Mon travail de thèse s'est intéressé au rôle des protéines Dok-1 et Dok-2 dans l'hématopoïèse physiologique chez la CSH et dans l'hématopoïèse pathologique dans le cas de la leucémie myélomonocytaire chronique (LMMC). Ce sont des régulateurs négatifs de la voie de signalisation RAS/MAPK, activée en réponse à des facteurs activant les récepteurs tyrosine kinase. La double inactivation des gènes Dok1 et Dok2 (Dok DKO) cause un syndrome myéloprolifératif assimilé à la forme myéloproliférative (MP) de la LMMC. Les anomalies génétiques de la LMMC identifiées sont nombreuses et souvent non spécifiques. Le gène RAS est cependant retrouvé muté dans 30% des cas de LMMC MP. Nous avons identifié des variants nucléotidiques de DOK1 et DOK2. La mutation DOK2 L238P a fait l'objet d'études fonctionnelles démontrant qu'il s'agit d'un mutant perte de fonction haplo-insuffisant, induisant une augmentation de la prolifération cellulaire, corrélée avec la LMMC MP.J'ai également étudié l'hématopoïèse précoce du modèle murin Dok DKO, me permettant de démontrer que ces protéines sont des régulateurs de la quiescence des CSH et du cycle cellulaire des progéniteurs myéloïdes engagés dans la différenciation.Les protéines Dok-1 et Dok-2 jouent un rôle dans la régulation de la quiescence et la prolifération des CSH et des progéniteurs hématopoïétiques. Leur dérégulation pourrait jouer un rôle dans la pathogenèse de la LMMC, attestant leur fonction de suppresseur de tumeur. Il serait intéressant de lier leur fonction chez la CSH à la LMMC en elle-même et de mieux définir les mécanismes par lesquels les protéines Dok-1 et Dok-2 interviennent dans la leucémogenèse. / My work focused on the roles of Dok-1 and Dok-2 proteins in physiological hematopoiesis in the CSH and pathological hematopoiesis in the case of chronic myelomonocytic leukemia (CMML). They are negative regulators of the RAS/MAPK signaling pathway, activated upon receptor tyrosine kinase (RTK) triggering. Moreover, Dok1 and Dok2 gene ablation (Dok DKO) in mice induces a myeloproliferative syndrome illustrating myeloproliferative (MP) form of CMML. This MP-CMML subtype is primarily characterized by alterations of genes encoding for proteins involved in RAS pathway, found in 30% of MP-CMML cases.We have identified DOK1 and DOK2 nucleotide variants. The DOK2 L238P mutationhas been functionally studied, demonstrating that DOK2 L238P is an haploinsufficient loss of function mutant, inducing increased cell proliferation, correlated to MP-CMML phenotype.I also studied early hematopoiesis in Dok1 / Dok2 double KO (Dok DKO) mice. This model allowed us to demonstrate that Dok-1 and Dok-2 proteins act as switch regulators of HSC between quiescence and cell cycle entry. Moreover, they negatively regulate cell cycle in myeloid committed progenitors.Thus, Dok-1 and Dok-2 proteins appear to play an important role in the regulation of HSC quiescence and proliferation, as well as hematopoietic progenitors. Their deregulation by haploinsufficient mutation may play a role in the pathogenesis of the CMML, attesting to their function as tumor supressors. Finally, it would be interesting to link their function in HSCs to CMML pathogenesis and to further define the mechanisms by which Dok-1 and Dok-2 proteins are involved in leukemogenesis.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les cellules souches embryonnaires et adultes sont strictement contrôlées et régulées par différents mécanismes comme l’auto-renouvellement, la différentiation et l’apoptose. Les enzymes impliquées dans la modification des histones et les différents statuts de la chromatine seraient responsables de la mise en place, du maintien et de la propagation des différents profils d’expression des gènes mais le mécanisme sous-jacent reste néanmoins mal compris. Dans nos études, nous avons identifié le rôle de Trrap, un cofacteur des histones acétyltransférases dans le maintien de l’auto-renouvellement des cellules souches embryonnaires et adultes. La perte de la moelle épinière et une mortalité croissante sont survenues suite à la délétion conditionnelle du gène Trrap chez la souris. Ceci est dû à la perte des cellules hématopoïétiques progénitrices ainsi que des cellules hématopoïétiques souches par un mécanisme cellulaire autonome. L’analyse des cellules progénitrices, purifiées, de la moelle épinière à permis de révéler que ces anomalies sont associées à l’induction de l’apoptose indépendante de p53 ainsi qu’à la dérégulation des facteurs de transcription Myc. De plus, la délétion conditionnelle de Trrap dans les cellules souches embryonnaires induit la différentiation due au rôle important que Trrap joue dans la régulation du couplage de la méthylation de l’histone H3 aux lysines K4 et K27 appelées « domaines bivalents », le maintien du statut hyperdynamique de la chromatine et la régulation des gènes spécifiques à l’auto-renouvellement. Ceci est cohérent avec l’essentiel rôle de Trrap impliqué dans le mécanisme qui restreint l’induction de l’apoptose ou de la différentiation, ceci selon le type de cellules souches, et favorise le maintien de l’auto-renouvellement. Ces études ont permis d’identifier les différents rôles essentiels que Trrap joue dans le mécanisme qui permet le maintien des cellules souches embryonnaires et adultes ce qui soulève la possibilité que Trrap et les modifications des histones qui contrôlent l’auto-renouvellement pourraient être importants pour le développement et le maintien des cellules souches cancéreuses. Une meilleure compréhension du mécanisme commun qui implique Trrap et les modifications des histones contrôlant les éléments essentiels des cellules souches normales et cancéreuses s’avèrerait essentiel et très bénéfique pour les stratégies de thérapies épigénétiques qui ont pour but d’éradiquer les cellules souches cancéreuses / Embryonic and adult stem cells are tightly controlled and regulated by self-renewal, differentiation and apoptosis. Histone modifiers and chromatin states are believed to govern establishment, maintenance, and propagation of distinct patterns of gene expression in stem cells, however the underlying mechanism remains poorly understood. In our studies, we identified a role for the histone acetyltransferase cofactor Trrap in the maintenance of embryonic stem cells and hematopoietic stem/progenitor cells. Conditional deletion of the Trrap gene in mice resulted in ablation of bone marrow and increased lethality. This was due to the depletion of early hematopoietic progenitors, including hematopoietic stem cells, via a cell-autonomous mechanism. Analysis of purified bone marrow progenitors revealed that these defects are associated with induction of p53-independent apoptosis and deregulation of Myc transcription factors. Moreover, conditional deletion of Trrap in embryonic stem cells was found to results in unscheduled differentiation. This was due to the essential role of Trrap in coupling of H3K4 and H3K27 methylation ("bivalent-domains"), the maintenance of hyperdynamic chromatin state and regulation of the stemness genes, consistent with the essential function of Trrap in the mechanism that restricts apoptosis or differentiation depending on stem cell type and promotes the maintenance of self-renewal. Together, these studies have identified critical roles for Trrap in the mechanism that maintains embryonic and hematopoietic stem cells and raise the possibility that Trrap and histone modifications controlling self-renewal may be important for the development and maintenance of cancer stem cells. Better understanding of a common molecular mechanism involving HATs and histone modifications that controls key features of normal and cancer stem cells may prove highly beneficial for epigenetics-based therapeutic strategies aiming to eradicate cancer stem cells