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Avec près de 350 millions de personnes chroniquement infectées, et malgré l’existence de vaccins efficaces, le virus de l’Hépatite B (VHB) reste un problème majeur de santé publique. Parmi les protéines virales, la protéine régulatrice HBx possèdent des activités qui pourraient être particulièrement impliquées dans le développement de CHC. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés aux différences biologiques entre la protéine HBx issue d’une région non tumorale (HBx-NT) et la protéine HBx issue d’une région tumorale (HBx-T) d’un même patient. En particulier, nous nous sommes intéressés à la régénération hépatique après hépatectomie partielle et à la carcinogenèse hépatique dans un modèle murin transgénique. Nous avons démontré l’absence d’impact de la forme tronquée de la protéine HBx sur la régénération hépatique. Nous avons démontré que la protéine HBx entière avait la capacité d’activer la sécrétion d’IL-6 dans la phase d’initiation de la régénération hépatique, conduisant à l’hyperactivation de STAT3, l’accumulation de SOCS3 et la diminution de phosphorylation de ERK. Au final, la protéine HBx entière induit un retard de régénération hépatique. Nous avons démontré une cinétique d’apparition de tumeurs plus rapide chez les souris HBx-T que chez les souris HBx-NT après injection d’un carcinogène chimique. Nous avons aussi pu observer que les deux formes HBx-T et HBx-NT sensibilisaient les hépatocytes à l’apoptose, au cours d’un dommage hépatique aigue, et que cette sensibilisation à l’apoptose pouvait en partie rendre compte de l’effet co-carcinogène observé chez les souris HBx-T et HBx-NT. L’ensemble de mes résultats a permis de mieux comprendre les mécanismes par lesquels la protéine HBx participe au développement de CHC. / Hepatitis B virus (HBV) is a worldwide health issue, as it is estimated that 350 millions people are chronically infected. Among the viral proteins, HBx is thought to be involved in hepatocellular carcinoma (HCC) development. In this work, we were interested in biological differences between HBx sequence from non tumoral region (HBx-NT) compared to HBx from tumoral region (HBx-T) from a single patient. In particular, we studied liver regeneration after partial hepatectomy et hepatocarcinogenesis in a transgenic mice model. We demonstrated that HBx-T did not modulate liver regenereation. We also showed that HBx-NT induced IL-6 overexpression during priming phase of liver regeneration, and that IL-6 overexpression was involved in STAT3 hyperactivation, SOCS3 accumulation and inhibition of ERK. Overall, HBx-NT induced IL-6 overexpression was responsible for a delay in liver regeneration. Moreover, we showed that HBx-T induced a faster development of hepatic tumor after DEN initiation, compared to HBx-NT. Both HBx forms were involved in an apoptosis sensibilization during acute liver injury, that could be involved in co-carcinogenic effect of HBx-T and HBx-NT. Overall, my results participate to the comprehension of HBx impact on liver carcinogenesis

Les maladies chroniques du foie constituent un problème majeur de santé publique. L’évaluation précise du degré de fibrose hépatique apporte au clinicien une estimation du pronostic dès la prise en charge initiale de ces patients, mais permet également la réalisation d’une surveillance évolutive, et intervient dans la décision et le choix d’un traitement. L’évaluation noninvasive de la fibrose hépatique par élastographie a permis de révolutionner la prise en charge des malades atteints d’une maladie chronique du foie. L’objectif de notre travail est d’évaluer les performances diagnostiques d’une nouvelle technique d’élastographie hépatique, appelée « Supersonic ShearImaging » (SSI), et d’analyser sa plus-value dans l’évaluation non-invasive des maladies chroniques du foie.Dans une première étude, nous avons prospectivement analysé et comparé les performances diagnostiques de l’élastographie SSI par rapport au FibroScan et l’ARFI pour le staging de la fibrose hépatique sur une série de 349 patients avec une maladie chronique du foie diagnostiquée et gradée par ponction-biopsiehépatique.Dans une seconde étude, nous avons prospectivement étudié l’impact diagnostique de l’élastographie SSIsur le foie et la rate chez une population de 401 patients avec cirrhose pour l’évaluation de la gravité de la maladie cirrhotique.Dans une troisième étude, nous avons réalisé une analyse prospective bicentrique (Angers et Bordeaux)de la performance diagnostique de l’élastographie SSI par rapport au FibroScan et l’ARFI dans l’évaluation non invasive de la fibrose hépatique sur une série de 291 patients avec stéatopathie non-alcoolique et ponction-biopsiehépatique. / Abstract :The management and the prognosis for chronic liver diseases are widely based on the presence and the development of a liver fibrosis. The progressive worsening of liver fibrosis leads in a certain number of patients to the development of cirrhosis and its complications. Thus, the development of non-invasive diagnostic tools for the diagnosis and the monitoring of the liver fibrosis is of crucial interest. Liver elastography is one of the most promising techniques that have recently emerged in the field of chronic liver diseases. In this study, we aim to assess the diagnostic accuracy of a new elastography technique, named “Supersonic Shear Imaging” (SSI), and toanalyse its added value in the non invasive diagnosis of chronic liver diseases.In a first study, we prospectively analysed and compared the diagnostic performances of SSI elastography versus FibroScan and ARFI for the staging of liver fibrosis in a cohort of 349 patients with chronic liver diseases that consecutively underwent a liver biopsy. In a second study, we prospectively analysed the impact of liver and spleen SSI elastography in a cohortof 401 cirrhotic patients for the non invasive diagnosis of cirrhosis severity and oesophageal varices.In a third study, we assessed the clinical use of liver stiffness measurement evaluated by SSI, FibroScan,and ARFI in a cohort of nonalcoholic fatty liver disease patients who underwent liver biopsy. A total of 291 NAFLD patients were prospectively enrolled at 2 French university hospitals (Angers and Bordeaux).

Chez les vertébrés, le foie est un des organes majeurs du métabolisme en étant le siège de la régulation de différentes voies du métabolisme qui contrôlent l’homéostasie du glucose et des lipides. En se basant sur des travaux de recherche récents suggérant que le système de conjugaison de l'ubiquitine est engagé en réponse à différents signaux métaboliques, nous avons réalisé une analyse protéomique globale dans le but d’identifier des protéines ubiquitylées dans le foie de souris soumises á un protocole de jeûne – re-nourrissage. Parmi les 117 protéines différemment ubiquitylé sur le jeûne ou le re-nourrissage, nous avons identifié complément 3 (C3) dans le foie de souris réalimentées. Nous avons observé qu'un produit d'activation de C3, C3a, est ubiquitylé dans les hépatocytes primaires traités avec les médias riches en nutriments. Ainsi, nous proposons que l'ubiquitination de C3 joue un rôle dans la régulation des fonctions inflammatoires ou métaboliques de C3 dans le foie. / In vertebrates, the liver has developed to be a major metabolic organ able to control glucose and lipid homeostasis. It activates or inhibits specific pathways in a regulated manner, depending on the metabolic state of our organism. Based on the emerging experimental evidence suggesting that the ubiquitin conjugation system is engaged in response to different metabolic cues, we conducted a global proteomic analysis to identify metabolic pathways modified by ubiquitylation. To this end, we used livers of mice subjected to a fasting – refeeding protocol. Amongst the 117 proteins differentially ubiquitylated upon fasting or refeeding conditions, we identified complement 3 (C3) to be ubiquitinated in livers of refed mice. We observed that an activation product of C3, C3a, is ubiquitylated in primary hepatocytes treated with nutrient-rich media. Thus, we suggest that the ubiquitylation of C3 plays a role in the regulation of inflammatory or metabolic functions of C3 in the liver.

La prévalence de l’obésité et du diabète de type 2 est en constante augmentation dans les pays industrialisés. Ces pathologies sont associées à des troubles de l’équilibre énergétique de l’organisme, ce qui se traduit au niveau hépatique par le développement de NAFLD (Non‐alcoholic Fatty Liver Disease). La NAFLD est engendrée par l’accumulation excessive de lipides dans les hépatocytes ou stéatose et est associée à la résistance à l’insuline. L’insulinorésistance hépatique est dite sélective car l’insuline n’est plus capable d’inhiber la production hépatique de glucose, contribuant à l’hyperglycémie, alors que la synthèse lipidique est exacerbée, induisant une stéatose hépatique. La stéatose peut évoluer en pathologies plus graves, telles que la fibrose, la cirrhose ou le cancer hépatocellulaire (CHC). L’objectif de ma thèse a été d’étudier les mécanismes moléculaires pouvant contribuer à la sélectivité de la résistance à l’insuline hépatique et à l’évolution de la stéatose simple vers le CHC. Dans un premier temps, nous avons étudié le rôle de l’adaptateur moléculaire Grb14, un inhibiteur de l’activité kinase du récepteur de l’insuline, dans la régulation du métabolisme hépatique chez la souris. L’invalidation de Grb14 dans le foie conduit d’une part à une activation de la signalisation de l’insuline et une amélioration de tolérance au glucose, et d’autre part à une diminution de la lipogenèse consécutive à l’inhibition du facteur lipogénique LXR via la voie Nrf2. L’invalidation de Grb14 dans le foie de souris obèses et diabétiques permet de ramener la glycémie et la stéatose hépatique à des valeurs similaires aux témoins. Ces données suggèrent que Grb14 est un nouvel acteur impliqué dans la sélectivité de la résistance à l’insuline du foie. La seconde étude a permis de montrer l’implication de la stéatose hépatique induite par un régime hypercalorique sur le développement de CHC. En effet, sur un fond génétique favorisant la carcinogenèse, un régime riche en graisse et en sucre contribuant à l’insulinorésistance hépatique accélère la cinétique d’apparition des tumeurs et augmente leur nombre. / The prevalence of metabolic diseases, including obesity and type 2 diabetes, are expanding in a worldwide epidemic way. These diseases are associated with metabolic disorders, resulting in the development of NAFLD (Non‐alcoholic Fatty Liver Disease) in the liver. NAFLD is generated by excessive accumulation of lipids in hepatocytes, and is associated with insulin resistance. In liver, insulin resistance leads to a blunted inhibitory action on hepatic glucose production, inducing hyperglycemia, whereas de novo lipogenesis, which is positively regulated by insulin, is paradoxically exacerbated, contributing to hepatic steatosis. Steatosis may also evolve into more serious diseases such as fibrosis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC). The aim of my thesis was to study the molecular mechanisms that may contribute to the selectivity of hepatic insulin resistance and the development of HCC. Initially, we studied the role of the molecular adapter Grb14, an inhibitor of the insulin receptor kinase activity, in the regulation of hepatic metabolism in mice. Invalidation of Grb14 in the liver leads on the one hand to an activation of the insulin signaling and improved glucose tolerance, and on the other hand to a decrease of LXR activity resulting in lipogenesis inhibition. Invalidation of Grb14 in the liver of obese and diabetic mice restores blood glucose levels and hepatic steatosis similar to control values. These data suggest that Grb14 is a new player involved in the selectivity of the insulin resistance in the liver. The second study demonstrated the involvement of hepatic steatosis induced by a high‐calorie diet on the development of HCC. Indeed, on a genetic background favoring carcinogenesis, a diet rich in fat and sugar contributing to hepatic insulin resistance accelerates appearance of tumors and increases their number.

La voie de signalisation de l’inflammasome est impliquée dans plusieurs pathologies inflammatoires dont la fibrose pulmonaire et plus récemment, elle a été mise en lumière dans le développement de la fibrose hépatique. L’activation de ce complexe permet la maturation et la libération de la cytokine pro-inflammatoire IL-1β par les cellules immunitaires telles les macrophages, après reconnaissance de motifs bactériens ou de signaux de danger. L’objectif de cette thèse était de montrer les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquelles l’inflammasome est impliqué dans la fibrose hépatique. Par une première approche avec un hepatotoxique, le CCl4, chez la souris, nous avons observé que nos stratégies bloquantes de la signalisation de l’inflammasome ne permettent pas de faire le lien direct avec le développement de la fibrogénèse. Dans une seconde approche in vitro, nous avons montré que les fibroblastes hépatiques répondent à des médiateurs pro-inflammatoires comme l’IL-1β, le TNF-α et l’IL-8 par un déséquilibre de la balance MMP/TIMP favorable à la fibrolyse, une exacerbation de la réponse inflammatoire et la diminution de l’expression d’un marqueur d’activation des fibroblastes, l’α-SMA. Enfin, la mise en co-culture de ces fibroblastes avec différents macrophages a montré des effets similaires après activation de l’inflammasome par le LPS et les cristaux de MSU dans les cellules immunitaires, suggérant ainsi un rôle indirect de l’activation de l’inflammasome sur la réponse des fibroblastes hépatiques activés. / Inflammasome pathway is implicated in several inflammatory diseases such as pulmonary fibrosis. Nowadays, several data exist and suggest the implication of this pathway in liver fibrosis development. Once activated, the inflammasone pathway leads to the production and the release of IL-1β, a pro-inflammatory cytokine, by immune cells such as macrophages. The aim of this thesis was to describe the molecular and the cellular mechanism underlining the implication of the inflammasome pathway in liver fibrosis development. To assess this hypothesis, we have firstly inhibited inflammasome pathway in CCl4 hepatotoxicity mouse model. However, this approach did not clearly establish the implication of this pathway in liver fibrosis development. Thus in a second part, we have used an in vitro approach and demonstrate that liver fibroblasts response to pro-inflammatory mediators such as IL-1β, TNF-α and IL-8, and lead to a change in MMP/TIMP balance. The changes conduce to fibrosolysis, an exacerbation of the inflammatory response and the decrease in the expression of α-SMA, an activation marker of fibroblasts. Finally, by co-culturing the fibroblasts with different macrophages, we showed similar effects after inflammasome activation by LPS and the MSU crystals in immune cells, suggesting an indirect role of the activation of inflammasome on the response of activated liver fibroblasts.

L'expression élevée de la GSTP1 est fréquemment observée dans les cancers et est positivement corrélée à la résistance aux chimiothérapies. Cette enzyme de détoxication de phase II peut aussi réguler l'activité de protéines comme JNK et TRAF2 et, par conséquent, peut moduler les voies de prolifération et de mort cellulaire. Ce projet a donc consisté à étudier le rôle de la GSTP1 dans la prolifération des hépatocytes normaux ou transformés. L'étude de la régénération hépatique chez des souris Gstp1/2‐/‐ a permis de démontrer le rôle des protéines GSTP1 et GSTP2 dans le contrôle de la progression des hépatocytes normaux dans le cycle cellulaire. Après hépatectomie partielle chez les souris Gstp1/2‐/‐, une diminution importante du nombre d'hépatocytes dans les phases S, G2 et M est observée comparativement à des foies de souris contrôle. Cette réduction est associée à des retards d'expression de protéines impliquées dans l'initiation de la prolifération, le contrôle du point de restriction dépendant des mitogènes et dans la transition G1/S. Ces modifications sont associées à une réduction de l'expression de TRAF2 et de l'activation de JNK et ERK, alors que les taux de p21 et de p53 sont élevés. Parallèlement, un décalage dans l'expression d'enzymes qui régulent l'homéostasie redox et participent à l'activation des MAPK est observé. L'utilisation de cellules cancéreuses de différentes origines dont le foie, a également permis de corréler l'absence de GSTP1 à une diminution de prolifération cellulaire sans altération de la suivie cellulaire. Cependant dans ces conditions, nous observons une augmentation de l'expression de TRAF2, pJNK, pATF2, ATF3 associée à une induction de p21. Nous avons également montré que les effets de la GSTP1 sur la prolifération cellulaire sont régulés par l'activation de JNK. L'évidence du lien entre l'expression de la GSTP1 et la prolifération hépatocytaire nous a conduit à analyser l'expression d'enzymes de détoxication dans des carcinomes hépatocellulaires (CHC) et nous avons constaté une induction d'expression de GSTP1 dans le tissu péritumoral des CHC par rapport au foie normal. / Increased GSTP1 expression is frequently observed in cancers and is positively correlated with chemotherapy resistance. This phase II detoxifying enzyme can also regulate JNK and TRAF2 activities and, consequently, can modulate proliferation and cell death pathways. This project aimed at studying the role of GSTP1 during proliferation in normal and transformed hepatocytes. Liver regeneration study in Gstp1/2‐/‐ mice showed the involvement of GSTP1 and GSTP2 proteins in the cell cycle progression control of normal hepatocytes. After partial hepatectomy in Gstp1/2‐/‐ mice, the number of cells in S, G2 and M phases was decreased compared to livers of wildtype mice. This reduction is associated with the delay in the expression of proteins involved in proliferation initiation, mitogen restriction point control and G1/S transition. These modifications are associated with the decrease in TRAF2 expression and the activation of JNK and ERK, whereas p21 and p53 levels are high. Furthermore, expression of enzymes involved in redox homeostasis and MAPK activation is delayed. Study of cells derived from various cancers, including HCC, highlighted a correlation between low expression of GSTP1 and decrease in cell proliferation without cell survival alteration. However in these conditions, we observed the increase in TRAF2, pJNK, pATF2 and ATF3 expression together with the induction of p21. We also showed that GSTP1 effects are regulated by JNK activation. These results showed a link between GSTP1 expression and hepatocyte proliferation and led us to investigate the GSTP1 expression in HCC. We noticed an induction of GSTP1 expression in peritumoral tissue compared to normal liver.

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

Les résultats de la transplantation hépatique (TH) se sont considérablement améliorés mais la survie à long terme est une préoccupation des transplanteurs. Elle dépend de la survenue d’un rejet, de la récidive de l’hépatite C, du traitement immunosuppresseur et de ses complications. Après une TH suite à une complication de l’hépatite C, l'infection du greffon par le virus de l’hépatite C (VHC) est constante, et l'évolution de l'hépatite chronique est plus rapide et agressive que chez les non transplantés. L’implication des cellules T régulatrices (Treg) a été suggérée dans l’induction de tolérance après transplantation et dans la persistance de l’infection par le VHC. Le nombre et la fonction des Treg seraient influencés par le traitement immunosuppresseur (IS). Dans ce contexte, je me suis intéressé au rôle des Treg dans l’évolution de la TH, et les effets des différents traitements utilisés (IS et anti-VHC) sur ces cellules. Les résultats montrent que les Treg, en particulier les cellules régulatrices de type 1 (Tr1), seraient prédictifs de la réponse au traitement antiviral C, et aussi que les Treg pourraient être impliquées dans l’évolution de la récidive virale C après TH. JE montre aussi que les inhibiteurs de mTor induisent une augmentation de taux des Treg chez les patients transplantés hépatiques après changement du traitement d’un anticalcineurine, et que les anticalcinurines réagissent différemment sur l’activité suppressive des Treg in vitro. En conclusion, je précise le rôle majeur des Treg à la fois dans l’évolution de la récidive virale C sur le greffon hépatique, mais également quels sont les IS qui auraient un effet favorable sur le développement des Treg. / The results of liver transplantation (LT) have improved significantly, but long-term graft survival is still a major concern for doctors. It depends on the rejection rates, the recurrence of hepatitis C, and the immunosuppressive treatment and its complications. After LT, the graft reinfection with HCV is constant, and the evolution of chronic hepatitis is faster and more aggressive when compared to the time course before transplantation. It has been suggested the regulatory T cells (Treg) are involved in the induction of tolerance after organ transplantation, and in the persistence of HCV infection by suppressing the HCV-specific T responses. Furthermore, the number and function of Treg are very likely influenced by the immunosuppressive therapy used after transplantation. In this context, my work focuses on the role of Treg cells in the evolution of liver transplantation, and the effects of different treatments used after LT (immunosuppressive and anti-HCV) on this population. The results of my thesis show that the Treg cells (Type-1 regulatory cells, Tr1, in particular) are predictive of the response to the anti-HCV treatment after LT, and that Treg cells are associated with severe evolution of recurrent hepatitis C. I show that mTOR inhibitors have a positive impact on the number of circulating Treg cells in patients who underwent a conversion of therapy from Tacrolimus to a mTOR inhibitor, and that calcinurine inhibitors have different effects on Treg suppressive activity in vitro. In conclusion, we bring evidences on the involvement of Treg cells in HCV recurrence and treatment failure after liver transplantation and in their interaction with immunosuppressive drugs.

Dans les maladies chroniques du foie, l’angiogenèse et la fibrose sont étroitement liées. Nosprécédents travaux ont permis de montrer que les myofibroblastes portaux (MFP)contribuaient de façon importante à la fibrogenèse hépatique. L’objectif de ma thèse était dedéterminer si les MFP pouvaient aussi contribuer à l’angiogenèse hépatique. Nous avonsidentifié un nouveau marqueur spécifique des MFP, le collagène XV, grâce auquel nousavons pu mettre en évidence une prolifération des MFP dans des stades avancés de fibrose, àla fois dans des modèles animaux et chez les patients atteints d’hépatopathie chronique. Cetteprolifération des MFP était corrélée à celle des cellules endothéliales. Dans le foie cirrhotiquehumain, les MFP présentaient une distribution périvasculaire, entourant les capillaires àproximité de la réaction ductulaire. L’effet des MFP sur les cellules endothéliales a ensuite étéévalué par des tests d’angiogensèse in vitro et in vivo. Le milieu conditionné des MFPaugmentait la migration et la tubulogenèse des cellules endothéliales et stimulaitl’angiogenèse dans les implants de Matrigel chez la souris. En co-culture, les MFPdeveloppaient des jonctions intercellulaires avec les cellules endothéliales et augmentaient latubulogenèse. Nous avons montré que les MFP secrétaient des microparticules contenant duVEGF-A, capables d’activer VEGFR-2 dans les cellules endothéliales et de médier leur effetpro-angiogénique. Enfin, les cholangiocytes étaient capables d’accroître l’effet proangiogéniquedes MFP. En conclusion, les MFP jouent un rôle clef dans le remodelagevasculaire associé à la fibrose hépatique. / Liver angiogenesis and fibrogenesis are closely linked and most of studies have shown thatangiogenesis could worsen fibrosis in chronic liver diseases. Our previous works havedemonstrated that portal myofibroblasts (PMF) greatly contributed to liver fibrogenesis. Theaim of this present work was to determine if PMF could also contribute to liver angiogenesis.We identified collagene XV (col15a1) as a new specific marker for PMF. In vivo, weobserved PMF proliferation (measured by expression of col15a1) at advanced stages offibrosis both in liver from animals models ( CCl4 and BDL) and in livers from patients withchronic liver disease (primary biliary cirrhosis and non alcoolic fatty liver disease). PMFproliferation was correlated with endothelial proliferation. In human cirrhotic liver, PMF werelocated around vessels in fibrotic septa, in proximity to ductular reaction. PMF effects onendothelial cells were assessed in angiogenic tests in vitro and in vivo. PMF conditionedmedium enhanced migration and tubulogenesis of endothelial cells and stimulatedvascularization of matrigel plugs in mice. In coculture, PMF developed junctions withendothelial cells (demosomes and gap junctions) and enhanced endothelial tubulogenesis. Weshowed that PMF secreted VEGFA containing microparticles, able to activate VEGFR-2 inendothelial cells and to mediate their angiogenic function. Cholangiocytes could increasePMF angiogenic properties by stimulating VEGFA expression and microparticles secretion.In conclusion, PMF, studied with a new marker, col15a1, are key cells in hepatic vascularremodeling.