolifération et la migration des cellules de glioblastome T98G. Nous avons également montré que l'activation de PPARß/delta induit l'expression du gène Siah-1L et que la surexpression de ce gène stimule la prolifération et la migration cellulaire des glioblastomes. Nous avons ensuite étudié la régulation du gène Siah-1L humain et montré que son expression est induite par PPARß/delta. Le clonage du promoteur de ce gène et l'étude de sa régulation a permis de montrer que son induction par PPARß/delta est médiée par un élément de réponse situé au niveau du promoteur / Glioblastoma represent the most frequent primary brain tumor in adults. We highlighted the role of PPARß/delta in glioblastoma tumorigenesis. We have shown that activation of this receptor stimulates proliferation and migration of glioblastoma cells T98G. We also showed that activation of PPARß/delta induces the expression of Siah-1L gene and that overexpression of Siah-1L stimulates cell proliferation and migration of glioblastoma cells. We also studied the regulation of Siah-1L gene and showed that its expression is induced by PPARß/delta. Cloning of Siah-1L gene promoter sequence and the study of its regulation showed that the induction of the expression of Siah-1L by PPARß/delta is mediated by a response element located at the promoter sequence

Les glioblastomes multiformes (GBM) comptent parmi les tumeurs au pronostic le plus sombre. L’extraordinaire capacité invasive des cellules tumorales rend toutes les interventions thérapeutiques actuelles totalement impuissantes. Une sous-population de Cellules Souches de Glioblastome (CSG) hautement invasive est responsable de la récurrence tumorale. Dans le cerveau, les GBM migrent principalement le long des vaisseaux sanguins au sein de l’espace périvasculaire riche en laminine, fibronectine et collagène ainsi qu’en suivant l’alignement des fibres myélinisées du corps calleux. La Matrice Extracellulaire (MEC) de ces régions joue un rôle important dans l’invasion des GBM, mais les mécanismes mis en jeu n’ont pas été complètement dévoilés. De plus, le développement de nouvelles thérapies anti-migratrices ciblant l’interaction des GBM avec la MEC reste encore limité. Dans le but de mimer la composition biochimique et les propriétés mécaniques de la MEC cérébrale et d’étudier leur rôle(s) dans la migration des CSG, nous avons développé un nouveau support de nanofibres (NF) alignées et fonctionnalisées avec de la laminine. Mes travaux de thèse ont montré que les NF génèrent un microenvironnement tridimensionnel (3D) favorisant l’adhésion et la migration des CSG. Cette adhésion est améliorée en comparaison avec les supports planaires (SP) conventionnels (2D) et récapitule mieux les mécanismes d’interaction des CSG avec la MEC au cours de l’invasion dans le modèle murin de tumeurs xénogreffées. Dans ces conditions physiologiques plus convenables générées par les NF, la variation des composantes biochimiques et mécaniques de la MEC affecte la migration des CSG. La présence ou l’absence de laminine régule le mode migratoire et l’orientation de fibres contrôle la direction de migration des CSG. D’un autre coté, l’altération de la glycosylation des protéines de la surface cellulaire module l’interaction des cellules tumorales du cerveau avec la MEC et augmente leur invasion. La deuxième partie de mes travaux de thèse a permis de démontrer que les glycomimétiques phostines « 3.1a » réorganisent le processus de la N-glycosylation des CSG diminuant leur invasivité in vitro et in vivo en inhibant les voies de signalisation de la kinase FAK et du récepteur de TGF-β impliqués dans l’interconnexion cellule-MEC. / Glioblastoma Multiforme (GBM) is a biologically aggressive tumor with an extremely poor prognosis. The highly invasive capacity of a subpopulation of Glioblastoma Initiating Cells (GIC) makes complete surgical resection impossible. GBM dissemination occurs along preexisting brain structures such as the perivascular space rich in laminin, fibronectine and collagen as well as the aligned myelinated fibers of the corpus callosum. The Extracellular Matrix (ECM) of these cerebral regions plays an important role during GBM invasion, but the underlying mechanisms remain largely unknown. Accordingly, the development of new anti-migratory therapies targeting the cell-ECM interactions is lacking. In order to mimic the compositional and physical properties of the cerebral ECM and to investigate their role(s) in GBM invasion, we have set up a new aligned nanofibers (NF)scaffold functionalized with laminin. My work demonstrated that the NFs constitute a tridimensional (3D) microenvironment supporting GIC adhesion and migration. The cell-ECM adhesion is improved on the NF in comparison to the conventional 2D planar surfaces (PS). Furthermore, the mechanisms of GIC interaction with the ECM on the NF are similar to those observed in the human GBM xenograft murine model. In this physiologically more relevant 3D microenvironment reproduced by the NF, the variation of the different biochemical and mechanical components of the ECM affects the migration of GIC. The presence or absence of laminin on the NF regulates the mode of migration and the orientation of the fibers dictates the direction of migration of GIC. On the other hand, the glycosylation that decorates cell surface proteins modulates the interaction of GBM tumor cells with the ECM and its alteration increases their invasion. The second part of my thesis demonstrated that the glycomimetics phostines « 3.1a » remodel the N-glycosylation of GIC and decrease their invasivity in vitro and in vivo via the inhibition of FAK and TGFβ-R signaling pathways known to be implicated in the cell-ECM intercommunication.

Les cellules souches de glioblastomes (GSC) sont sensibles aux propriétés mécaniques de leur microenvironnement et utilisent la rigidité pour favoriser leur invasion.Dans ce contexte, nous avons développé une matrice 3D fibrillaire artificielle permettant de récapituler in vitro les comportements migratoires observés in vivo. Cette matrice étant hautement plastique, nous avons pu moduler la rigidité, la chimie de surface ou encore l'alignement des fibres.Dans un premier temps nous avons modifié leur chimie de surface grâce à l’ajout de protéines de la matrice extracellulaire (MEC) puis déposé des neurosphères (NS) de GSC sur ce tissu artificiel. L’ajout de laminine nous a permis d’observer le passage d’un comportement migratoire collectif à individuel.Dans un deuxième temps nous avons modulé la rigidité des fibres. Après cinq jours de migration des GSC dans différentes conditions de rigidités, nous avons constaté une augmentation de la vitesse de migration à la rigidité intermédiaire de 166kPa par rapport à la condition plus souple de 3,2 kPa et à la condition plus rigides de 1260kPa. Cette capacité migratoire maximale dans nos conditions est associée à des changements de morphologie des GSC, à une augmentation de l'expression des protéines associée à la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) et à une modification de la régulation des protéines des adhérences focales.La surexpression de Mannoside acetyl glucosaminyltransférase 5 (MGAT5) est associée aux tumeurs malignes et est impliquée dans la formation de regroupement de protéines membranaires grâce à la formation d’un treillis. Elle favorise également la maturation des adhérences focales, la migration cellulaire, l'invasion et l’EMT, entraînant ainsi des avantages fonctionnels pour les cellules tumorales. Au vu des résultats précédents sur l'expression des protéines EMT et des modifications de la régulation des protéines des adhérences focales, nous avons généré des GSC n’exprimant plus la MGAT5 grâce à la technique CRISPR Cas9 et les avons placées en NS sur les matrices 3D présentant différentes rigidité. Nous avons alors observé une diminution de la vitesse de migration à 166kPa par rapport aux GSC contrôles, associée à une diminution de l'EMT et de la maturation des adhérences focales. Par conséquent, cette étude démontre l'implication de la glycosylation et plus particulièrement de la glycosylation médiée par la MGAT5 sur la mécanotransduction des GSC. / Glioblastoma stem cells (CSC) have been reported to be sensitive to the mechanical properties of the surrounding tissue/microenvironment and to use the microenvironment stiffness to enhance invasion.In this context, we developed a 3D artificial fibrillary tissue which can allow in vitro recapitulation of the migration behavior observed in vivo. This 3D matrix is highly plastic which allows for modulation of stiffness, surface chemistry and fibers alignment.On the first hand, we functionalized the fibers with extracellular matrix proteins and then we plated GSCs neurospheres (NS) on the developed 3D artificial tissue. The addition of laminin modulates the migration behaviour from single cell to collective mode.On the second hand we have modified stiffness of the fibers. After five days of GSCs NS migration on 3D electrospun fibers of different stiffnesses, we have seen an increase in migration velocity for an intermediate stiffness of 166kPa in comparison with our softest 3.2 kPa and stiffest stiffnesses (1260 kPa). This maximum migration rate is associated with changes in cell shape, increase of EMT proteins expressions and modifications of focal adhesion proteins regulation.Mannoside acetyl glucosaminyltransferase 5 (MGAT5) overexpression is associated with malignant tumors and it is implicated in the clustering of membrane proteins through lattice formation, focal adhesions, cell migration, invasion, and epithelial-to-mesenchymal transition (EMT), resulting in functional advantages for tumor cells.In light of previous results about of EMT proteins expressions and modifications of focal adhesion proteins regulation, we generated MGAT5 CRISPR Cas9 GSCs and placed it on 3D matrix with different stiffnesses. We observe a decrease in migration velocity at the intermediate stiffness in comparison with GSCs WT associated with a decrease in focal adhesion maturation and EMT. This study demonstrates the implication of glycosylation and more particularly MGAT5-mediated glycosylation on GSCs mechanotransduction.

Introduction : Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale primitive la plus fréquente et la plus grave de l’adulte. Des études épidémiologiques ont mis en évidence que les antécédents d’allergie sont un facteur protecteur, soulignant le possible impact de l’immunité sur le GBM. Plusieurs études transcriptomiques ont également mis en évidence des signatures immunes plus ou moins associées à la survie. Matériel et méthodes : Pour clarifier ce lien et déterminer quels gènes immuns étaient les plus impliqués dans le GBM, nous avons étudié l’expression de 791 gènes immuns dans des échantillons de GBM et de cerveaux normaux. Les interactions entre les gènes immuns ont été étudiées par une analyse de co-expression. Nous avons ensuite recherché une association entre les gènes immuns et la survie selon 3 méthodes statistiques, avant d’établir un modèle de risque mathématique validé sur plusieurs jeux de données. Enfin, nous avons étudié les cellules immunes infiltrantes sur des échantillons de gliomes dont 73 GBM par cytométrie de flux. Résultats : Un profil d’expression génique différent significativement entre le cerveau normal et le GBM a été établi de manière robuste, mais pas au sein des GBM. L’analyse de co-expression a mis en évidence 6 modules dont 5 sont enrichis en gènes ayant un lien avec la survie. Cent huit gènes immuns ont une association significative avec la survie et un prédicteur de risque à 6 gènes immuns a permis de distinguer deux groupes de patients en fonction de leur survie, y compris chez les patients dont la tumeur a un promoteur MGMT méthylé et dans le sous-groupe de GBM proneuraux. Enfin, nous avons mis en évidence, dans tous les échantillons de GBM analysés, une infiltration leucocytaire par des cellules macrophagiques/microgliales et parfois par des cellules lymphocytaires ou granulocytaires. L’infiltration de lymphocytes uniquement est associée significativement avec la survie dans notre cohorte. Conclusion : Des gènes, impliqués dans diverses fonctions immunes, sont différentiellement exprimés entre le cerveau normal et le GBM et au sein des GBM. Un prédicteur à 6 gènes robuste a été établi, il sépare les patients en 2 groupes bas et haut risque y compris ceux ayant un bon pronostic. Nous avons enfin mis en évidence dans une série de GBM une infiltration de cellules immunes, dont une infiltration lymphocytaire associée positivement à la survie. / Background: Glioblastoma is the most common and lethal primary brain tumor in adults. Epidemiological studies have revealed that a history of allergies is a protective factor, thereby underlining the likely impact of the immune system on GBM. A number of transcriptomic studies have also identified immune signatures more or less associated with patient survival. Methods: In order to clarify and identify which immune-associated (IA) genes were the most involved in GBM, we studied the expression of 791 immune genes in GBM and normal brains samples. Interactions between IA genes were studied through an analysis of co-expression network. We then searched for a link between IA genes and patient survival according to 3 statistical methods, before defining a mathematical risk model based on different data sets. Finally, we studied the infiltrative immune population of 73 GBM by cytometry. Results: A significantly different profile of IA genes expression between healthy brains and GBM was consistently defined, but not among GBM. The analysis of co-expression network revealed 6 modules, 5 of which were enriched by genes associated with patient survival. 108 IA genes have a significant association with patient survival and the 6-IA gene risk predictor allowed us to distinguish two groups of patients according to their survival, including patients whose tumor had a methylated MGMT gene promoter and in the subset of proneural GBM. Finally, in every analyzed GBM sample, we have shown that there was a leukocyte infiltration by macrophages/microglial cells and sometimes by lymphocytes or granulocytes. Only the lymphocytes infiltration was significantly associated with the survival in our group of patients. Conclusion: IA genes that are involved in various immune functions are expressed differentially between healthy brains and GBM and amongst GBM. A robust 6-IA gene risk predictor was defined: it divides patients into two low and high risk groups, including those who have a good prognosis. Finally, we revealed an infiltration of immune cells in a series of GBM, only the lymphocytic infiltration was positively associated with patient survival.

Le glioblastome multiforme (GBM) est une tumeur cérébrale extrêmement agressive associée à un mauvais pronostic. C'est pourquoi, il apparaît nécessaire d'identifier les mécanismes moléculaires participant au développement des GBM ainsi qu'à leurs résistances aux traitements afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques. Récemment, il a été montré que les régulations traductionnelles jouent un rôle fondamental dans les propriétés agressives du GBM. Les protéines de liaison à l'ARN (RBP) sont des acteurs majeurs de ces régulations dont l'expression/activité est altérée dans les GBM. Les RBP hnRNP HF (HF) font partie des RBP les plus surexprimées dans les GBM et leur contribution dans la régulation traductionnelle des GBM n'a encore jamais été investiguée. Nous avons émis l'hypothèse que hnRNP H et hnRNP F soient au centre d'un réseau de régulations post-transcriptionnelles impactant la machinerie traductionnelle qui contrôle le développement tumoral et la résistance aux traitements des GBM. Nos résultats montrent qu'HF régulent la prolifération et la réponse aux traitements car leur perte d'expression (i) diminue la prolifération des GBM (modèle cellulaire, sphéroïde et xénogreffes in vivo), (ii) active les voies de réponse aux dommages à l'ADN et (iii) sensibilise les cellules de GBM aux irradiations. De plus, nous avons identifié un nouveau rôle pour HF en tant que régulateurs de la traduction. En effet, nos données montrent que les hnRNP HF contrôlent la traduction d'un ensemble d'ARNm en régulant l'expression et l'activité de facteurs d'initiation ainsi qu'en collaborant avec des ARN hélicases partenaires en ciblant des ARNm impliqués dans des processus reliés au développement tumoral et la résistance aux traitements possédant des structures secondaires G-quadruplexe dans leurs 5'UTR. Les données que nous avons générées suggèrent que hnRNP H et hnRNP F sont des régulateurs traductionnels essentiels au développement tumoral et à la résistance aux traitements des GBM. / Glioblastoma multiforme (GBM) is one of the most aggressive brain tumors with poor prognosis. Understanding the molecular mechanisms involved in the development and resistance to treatments of gliomas could improve treatment efficiency. Recently, it has been demonstrated that translational regulations play a key role in the GBM aggressivity. RNA binding proteins (RBP) are major regulators of these processes and have altered expression / activity in GBM. The RBP hnRNP H and hnRNP F (HF) are among the most overexpressed RBP in GBM and their role in GBM translational regulation has never been investigated yet. We hypothesize that HF are at the core of a post-transcriptional regulation network which impacts the translational machinery that controls GBM tumor development and resistance to treatment. We have demonstrated that hnRNP H and hnRNP F regulate proliferation and response to treatment because their depletion (i) decreases the GBM proliferation (cell line model, spheroid and in vivo xenografts), (ii) activates the DNA damage response pathways and (iii) sensitizes the GBM cells to irradiation. We have identified HF as new regulators of GBM translation. Indeed, our data show that hnRNP H and hnRNP F control mRNA translation by regulating expression/activity of initiation factors and in collaboration with RNA helicases by targeting mRNA involved in oncogenic processes and containing secondary structures called G-quadruplex in their 5'UTR. The data that we have generated suggest that HF are essential translational regulators involved in tumor development and resistance to treatment in GBM.

Les travaux du laboratoire ont montré que les filaments intermédiaires, qui forment un des trois éléments essentiels du cytosquelette, peuvent lier la tubuline sur des sites spécifiques appelés TBS (Tubulin-Binding Site). Certains peptides correspondant à ces séquences sont capables d'inhiber in vitro la polymérisation des microtubules (MT). Les travaux présentés dans cette thèse consistent à poursuivre la caractérisation structurale et fonctionnelle de ces peptides. Ainsi, il a été possible de montrer qu'un peptide issu de la vimentine, Vim-TBS.58-81, est capable de rentrer dans les cellules de glioblastome humain T98G et de se localiser au niveau nucléaire. Une fois couplé à un peptide proapoptotique agissant au niveau nucléaire, il est capable d'inhiber la prolifération de ces cellules. Un autre peptide issu de la sous-unité légère des neurofilaments, NFL-TBS.40-63, est capable de rentrer dans toutes les lignées de gliome testées jusque-là, de déstabiliser leur réseau de MT et d'inhiber leur prolifération et leur migration sans affecter les cellules saines du cerveau (astrocytes et neurones). Injecté par stéréotaxie en intra tumoral chez des rats porteurs d'un gliome F98, ce peptide ralentit la croissance de la tumeur et reste localisé dans le tissu tumoral. Une analyse structure/fonction de ce peptide a mis en évidence des structures secondaires de type feuillet β et hélice α. Après greffage à la surface de nanocapsules lipidiques (NCL), ce peptide permet également l'amélioration de leur entrée dans les cellules de gliome in vitro et in vivo. Enfin, des NCL contenant du Paclitaxel ou du Ferrociphénol et recouvertes de peptide NFL-TBS.40-63 se sont révélées plus efficaces dans l'inhibition de la croissance tumorale dans un modèle de souris porteuse d'un gliome GL261 et dans un modèle de rat porteur d'un gliome 9L respectivement. L'ensemble de ces travaux révèle de nouvelles fonctions de ciblage et de pénétration cellulaire pour des peptides issus de filaments intermédiaires.

Durant la progression tumorale cérébrale, les cellules envahissent le tissu environnant, afin de s'y infiltrer. Pour ce faire, elles sécrètent ou expriment à leur surface des métalloprotéases matriciel1es (MMPs), capables de dégrader les composants de la matrice extracellulaire. Parmi ces MMPs, la MMP membranaire de type 1 (MT1-MMP) joue un rôle crucial dans l'acquisition du potentiel invasif des cellules tumorales cérébrales. La MT1-MMP dégrade de nombreux composants de la matrice extracellulaire et des protéines de surface. Grâce à son activité protéolytique, la MT1-MMP joue ainsi un rôle important dans les différentes étapes de la progression tumorale cérébrale incluant l'angiogenèse. Le ciblage pharmacologique des fonctions de MT1-MMP serait donc une approche thérapeutique efficace dans le traitement de gliomes. Bien que l'activité protéolytique de la MT1-MMP demeure sa fonction la plus importante, plusieurs études tendent à démontrer que la portion cytoplasmique de l'enzyme contribue à l'induction de signaux intracellulaires possiblement impliqués dans la chimio et la radiorésistance à la thérapie des gliomes. Parmi les marqueurs associés à cette résistance et surexprimés dans les gliomes hautement malins, il y a la cyclooxygénase-2 (Cox-2). Toutefois, le mécanisme moléculaire reliant l'activité intracellulaire de MT1-MMP à l'expression de Cox-2 demeure incompris. La première partie de mon mémoire a pour objectif d'étudier le ciblage pharmacologique des fonctions de MT1-MMP par l'actinonine, un inhibiteur sélectif de l'aminopeptidase N/CD13 et des MMPs solubles, dans les cellules de glioblastome U87. Nous y montrons que l'actinonine inhibe l'activation de la proMMP-2 induite par la concanavaline-A (ConA), une condition expérimentale connue pour induire l'expression de MT1-MMP dans les cel1ules U87. De plus, grâce à l'analyse de l'expression génique de MT1-MMP, l'actinonine n'a pas modulé l'expression de MT1-MMP induite par la ConA, suggérant que les effets de l'actinonine sont post-transcriptionnels. Nos résultats positionnent l'actinonine comme un possible candidat thérapeutique ciblant MT1-MMP. La deuxième partie de mon mémoire s'est orientée sur l'axe MT1-MMP/Cox-2 dans les glioblastomes U87. Nos observations préalables d'une modulation conjointe de l'expression de MT1-MMP et de Cox-2 dans les cellules isolées de glioblastomes humains U87 induite par la ConA nous ont permis d'évaluer le rôle de la ConA dans le déclenchement des processus cellulaires pro-inflammatoires qui régulent l'expression de Cox-2. Nous avons trouvé que le traitement avec la ConA, ou la surexpression directe de MT1-MMP recombinante conduit à l'induction de Cox-2 via une voie de signalisation impliquant NF-kB/IKKy. Collectivement, les résultats présentés dans ce mémoire apportent de nouvelles informations quant à l'implication du domaine intracellulaire de la MT1-MMP dans le phénotype pro-inflammatoire des cellules cancéreuses cérébrales. Ceci inspirera la conception de nouvel1es stratégies de thérapie pouvant combiner l'action des inhibiteurs de MT1-MMP à celle des drogues anti-inflammatoires pour le traitement de gliomes. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : MT1-MMP, Concanavaline-A, Actinonine, Cox-2, Inflammation, Glioblastome