Tissue engineering offers a potential alternative therapy to overcome the limitations of organ transplantation, by employing biomaterials as scaffold for cell growth. For example, poly-lactic-co-glycolic acid (PLGA) is a synthetic biomaterial widely used in tissue engineering. However, the hydrophobicity of PLGA results in scaffolds that are poorly wettable, and which, therefore, possess poor mass transfer properties for the delivery of nutrients and the removal of waste. The present work aimed to develop more hydrophilic PLGA scaffolds, specifically hollow fibre membranes, within a bioreactor system, which enables co-culture of cells in order to direct stem cell differentiation. Large quantities of costly growth factors are required over long periods for stem cell differentiation. Therefore, this project also aimed to use a cell line as a “factory” for the inexpensive, in situ growth factor production. Hollow fibres were fabricated by wet spinning and a hydrophilic polymer, polyvinyl alcohol (PVA), was added to the PLGA solution at three different concentrations (1.25, 2.5, 5% w/w) in order to obtain a more hydrophilic membrane. Results indicated that 5% PVA-PLGA hollow fibres were the only membranes which allowed permeation of water, BSA and cell-secreted hepatocyte growth factor (HGF), thus indicating that they are the most suitable membranes for use in bioreactor devices. However, these membranes failed to improve cell-attachment. Cell secreted HGF was shown to be more stable in a dynamic culture environment than commercial HGF, thus suggesting its suitability for applications in bioreactor devices. However, using both commercial and cell-secreted HGF, mesenchymal stem cell differentiation was unsuccessful. In conclusion, this work has developed a hollow fibre membrane which is more permeable to water and proteins for a higher mass transfer of nutrients, and has realised a model system for the inexpensive production of growth factors for use in bioreactor devices and the differentiation of stem cells.

Medulloblastoma is the most common malignant paediatric brain tumour. Similar to other tumours, medulloblastoma pathogenesis involves abnormal regulation of several developmental growth pathways. As my thesis project, I studied the effects of aberrant HGF/MET signalling on medulloblastoma formation in two ways. In my first objective, I investigated the role that mutations play in activated HGF/MET signalling in medulloblastoma by searching for mutations in HGF/MET pathway genes, SPINT1, SPINT2, and MET, within primary medulloblastoma specimens. This screen identified several single nucleotide polymorphisms (SNPs) and two novel variations, one in each SPINT1 and SPINT2 genes. In my second objective, I generated a transgenic mouse model with cerebellar-specific aberrant MET signalling. These mice developed extensive cerebellar abnormalities but formed no tumours. These results indicate that mutations in the HGF/MET pathway components alone are not sufficient to initiate medulloblastoma formation and must coincide with additional genetic insults to promote tumour formation, maintenance, and progression.

Medulloblastoma is the most common malignant paediatric brain tumour. Similar to other tumours, medulloblastoma pathogenesis involves abnormal regulation of several developmental growth pathways. As my thesis project, I studied the effects of aberrant HGF/MET signalling on medulloblastoma formation in two ways. In my first objective, I investigated the role that mutations play in activated HGF/MET signalling in medulloblastoma by searching for mutations in HGF/MET pathway genes, SPINT1, SPINT2, and MET, within primary medulloblastoma specimens. This screen identified several single nucleotide polymorphisms (SNPs) and two novel variations, one in each SPINT1 and SPINT2 genes. In my second objective, I generated a transgenic mouse model with cerebellar-specific aberrant MET signalling. These mice developed extensive cerebellar abnormalities but formed no tumours. These results indicate that mutations in the HGF/MET pathway components alone are not sufficient to initiate medulloblastoma formation and must coincide with additional genetic insults to promote tumour formation, maintenance, and progression.

El sarcoma de Kaposi (SK) es una enfermedad angioproliferativa con cuatro formas clínico-epidemiológicas: clásica (SK-C), africana endémica, relacionada con fármacos inmunosupresores y relacionada con el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SK-SIDA). La afectación del SK es generalmente cutánea, pero en los casos agresivos puede diseminarse a localizaciones extracutáneas. En la piel, las lesiones se clasifican clínicopatológicamente en máculas, placas y tumores de acuerdo con su progresión y severidad. El SK parece iniciarse como una proliferación vascular reactiva debida a una red de citocinas alterada, mientras que en estadios avanzados, se comporta como una neoplasia multifocal.El diferente comportamiento biológico del SK de acuerdo con sus presentaciones epidemiológicas y estadios puede estar relacionado con la presencia de alteraciones específicas en los mecanismos que controlan el crecimiento y desarrollo tumoral, como la sobreestimulación de citocinas y de factores de crecimiento angiogénicos o alteraciones en las oncoproteínas que controlan la proliferación celular y la apoptosis. Estas alteraciones podrían ofrecer los estímulos neoplásicos necesarios para el desarrollo, progresión y, en definitiva, un comportamiento más agresivo del SK.El factor de crecimiento hepatocitario (HGF) es una citocina angiogénica pleiotrópica que está sobreexpresada en cánceres humanos invasivos y puede actuar como factor de progresión tumoral, estimulando la angiogénesis y la invasividad de las células tumorales. Estas respuestas son transducidas a través del receptor c-Met. El HGF estimula la proliferación de las células fusiformes cultivadas de lesiones humanas de SK, y además las células del SK sintetizan y secretan HGF y expresan c-Met, creando un rizo de retroalimentación para la proliferación tumoral y la neovascularización. Hemos estudiado la expresión del c-Met en diferentes estadios histológicos de lesiones de SK-C y SK-SIDA, observando que la intensidad de tinción de c-Met fue mayor en los tumores que en las placas, de forma que el HGF se comporta como un factor de progresión en el SK.EL HHV-8, el factor etiológico del SK, codifica la v-ciclina, que formando complejo con la cinasa dependiente de ciclina (CDK) 6, contribuye a la fosforilación y degradación mediada por proteasoma del inhibidor de las cinasas dependientes de ciclina p27KIP1. La p27KIP1 regula negativamente la proliferación celular uniéndose e inhibiendo a los complejos ciclina-CDK de fase G1. Por otro lado, la infrarregulación de la expresión de la p27KIP1 parece facilitar el desarrollo tumoral y la diseminación metastásica; por ello la p27KIP1 ha sido considerada como un factor pronóstico independiente en una gran variedad de neoplasias humanas. Aunque la naturaleza neoplásica del SK todavía es controvertida, se ha demostrado repetidas veces que en algunos pacientes el SK puede comportarse como una neoplasia maligna y seguir un curso ominoso. Para determinar si la disminución de los niveles de la p27KIP1 está también relacionada con un comportamiento más agresivo del SK, decidimos investigar la inmunoreactividad de la p27KIP1 en biopsias de SK. De este modo, intentamos determinar si la disminución de los niveles de expresión de la p27KIP1 está relacionada con la afectación extracutánea en el SK, como ocurre en otras neoplasias cuando metastatizan. La media de porcentajes de células positivas para p27KIP1 era significativamente mayor en las biopsias de lesiones cutáneas y en las máculas-placas que en las lesiones extracutáneas y en los tumores respectivamente. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la disminución de los niveles de la p27KIP1, que pueden ser producidos por la infección por el HHV-8, facilitan la progresión del SK a través de sus estadios histopatológicos y su eventual extensión extracutáneaEstudios recientes han demostrado que la degradación de la p27KIP1 a través de la vía ubicuitin-proteasoma está mediada por el complejo SCF/ p45SKP2 y por su receptor específico de sustrato F-box p45SKP2. La p45SKP2 está frecuentemente sobreexpresada en células transformadas, induce la fase S en células quiescentes y se sospecha que es un protooncogen en tumores humanos. De hecho, se ha determinado una asociación entre el incremento de los niveles de la p45SKP2 y la disminución de los niveles de la p27KIP1 en neoplasias epiteliales. Hemos estudiado si la expresión de la p45SKP2 está alterada en las lesiones agresivas del SK y su relación con la infrarregulación de la p27KIP1, sexo e infección por el VIH. La sobreexpresión nuclear de la p45SKP2 estaba presente en todos los estadios del SK, estando significativamente incrementada en los tumores cutáneos y en las lesiones extracutáneas en comparación con la máculas y placas. No se identificaron diferencias estadísticamente significativas en relación con el sexo y estatus VIH de los pacientes, y el análisis de regresión no mostró correlación entre la p45SKP2 y la p27KIP1. Estos hallazgos sugieren que la p45SKP2 está involucrada en el SK, no sólo promoviendo la degradación de la p27KIP1, sino también a través de otros mecanismos todavía desconocidos. / Kaposi's sarcoma (KS) is an angioproliferative disease with four clinical-epidemiological forms: classic (C-KS), African-endemic, immunosuppressive drug-related and acquired immune deficiency syndrome-related (AIDS-KS). KS involvement is usually limited to the skin, but in aggressive cases it may disseminate to extracutaneous locations. In the skin, lesions are clinicopathologically classified into macules, plaques and tumours in agreement with their progression in severity. KS seems to begin as a reactive vascular proliferation due to an unbalanced cytokine network, whereas in advanced stages, it behaves as a multifocal neoplasm.The different biological behavior of KS according to its epidemiological presentations and stages might be related to the presence of specific alterations in the mechanisms controlling tumor growth and development, such as cytokine or angiogenic growth factor overstimulation or alterations of the oncoprotein networks that control cell proliferation and apoptosis. These alterations would provide neoplastic stimuli for the development, progression, and aggressive behaviour of KS. Hepatocyte growth factor (HGF) is a pleiotropic angiogenic cytokine that is overexpressed in invasive human cancers and may function as a tumor progression factor, stimulating tumour cell invasiveness and angiogenesis. These responses are transduced through the c-Met receptor. HGF stimulates proliferation of spindle cells cultured from human KS lesions, and KS cells synthesize and secrete HGF and express c-Met, thus providing an autocrine loop for tumour proliferation and neovascularization. We have studied the expression of c-Met in different histological stages of AIDS-associated and classic KS lesions. The staining intensity of c-Met was stronger in tumours than in plaques showing that HGF would be a progression factor in KS. HHV-8, the KS'etiologic factor, encoded v-cyclin, through its complexing with cyclin-dependent kinase (CDK) 6, contributes to the phosphorylation and proteasome-mediated degradation of p27KIP1, a cyclin-dependent kinase inhibitor. P27KIP1 regulates negatively cell proliferation by binding and inhibiting G1 cyclin-CDK complexes. On the other hand, down-regulation of p27KIP1 expression seems to facilitate tumour development and metastatic dissemination; then p27KIP1 has been considerated as an independent prognostic factor in a variety of human neoplasms. Although the neoplastic nature of KS remains controversial, it has been repeatedly demonstrated that in some patients KS may behave as a malignant neoplasm and follow an ominous course. To determine whether decreased p27KIP1 levels are also related to more aggressive behaviour in KS, it was decided to investigate p27KIP1 immunoreactivity in KS biopsy specimens. Thereby, we sought to determine whether the decrease in p27KIP1 expression levels is related to extracutaneous involvement in KS, as is the case in several other types of neoplasms when they metastasize. The mean percentages of p27KIP1-positive cells were significantly higher in biopsy specimens from skin lesions and in macules-plaques than in those from extracutaneous locations and tumours respectively. These results lend support to the hypothesis that decreased levels of p27KIP1, which may have been brought about by HHV-8 infection, play a role in KS progression through its various histopathological stages, to its eventual extracutaneous spread.Recent studies have demonstrated that p27KIP1 degradation through the ubiquitin-proteasome pathway is mediated by the SCF/p45SKP2 complex and by the substrate-specific receptor of this complex, the F-Box protein p45SKP2. P45SKP2 is frequently over-expressed in transformed cells, induces S phase in quiescent cells and is a suspected proto-oncogene in human tumours. In fact, there are recent reports of increased levels of p45SKP2 in association with reduced p27KIP1 levels in epithelial neoplasms. We have studied of whether p45SKP2 expression is altered in aggressive lesions of KS and its relation to p27KIP1 down-regulation, gender and HIV infection. P45SKP2 nuclear over-expression was present in all KS stages, being significantly increased in skin tumours and extracutaneous lesions as compared with macules and plaques. No statistically significant differences were found in regard to patients´ sex and HIV status and regression analysis failed to show a correlation among p45SKP2 and p27KIP1. These findings suggest that p45SKP2 is involved in KS, not only by promoting the degradation of p27KIP1 but also through other mechanisms still unknown.

Over-expression of both hepatocyte growth factor (HGF) and its receptor Met frequently occurs in invasive human breast cancer, suggesting that the establishment of an HGF “autocrine loop” may be linked to breast tumour progression. We have recently shown a novel activating function of two signaling molecules, Src tyrosine kinase and the signal transducer and activator of transcription-3 factor (Stat3), on HGF expression in breast epithelial cells. Interestingly, Stat3 is also important in normal breast development,but this function does not require Src. In addition, β1-integrin adhesion occurs minimally in differentiated breast epithelium, but is upregulated during oncogenic progression and is required for transformation by Src. We therefore hypothesize that β1-integrin engagement is necessary for Src/Stat3-dependent activation of HGF transcription and breast tumourigensis. Using specific inhibitors of Src (Dasatinib) and Stat3 (CPA7) we demonstrated that autocrine HGF expression is linked to activation of Src/Stat3 in a malignant breast cell line. Phenotypic reversion (e.g., cell rounding and loss of filopodial extensions) and inhibition of pY705Stat3, HGF and pYMet expression as determined by immunofluorescence was achieved with both inhibitor treatments separately, and a synergistic effect was observed with combined treatment. Furthermore, β-catenin localization was nuclear in malignant cells, but shifted to cortical cytoplasmic following inhibitor treatment, similar to non-malignant mouse breast epithelial cells (EPH4). We are currently extrapolating these findings to a 3D Matrigel culture model in which EPH4 cells form acini-like spheroids with hollow lumen surrounded by a well-polarized outer layer of cells. Under these conditions, Stat3 levels are decreased followed by a reduction in cyclin D1 expression, while Src activation remains at a low baseline level. Interestingly,expression of Stat5, which has a reciprocal relationship with Stat3 in breast development and involution, is increased concomitant with elevated β-casein expression. Moreover, Fibronectin and HGF in combination stimulate tubular outgrowths with lumen filling. These findings suggest that aberrant changes in extracellular matrix milieu may stimulate integrin cross talk resulting in a switch of HGF/Met signaling to a transformation phenotype. Information from this study may lead to novel cancer therapies through targeting the HGF/Met and integrin signaling cascades. / Thesis (Master, Pathology & Molecular Medicine) -- Queen's University, 2008-09-19 18:19:22.744

Das Kolonkarzinom ist eine der häufigsten Tumorerkrankungen weltweit. Etwa 50 % der Patienten entwickeln Fernmetastasen. Diese haben eine sehr schlechte Überlebensprognose. Deshalb fokussiert die Forschung auf die Identifizierung neuer, molekularer Marker für eine verbesserte Metastasierungsvorhersage. Identifizierte Hochrisiko-Patienten könnten somit rechtzeitig eine individualisierte, intensivere Therapie erhalten. MACC1 (Metastasis-associated in colon cancer 1) ist ein neu identifiziertes Gen, das in Kolonkarzinomen und deren Fernmetastasen überexprimiert wird. Die Domänenstruktur von MACC1 ist kennzeichnend für Proteine der Rezeptor-Tyrosinkinase-Signalwege. Ziel dieser Arbeit war die Aufklärung der zellulären Funktion von MACC1 und seiner Rolle in der Tumorprogression sowie die Evaluierung von MACC1 als molekularer Metastasierungsmarker. MACC1-überexprimierende Tumorzellen zeigten in Abhängigkeit von der Domänenstruktur in in vitro Assays ein erhöhtes migratorisches, invasives und proliferatives Potential. Der Einfluss von MACC1 auf die Metastasierungskapazität von Tumorzellen konnte auch im Tiermodell belegt werden. Der Hepatocyte-growth-factor (HGF) induziert die epitheliale-mesenchymale Transition MACC1-exprimierender Zellen und die nukleäre Translokation von MACC1. Die Expression des HGF-Rezeptors Met war in diesen Zellen stark erhöht. Reportergen-Studien bestätigten die transkriptionelle Regulation von Met durch MACC1. Die Analyse humaner Kolonkarzinome ergab eine signifikant höhere MACC1 Expression in Primärtumoren mit metachroner Fernmetastasierung. MACC1 ist ein neu identifizierter Regulator des HGF/Met-Signalweges und trägt somit entscheidend zur Determinierung des metastatischen Potentials von Tumorzellen bei. MACC1 hat großes Potential als neuer, prognostischer Marker für die Metastasierung des Kolonkarzinoms und ist ein Kandidatengen als Ziel effektiver, molekularer Interventionsstrategien zur Metastasierungs-Prävention. / Colon cancer is one of the most frequent malignant diseases worldwide. About 50% of the patients develop distant metastasis. These patients have only few therapy options and very poor survival rates. Therefore cancer research focuses on the identification of novel molecular markers to provide a better prognosis of the metastatic risk. Identified high-risk patients would get access to an early, individualized therapy. MACC1 (metastasis associated in colon cancer 1) is a newly identified gene that is overexpressed in colon carcinomas and their distant metastases. The MACC1 domain structure is characteristic for proteins of the receptor tyrosine kinase signalling pathways. Aim of this study was the analysis of the cellular function of MACC1, its role in tumor progression and its evaluation as a molecular, prognostic marker for metastasis. MACC1 overexpressing tumor cells revealed higher migratory, invasive, and proliferative potential in in vitro assays. The impact of MACC1 on the metastatic potential of tumors was also shown in mouse models. The hepatocyte growth factor (HGF) induced epithelial-mesenchymal-transition in MACC1 positive cells and MACC1´s nuclear translocation. Expression of the HGF receptor Met was strongly elevated in these cells. Reporter gene experiments confirmed the transcriptional regulation of Met by MACC1. Analyses in human colon carcinomas showed a significantly higher MACC1 expression in tumors that developed distant metastases. MACC1 is a newly identified regulator of the HGF/Met signalling pathway. It contributes decisively to the metastatic capacity of tumor cells. MACC1 has great potential as new prognostic marker for colon cancer metastasis and is a promising candidate as target for effective, molecular intervention strategies for metastasis prevention.

Le syndrome de détresse respiratoire aiguë (ARDS) est la forme la plus sévère d'agression alvéolaire aiguë (ALI) Il est caractérisé par un dommage alvéolaire diffus suivi d'une phase de réparation nécessaire à la guérison. Bien que les fibroblastes pulmonaires soient des acteurs essentiels de cette réparation, leurs caractéristiques et leurs fonctions restent mal connues chez l'homme au cours des ALI/ARDS. L’hypothèse défendue par cette thèse est qu’une réparation alvéolaire harmonieuse nécessite un recrutement adapté des fibroblastes et de leur précurseur, les fibrocytes, vers le poumon, ainsi qu' une fine régulation de leurs fonctions par l'environnement inflammatoire de l'alvéole. Les principaux résultats de nos travaux ont permis : 1) d’établir que le liquide de lavage alvéolaire (LBA) recueilli lors des ALI/ARDS stimule la production de facteurs de réparation épithéliaux comme l'Hepatocyte Growth Factor (HGF) et le Keratinocyte Growth Factor (KGF) par les fibroblastes. Cette production est principalement induite par l'IL-1ß via une boucle autocrine COX2/PGE2. 2) de montrer que les fibroblastes alvéolaires cultivés à partir des LBA d'ALI/ARDS présentent un phénotype activé, caractérisé par une production augmentée de collagène 1 et une capacité de migration majorée. La détection de fibroblastes dans les cultures de cellules du LBA est associée à une diminution des marqueurs de l'inflammation et à une réduction de la durée de ventilation des patients concernés. 3) D’analyser l’effet des LBA d'ALI/ARDS sur la migration des fibroblastes et de monter l’existence d’un équilibre entre activation et inhibition de la migration via une modulation de le voie du PDGF. La forme soluble du récepteur a au PDGF (PDGF-sRa) est un des inhibiteurs présent dans le LBA. Une augmentation de la capacité chimiotactique des LBA de patients en ALI/ARDS est associée à une augmentation de la mortalité.4) De démontrer la présence de fibrocytes, précurseurs mésenchymateux circulants d'origine hématopoïétique, dans les LBA de patients en ALI/ARDS et de mettre en évidence que leur recrutement excessif, est associé à un mauvais pronostic. Ainsi, après ajustement sur les covariables cliniques et biologiques (modèle de COX), un pourcentage de fibrocyte supérieur à 6% de la population cellulaire totale du LBA est associé à une durée de ventilation prolongée et à une mortalité augmentée. L’ensemble de ces travaux démontrent pour la première fois que les fibroblastes et les fibrocytes sont directement associés au pronostic lors des ALI/ARDS, que leur rôle est indispensable à la guérison mais que leur recrutement excessif pourrait impacter défavorablement le pronostic des patients. Les données physiopathologiques obtenues pourraient contribuer à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques et à proposer de nouveaux marqueurs biologiques dans la prise en charge des ALI/ARDS / Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) is the most severe form of Acute Lung Injury (ALI) and is characterized by diffuse alveolar damage followed by a phase of alveolar repair necessary to recovery. Although lung fibroblasts are key players in this repair process, their characteristics and functions remain poorly understood in humans during ALI/ARDS. The hypothesis of our studies was that effective alveolar repair requires a regulated recruitment of fibroblasts and fibrocytes (circulating mesenchymal precursors of hematopoietic origin) to the lung, as well as a tight regulation of their functions by the alveolar inflammatory environment. The main results of our works have shown that: 1) The alveolar lavage fluid (BAL) from ALI/ARDS patients stimulated the production of Hepatocyte Growth Factor (HGF) and Keratinocyte Growth Factor (KGF) by fibroblasts, both of which were involved in epithelial repair. This production was mainly induced by IL-1ß via an autocrine COX2/PGE2 dependant loop. 2) The alveolar fibroblasts cultured from BAL fluids of ALI/ARDS patients demonstrated an activated phenotype, characterized by an increase of both collagen 1 production and ability to migrate. A positive BAL fibroblast cell culture was associated with reduced markers of inflammation and reduced ventilation duration of ALI/ARDS patients. 3) BAL fluids from ALI/ARDS patients modulated fibroblast migration. This effect was related to a balance between activation and inhibition of migration involving the PDGF signaling pathway. The soluble form of the PDGF a receptor (PDGF-sRa) participated in the BAL inhibitory chemotactic activity. An increased chemotactic ability of BAL from ALI/ARDS patients was associated with higher mortality. 4) Excessive recruitment of fibrocytes is associated with poor prognosis. After adjustment of clinical and biological covariates (Cox model), a percentage of fibrocytes higher than 6% of total BAL cells is associated with a prolonged ventilation duration and an increased mortality. Taken together, our works demonstrate for the first time that fibroblasts and fibrocytes are directly associated with prognosis in ALI/ARDS. Fibroblasts are essential to lung healing, but their excessive recruitment may have a negative impact on prognosis. The data presented in this thesis may help identify new therapeutic targets and suggest new biomarkers to consider in the management of ALI/ARDS

Adulte ou pédiatrique, les tumeurs solides ont besoin d’oxygène et de nutriments pour se développer et métastaser. Leur apport est assuré par la néo-vascularisation tumorale issue d’un processus multifactoriel appelé l’angiogénèse. Son équilibre est maintenu par une balance entre facteurs pro- et anti-angiogéniques. Elle fait partie des principales cibles pour traiter les cancers et l’inhibition de la voie VEGF en est un facteur clé. Cependant, la réponse aux agents anti-angiogéniques a montré, malgré des résultats encourageants, un effet transitoire associé à l’apparition d’une résistance adaptative de la tumeur.Nous avons étudié l’inhibition de l’angiogénèse et les mécanismes potentiels d’échappement dans les tumeurs pédiatriques solides, et principalement dans le neuroblastome. Le neuroblastome est une tumeur originaire de la crête neurale et atteint généralement l’enfant jeune. Nous avons exploré l’effet anti-tumoral de l’inhibition sélective des récepteurs 1, 2, 3 du VEGF à l’aide de l’inhibiteur à tyrosine kinase axitinib dans divers modèles précliniques de neuroblastome. L’axitinib a montré une activité anti-tumorale modérée associée à une inhibition de la vascularisation. Néanmoins, après un traitement prolongé in vitro, les cellules tumorales IGR-N91-Luc deviennent résistantes à l’axitinib. Elles prolifèrent normalement mais secrètent de «l’ hepatocyte growth factor» (HGF) et activent la voie MAPK. In vivo, le traitement prolongé par axitinib entraîne le développement d’un phénotype plus agressif de la tumeur avec l’augmentation du nombre d’animaux présentant des métastases, associée à une activation de la voie SRC. Ceci nous a conduit à explorer l’effet d’une inhibition ciblant principalement VEGFR2 et MET (récepteur à l’HGF) avec le cabozantinib. Ainsi nous avons contrôlé le développement tumoral en inhibant la néo-vascularisation et l’activation de SRC, et induit la mort cellulaire dans le modèle orthotopique IGR-N91-Luc et inhibé le développement métastatique dans le modèle systémique IMR-32-Luc. Par ailleurs, nous avons étendu notre exploration à d’autres facteurs jouant un rôle dans l’angiogénèse comme FGFR ou PDGFR car ils représentent, comme MET, de puissants oncogènes. Pour cibler simultanément VEGFR et PDGFR, nous avons utilisé l’inhibiteur multi-kinase regorafenib. In vivo, à des doses bien tolérées qui permettent un traitement prolongé, le regorafenib a montré une activité anti-tumorale significative. Cet effet a été associé principalement à une forte inhibition de la vascularisation mais également à l’induction de la mort cellulaire. En élargissant notre étude à d’autres modèles de tumeurs pédiatriques, nous avons observé que son activité est indépendante du type histologique. Compte tenu du caractère oncogénique de PDGFR, nous avons évalué cet inhibiteur dans des modèles présentant une amplification du gène PDGFRA, qui entraine une surexpression et une activation forte du récepteur. Combiné avec des thérapies standards capables d’induire des dommages à l’ADN telles que l’irradiation ou l’irinotecan, l’effet du regorafenib a été potentialisé, notamment dans les modèles amplifiés pour le gène PDGFRA se traduisant par des régressions tumorales. Ces évaluations précliniques soutiennent le développement d’une nouvelle stratégie thérapeutique pour les enfants atteints de tumeurs solides. / Solid tumors either adult or pediatric need oxygen and nutrients to grow and metastasize. Their input is provided by tumor neovascularization after a multifactorial process called angiogenesis. Balance is maintained by equilibrium between pro and anti-angiogenic factors. It is one of the main targets for treating cancers and the inhibition of the VEGF pathway is a key factor. However, despite encouraging results, the response to anti-angiogenic agents showed a transient effect associated with the development of an adaptive tumor resistance. We studied the inhibition of angiogenesis and potential escape mechanisms in solid pediatric tumors, mainly in neuroblastoma. Neuroblastoma is a solid tumor derived from the neural crest and it usually affects childhood. We investigated the anti-tumor effect of selective inhibition of VEGF receptors 1, 2, 3 using the tyrosine kinase inhibitor axitinib in various preclinical neuroblastoma l models. Axitinib showed a moderate anti-tumor activity associated with the inhibition of vascularization. However, after prolonged treatment in vitro, tumor cells IGR-N91-Luc become resistant to axitinib. They proliferate normally but secrete the "hepatocyte growth factor" (HGF) and activate the MAPK pathway. In vivo, prolonged treatment by axitinib results in the development of a more aggressive tumor phenotype with an increase in the number of animals exhibiting metastases associated with an activation of SRC signaling. This led us to explore the effect of inhibiting concomitant VEGFR2 and MET (HGF receptor), main cabozantinib targets. So we stabilized tumor growth by inhibiting the neovascularization and activation of SRC, induced cell death in the orthotopic model IGR-N91-Luc and inhibited metastatic development in the IMR-32-Luc systemic model. In addition, we extended our exploration of other factors that play a role in angiogenesis like FGFR or PDGFR because they represent, like MET, powerful oncogenes. To simultaneously target VEGFR and PDGFR, we used the multi-kinase inhibitor regorafenib. In vivo, at well-tolerated doses that allow prolonged treatment, regorafenib showed significant anti-tumor activity. This effect was mainly associated with a strong inhibition of vascularization, but also (with) induction of cell death. By expanding our study to other models of pediatric tumors, we observed that its activity was independent of histologic type. Given the oncogenic character of PDGFR, we evaluated the inhibitor in models which present a PDGFRA gene amplification, which results in a strong activation of the receptor. Combined with standard therapies that can induce DNA damages such as irinotecan or radiation, the effect of regorafenib was potentiated, mainly in PDGFRA gene amplified models, where tumor regressions were obtained. These preclinical evaluations support the development of a new therapeutic strategy for children with solid tumors.

Met und der korrespondierende Ligand HGF/SF sind im hyperproliferativen Epithelium von Hautwunden exprimiert. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass der Rezeptor und sein Ligand in autokriner Weise wechselwirken und wichtige Funktionen für den Heilungsprozess der Haut besitzen. Unter Verwendung der Keratin 14 Cre-Rekombinase konnte ein „Knockout“ des Met-Rezeptors spezifisch in der Epidermis erzielt werden. In der Tat zeigten die Ergebnisse, dass Met für die Re-epithelisierung in Wundschlussprozessen essentiell ist, da in den an der Wundheilung beteiligten Keratinozyten keine Rekombination des Met-Gens stattgefunden hat. In Met-Mausmutanten war der Wundschlussprozess verlangsamt, denn er erfolgte ausschließlich durch wenige Keratinozyten, in denen die Cre-Rekombinase keine Rekombination bewirkte. Met konnte als erstes Gen identifiziert werden, das absolut erforderlich für Re epithelisierungsprozesse von Wunden ist. Diese Arbeit trägt daher wesentlich zum Verständnis der Regulation von Wundheilungsprozessen bei. / Met and its ligand, HGF/SF are expressed in the hyperproliferative epithelium of the wound. This suggests that receptor and ligand may act in an autocrine manner to promote wound healing in the skin. Using Keratin 14 cre recombinase, Met receptor was specifically knockout in the epidermis. In this way, it was demonstrated that Met receptor is essential for wound healing process and that keratinocytes, which contributed to the wound closure were Met-postitive. In the Met mutant mice, wound closure was slightly attenuated, but occurred exclusively by a few keratinocytes that had escaped recombination. Met is therefore the fist gene, which is absolutely required for re-epithelialization of the wound. This finding is fundamental for understanding the regulation of wound healing process.

Plusieurs évidences indiquent que de la dérégulation des récepteurs tyrosine kinase (RTK) joue un rôle clé dans l'étiologie et la progression du cancer colorectal (CCR). Notamment, des bénéfices ont été observés en clinique avec des agents ciblant le récepteur de EGF dans le traitement des CCR métastatiques avancés. Considérant l'hétérogénéité des RTK dérégulés dans le CCR, une approche thérapeutique alternative serait de plutôt cibler les protéines effectrices engagées par plusieurs RTK, notamment celles qui régulent des processus essentiels à la progression du CCR. Toutefois, le rôle des protéines de signalisation engagées par les RTK dans le CCR reste encore très peu défini. De récents travaux menés dans notre laboratoire ont démontré que l'activation oncogénique du RTK Met, le récepteur du facteur de croissance d'hépatocyte (HGF), confère aux cellules épithéliales intestinales non cancéreuses IEC-6, des propriétés angiogéniques, tumorigéniques et métastatiques in vitro et in vivo . L'activité biologique des RTK, telle que celle du récepteur Met, s'avère étroitement liée à leur capacité d'initier une variété de voies de signalisation intracellulaire par le biais du recrutement de protéines adaptatrices, dont les protéines Gab1 et Gab2 (Grb2-associated binder). Ainsi, le but de mon projet fut de valider l'hypothèse que le pouvoir oncogénique du récepteur Met dans les cellules épithéliales intestinales serait en partie dépendant de l'engagement des voies de signalisation des protéines Gab. Pour ce faire, nous avons utilisé une approche dominante négative, soit par l'expression du domaine MBD (Met-Binding Domain) de Gab1 dans les cellules IEC-6 transformées par la forme oncogénique du récepteur Met, Tpr-Met (Tpr-Met-IEC-6). Cette stratégie repose sur le fait que la région MBD de Gab1 renferme les deux motifs de liaison, un motif riche en proline qui lie les protéines Gab aux RTK par un mécanisme indirect dépendant, de Grb2, ainsi que le motif MBM (Met-Binding Motif) qui est unique à Gab1, et qui permet une interaction directe entre Gab1 et le récepteur Met. Mes résultats montrent que l'expression du domaine MBD de Gab1 dans les cellules TprMet-IEC-6 diminue la phosphorylation de la protéine Gab1 sur tyrosine, restaure la formation de contacts cellule-cellule et une morphologie épithéliale typique ainsi qu'augmente le niveau protéique du marqueur épithéliale E-cadhérine et sa relocalisation membranaire aux zones de contact cellule-cellule. De plus, les cellules Tpr-Met-IEC-6 qui expriment le MBD de Gab1 affichent en culture une capacité réduite à proliférer au-delà de la confluence et en absence d'ancrage à la matrice extracellulaire, et de migration, ainsi qu'une diminution de leur aptitude à former des tumeurs sous-cutanées in vivo dans les souris nues. L'ensemble de mes résultats démontre pour la première fois que le pouvoir oncogénique du récepteur Met dans les cellules épithéliales intestinales dépend en partie de l'engagement des voies de signalisation de Gab1. En considérant que tous les RTK dérégulés dans le CCR peuvent se lier aux protéines Gab, ou engager leurs voies de signalisation, nos résultats identifient ces dernières comme des cibles prometteuses pour le développement de nouveaux agents thérapeutiques contre le CCR.