La morphogénèse épithéliale est une caractéristique clé du développement des organismes multicellulaires. Parmi les différents types d'évènement morphogénétique, la capacité à créer des invaginations est cruciale pour la mise en forme des organismes. Un aspect fondamental de la morphogénèse repose sur la capacité des cellules à exercer, échanger et résister aux stress mécaniques pour permettre la mise en forme des tissues. Au cours des décennies passées, l'importance des forces mécaniques générées au niveau des jonctions adhérentes et notamment sur le plan parallèle au plan apical a été largement démontrée. Cependant, le rôle des forces mécaniques générées sur un plan perpendiculaire au plan apical (dans l'axe apico/basal) est loin d'être aussi bien compris. Récemment, l'équipe a montré que les cellules apoptotique au sein de l'épithélium de patte de drosophile sont capables de générer une force apico/basale qui est requise pour la formation des plis distaux, préfigurant les articulations de la future patte. Même si le rôle d'une structure verticale d'acto-myosine (nommée câble) dans la génération de cette force, a été clairement démontré, rien n'est connu à propos de sa régulation ou du point d'ancrage que ce câble d'acto-myosine pourrait utiliser pour générer cette force. De plus, seuls les effets apicaux de cette force ont été étudiés. Mes travaux de thèses se sont articulés autour de deux objectifs principaux : (1) Déchiffrer les mécanismes intracellulaires requis pour le processus de génération de force apico-basal via le câble, en étudiant en parallèle les effets de la génération de force sur le processus apoptotique lui-même. (2) Etudier les conséquences de l'application de cette force mécanique sur le pôle basal de l'épithélium. Au cours de ma thèse, j'ai montré que pour exercer une force apico-basale, les cellules apoptotiques créent une structure apico-basale comprenant, de l'apical vers le basal : les jonctions adhérentes, un câble d'acto-myosine, le noyau et les jonctions basales.[...] / Epithelium morphogenesis is a key feature during the development of multicellular organism. Within morphogenetic events, the ability to create a fold is crucial to shape multicellular organism. A fundamental aspect of morphogenesis lies on the ability of cells to exert, exchange and resist mechanical stress in order to shape the tissue. During the past decades, the importance of mechanical force generated at the level of adherent junctions, parallel to the apical plan has been greatly elucidated. However, the role of mechanical forces generated perpendicular to the apical plan (in the apico/basal axe) is far from being understood. Recently, the team demonstrated that apoptotic cells in the leg disc epithelium of the drosophila, are able to generate an apico/basal force that is required for the fold formation that foreshadows the future articulation of the adult leg. Even if the role of acto-myosin structure in the generation of this force has been demonstrated, nothing is known about other regulators or even anchoring points that could help this structure in generating this force. Moreover, the effects of this force have only been observed for the apical side of the epithelium. My Phd aims at two goals: (1) Deciphering the intracellular structure that are required for this force generation process and the possible effect of force generation for the apoptotic process per se.(2) Analysing the consequences of those forces on the basal side of the epithelium. During my Phd, I have shown that in order to exert an apico/basal force, the apoptotic cell needs to generate an apico/basal structure comprising from the apical to the basal: adherent junctions, acto-myosin cable, nucleus and basal adhesions. More precisely, I observed that acto-myosin structures called "cables" that have been implicated in the force generation process, spawn from the adherent junctions and grows progressively until reaching the nucleus of the cell. I observed that apoptotic cells have a basally localised nucleus. Following that, I observed that nucleus is anchored by a basal actin meshwork, that restraints apoptotic nucleus movements. What is more, I observed that apoptotic cells maintain basal cell/matrix adhesions. [...]

Une réponse immunitaire efficace repose sur un recrutement rapide de leucocytes du sang au tissu enflammé ou endommagé. Pendant ce processus, les leucocytes sont capturés par l'endothélium et migrent le long de la paroi pour atteindre les sites de transmigration. Ces processus sont médiés par des signaux externes parmi lesquels le rôle des molécules d’adhésion reste flou. L’haptotaxie adhésive a été décrite pour les cellules mésenchymateuses qui s’orientent via un mécanisme de tir à la corde - une compétition entre les bords adhérents des cellules. Pour les cellules amiboïdes, l'existence d'une haptotaxie adhésif n'a jamais été observée. Ici, nous avons étudié la migration des lymphocytes T humains sur des substrats dont l’adhérence est spatialement modulée et avons observé une haptotaxie robuste. Mécanistiquement, nous montrons que l'haptotaxie adhésive diffère à la fois de la chimiotaxie, car aucune mécanotransduction n'a été détectée, et du mécanisme de tir à la corde passif, car différentes intégrines induisent des phénotypes opposés. Les cellules ont favorisé des zones plus adhérentes avec VLA-4 et, contre-intuitivement, des zones moins adhérentes avec LFA-1. Ces résultats révèlent que les intégrines contrôlent les comportements différentiels d'haptotaxie adhésive sans mécanotransduction. Nous avons également étudié le mécanisme à l'origine de ce phénotype induit par LFA-1 et avons découvert que la dynamique du lamellipode plutôt que le niveau d'expression de l'intégrine, était impliquée. Les résultats préliminaires avec des lymphocytes T déficients en VASP indiquent également que la protéine VASP pourrait jouer un rôle important dans l'haptotaxie adhésive. / An efficient immune response relies on a rapid recruitment of leukocytes from blood to the inflamed or damaged tissue. During this process, leukocytes are captured by the endothelium and migrate along the vessel wall to reach permissive transmigration sites. These processes are mediated by multiple external cues among which the role of adhesion molecules remains unclear. Adhesive haptotaxis has been described for mesenchymal cells that develop strong pulling forces with their substrates and orient via a tug of war mechanism – a competition between cells’ adherent pulling edges. In the case of amoeboid cells that migrate with minimal interaction with their substrate, the existence of adhesive haptotaxis has yet to be evidenced. Here, we studied the crawling of human T lymphocytes on substrates with spatially modulated adhesion. and observed robust adhesive haptotaxis. Mechanistically, we show that integrin-mediated adhesive haptotaxis of lymphocytes differs both from active chemotaxis, because no mechanotransduction was detected, and from the passive tug of war mechanism, because different integrins support opposite phenotypes. Cells favored more adherent zones with VLA-4 and, counterintuitively, less adherent zones with LFA-1. These results reveal that integrins control differential adhesive haptotaxis behaviors without mechanotransduction. We further investigated the mechanism behind this specific haptotactic phenotype mediated by LFA-1 and find that the lamellipodial dynamics, rather than the integrin expression level, is involved. Preliminary findings with VASP deficient T cells indicate also that VASP protein may play an important role in T cell adhesive haptotaxis.

Le muscle et l’os coopèrent mécaniquement mais aussi biochimiquement, via les facteurs de croissance et les cytokines. Suite à une lésion de l’os, les cellules souches sont recrutées et induites en différenciation osseuse grâce à la sécrétion de molécules bioactives telles que les facteurs de croissance. L’une des stratégies de l’ingénierie tissulaire de l’os est de combiner des matériaux avec des facteurs de croissance osseux. Les protéines morphogéniques osseuses (ou BMPs), pouvant être présentées aux cellules en solution ou enchâssées dans la matrice, appartiennent à la famille des facteurs de croissance basiques et jouent un rôle très important dans la formation de l’os. Les BMPs induisent non seulement une différenciation osseuse de progéniteurs osseux, mais induisent aussi la transdifférenciation de progéniteurs musculaires vers un phénotype ostéoblastique. L’obtention de la complexité de l’architecture tissulaire osseuse nécessite des interactions continues entre la cellule et son microenvironnement. Ces interactions sont médiées par les récepteurs cellule/matrice (intégrine) et cellule/cellule (cadhérines). Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés au rôle du système adhésif dans la réponse à la BMP-2 lors de la transdifférenciation des myoblastes C2C12. Nous avons utilisé un film multicouche à base de hyaluronane et de poly(L-lysine) comme biomatériau pour présenter la BMP-2 par la matrice. A court terme, nous avons mis en évidence une coopération entre l’intégrine 3 et les récepteurs BMP dans l’induction d’un étalement cellulaire et d’une réponse précoce à la BMP-2, via la protéine GSK3. A plus long terme, nous avons montré un switch du répertoire adhésif en réponse à la BMP-2. Enfin, nos résultats suggèrent une coopération entre les intégrines β3 et β5 et les cadhérines N et 11 dans la transdifférenciation induite par la BMP-2. / Muscle and bone cooperate both mechanically and biochemically, through growth factors and cytokines. Following a bone lesion, stem cells are recruited and their differentiation is induced via the secretion of bioactive molecules such as growth factors. One strategy in bone tissue engineering is to combine materials with bone growth factors. Bone Morphogenetic Proteins (BMPs), which can be presented to the cell either in solution or bound to the matrix, belong to the basic growth factor family and play a very important role in bone formation. BMPs induce not only the differentiation of bone progenitors, but also the transdifferentiation of muscle progenitors towards an osteoblastic phenotype. Obtaining the complexity of the bone tissue architecture requires continuous interactions between the cell and its microenvironment. These interactions are mediated by cell/matrix and cell/cell receptors (integrins and cadherins, respectively). In this thesis, we investigated the role of the adhesion system in the context of its response to BMP-2 during the transdifferentiation of C2C12 murine myoblasts. To do so, we used polelectrolyte multilayer films composed of hyaluronan and poly(L-lysine) as a biomaterial to present BMP-2 in a matrix-bound manner. Short term, we revealed a cooperation between the integrin 3 and BMP receptors in the induction of cell spreading and of an early response to BMP-2 via the protein GSK3. In a longer term, we showed a switch in the repertoire of adhesion receptors in response to BMP-2. Finally, our results suggest a cooperation between 3 and 5 integrins and cadherins N and 11 for the BMP-2-induced transdifferentiation.

Dans les tissus périphériques, les lymphocytes T interagissent, grâce aux intégrines de la famille βi, avec les constituants de la matrice extracellulaire dont la plus abondante est le collagène. Cependant, la régulation des fonctions effectrices des lymphocytes T par ces intégrines reste peu connue. Les intégrines liant le collagène peuvent être des régulateurs importants pour la survie et pour les fonctions ostéoclastogéniques des lymphocytes T menant à la dégradation osseuse associée à l'arthrite rhumatoïde. Nos travaux ont démontré que l'interaction des lymphocytes T leucémiques avec le collagène de type I (Coll I) via l'intégrine a2β1 inhibe l'apoptose de ces cellules induite par la doxorubicine : une drogue utilisée en chimiothérapie. Nous avons montré que le Coli I protège les lymphocytes T leucémiques des effets cytotoxiques dé la doxorubicine en inhibant l'expression de RANKL. Ces résultats suggèrent fortement que l'intégrine a2β1 peut contribuer à la résistance des lymphocytes T leucémiques face aux traitements chimiothérapeutiques. Nous avons également montré que cette intégrine inhibe l'expression de RANKL et augmente celle de l'IFNγ par les lymphocytes T effecteurs activés par le TCR. Puisque RANKL est une cytokine importante pour le développement des ostéoclastes qui sont impliquées dans la dégradation osseuse inflammatoire et que l'IFNγ inhibe l'effet de RANKL, nos résultats suggèrent que l'intégrine a2β1 pourrait protéger les tissus osseux de la dégradation osseuse et pourrait représenter un mécanisme homéostatique. Par contre, nous avons montré que l'activation de l'intégrine alpl par le Coli IV augmente la production de RANKL sans affecter celle de l'lFNγ par les lymphocytes T effecteurs. De plus, le Coli IV synergise avec l'IL-7 pour augmenter la production de RANKL par ces cellules. Ainsi, les lymphocytes T activés par le Coli IV et l'IL-7 ont la capacité d'induire le développement des ostéoclastes à partir de monocytes et leurs effets sont également additifs. Le Coli IV augmente également la capacité de l'IL-7 à protéger les lymphocytes T contre l'apoptose induite par la privation en IL-2. Ces résultats montrent que l'intégrine aipi peut contribuer à la pathogénécité des lymphocytes T arthritiques en augmentant

Le mélanome uveal est la tumeur intraoculaire la plus fréquente dans la population adulte. Malgré un taux de succès élevé dans le traitement de la tumeur primaire, le taux de mortalité chez les patients reste élevé en raison des complications cliniques associées à l'apparition de métastases. L'étude des différents mécanismes qui poussent les cellules cancéreuses à progresser vers un état métastatique est donc essentielle à une compréhension approfondie de la maladie. La capacité des cellules à échapper à leur dépendance à l'acrange à l'égard de la matrice extracellulaire, et dont les intégrines sont d'importants médiateurs, en fait partie. Ainsi, une meilleure connaissance de l'expression et de la régulation des intégrines, ainsi que de leur influence sur les propriétés tumorigènes des cellules, permettra de poser les bases moléculaires du processus métastique. Cette étude porte principalement sur les sous-unités a5 et p5 des intégrines qui présentent des profils d'expression différentiels selon les lignées cellulaires dérivées du mélanome uvéal étudiées

Cette thèse de doctorat porte sur l'étude des notions fondamentales de la vision, plus particulièrement de la compréhension de l'homéostasie et de la cicatrisation de la cornée. En fait, l'attention de ces travaux est accordée à la modulation de l'expression d'un récepteur important dans l'adhésion de l'épithélium cornéen : la sous-unité d'intégrine a6. Les intégrines sont des protéines transmembranaires, des composantes essentielles de l'adhésion entre cellules et la matrice extracellulaire. D'ailleurs, les intégrines sont impliquées dans la plupart des processus cellulaires et sont un élément clef de tout tissu, incluant le tissu oculaire. Les intégrines a6(31 et a6|34 sont toutes deux exprimées au niveau de l'épithélium cornéen, deux intégrines ayant comme ligand la laminine. Lors de la cicatrisation cornéenne, l'expression de la laminine ainsi que celle de la sous-unité a6 est favorisée. Cependant, le rôle des intégrines a6(31 et a6(34 ainsi que la modulation de l'expression du gène de la sous-unité a6 au niveau de l'épithélium cornéen demeuraient des éléments obscurs avant le début de ces travaux. L'objectif principal des travaux était donc d'identifier les facteurs importants dans la modulation du promoteur du gène de la sous-unité d'intégrine a6 dans la réponse des cellules épithéliales de l'épithélium cornéen lors de la cicatrisation cornéenne. Ces travaux ont permis de démontrer l'importance des facteurs Spl, Sp3 et NFI dans la régulation de la transcription du gène a6 dans l'homéostasie, ainsi qu'à des étapes précises du processus de la cicatrisation cornéenne. De plus, l'effet global de la laminine dans la réponse des cellules épithéliales de la cornée suite à l'activation des intégrines a6(31 et a6(34 est mieux défini. / This doctoral thesis is a study based on the fundamental notions of vision, more particularly the comprehension of corneal homeostasis and wound healing. It pays a particular attention to the modulation of expression of a gene that encodes a membrane-bound receptor subunit, the a6 subunit from the a6|31 and a6(34 integrins, important for adhesion of the corneal epithelium to the basement membrane. These integrins constitute essential components of cell-to-cell and cell-extracellular matrix adhesions. These trans-membrane receptors are involved in most cellular processes and represent key elements in ail tissues, including ocular tissues. Expression of both the a6|31 and a6(34 integrins, whose respective ligand is laminin, has been reported in the corneal epithelium. Recently, expression of the a6 subunit has been shown to be coordinated with the massive secretion of laminin that occurs 24 hours following damage to the corneal epithelium. However, the precise function played by laminin on the modulation of expression of the a6 subunit gene had never been explored before the present study. The a6 gene promoter is deprived of a TATA binding cassette. On the other hand, it possesses a high content in guanine and cytosine residue (GC-rich promoter), a condition required in order to ensure proper regulation of a6 gene transcription. This study demonstrates the importance of the transcription factors Spl, Sp3 and NFI in the transcription regulation of the a6 gene during corneal wound healing. In addition, the global influence of laminin in the response of the corneal epithelial cells following activation of the a6|31 and a6(34 integrins is further explored. In conclusion, the results presented in this work shed light at least in part on the extreme complexity of the gene regulation network that takes place at the corneal epithelium during wound healing

Les mécanismes immunitaires impliqués dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire sont finement régulés étant donné l’exposition constante des voies aériennes aux bioaérosols. Plusieurs cellules participent au maintien de l’homéostasie pulmonaire, telles les cellules dendritiques. Un sous-type de cellules dendritiques pulmonaires attire particulièrement l’attention dans l’homéostasie pulmonaire, les cellules dendritiques CD103+, étant donné qu’il a été démontré qu’elles participent dans la tolérance immune. Toutefois, ce rôle reste controversé, car des études démontrent qu’elles participent plutôt au développement de réponses inflammatoires pulmonaires. De plus, le CD103 (une intégrine exprimée par des sous-types de cellules dendritiques et de lymphocytes T), est surtout utilisé comme marqueur cellulaire et le rôle spécifique joué par l’expression du CD103 sur ces cellules reste inconnu. L’homéostasie pulmonaire n’est pas toujours maintenue. Chez des individus susceptibles, l’exposition aux bioaérosols peut mener au développement de réponses inflammatoires. C’est le cas pour l’asthme et l’alvéolite allergique extrinsèque, deux réponses d’hypersensibilités pulmonaires, de type I et de type mixte III/IV respectivement. Récemment, des espèces d’archées, Methanosphaera stadtmanae (MSS) et Methanobrevibacter smithii (MBS), ont été retrouvées en grande concentration dans les bioaérosols d’environnements agricoles et il a été démontré que l’exposition pulmonaire à leur extrait mène au développement d’une réponse immune chez la souris. Toutefois, le type de réponse d’hypersensibilité pulmonaire qu’elles induisent reste méconnu, une information cruciale qui permettra la poursuite de la recherche sur leur potentiel d’induire une réponse pulmonaire chez l’humain. De plus, même si plusieurs thérapies contre les maladies d’hypersensibilité pulmonaires existent, ce ne sont pas tous les sous-groupes de patients qui répondent à la médication, menant à des conséquences socio-économiques importantes pour le système de santé et pour les patients. Ainsi, il demeure important de poursuivre la recherche sur de potentielles cibles thérapeutiques, telles les cellules impliquées dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire. Cette thèse vise donc à évaluer le rôle de l’expression du CD103 dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire dans le contexte de maladies d’hypersensibilité pulmonaires induites par des antigènes retrouvés dans les bioaérosols. Le rôle de l’expression du CD103 dans l’hypersensibilité de type I induite par l’ovalbumine ou l’extrait d’acariens (modèles d’asthme) a d’abord été a évalué via l’utilisation de souris Cd103-/-. Nous démontrons que l’expression du CD103 est cruciale pour le contrôle de la sévérité de l’inflammation pulmonaire et qu’elle pourrait être impliquée dans l’initiation de la phase de résolution de la réponse inflammatoire. De plus, l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans leur migration aux ganglions lymphatiques. Ensuite, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse d’hypersensibilité de type mixte III/IV en réponse à Saccharopolyspora rectivirgula (SR; modèle d’alvéolite allergique extrinsèque) en utilisant des souris Cd103-/-. De plus, en utilisant des modèles de transfert de cellules, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse au SR lorsque seulement exprimé par les cellules dendritiques ou seulement par les lymphocytes T CD4. Nous démontrons que c’est l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques spécifiquement qui est impliquée dans la régulation de l’initiation de la réponse inflammatoire. Après avoir déterminé le type de réponse d’hypersensibilité induite par l’extrait de MSS ou MBS, nous avons étudié le rôle de l’expression du CD103 en réponse à ces archées. Nous démontrons que l’exposition à MSS induit une réponse immune typique d’une hypersensibilité pulmonaire de type IV. Les résultats obtenus après l’exposition à MBS indiquent aussi que la réponse développée est une hypersensibilité de type IV, même si cela reste à confirmer. Finalement, étant donné une grande variabilité entre nos expériences chez les souris Cd103-/-, nous n’avons pu obtenir de conclusion sur le rôle de l’expression du CD103 dans les réponses d’hypersensibilités induites par les archées. Ces résultats démontrent que l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans le contrôle de l’homéostasie pulmonaire en réponse à des bioaérosols spécifiques qui induisent une hypersensibilité pulmonaire. Les mécanismes exacts régulés par le CD103 sur les cellules dendritiques menant au maintien de l’homéostasie pulmonaire restent à être élucidé. De plus, nos résultats confirment que les espèces d’archées MSS et MBS induisent chacune une réponse d’hypersensibilité pulmonaire qui lui est spécifique, des résultats qui contribueront à déterminer si ces microorganismes induisent une pathologie chez l’Homme. / As we breathe, the lungs are constantly exposed to bioaerosols that challenge the maintenance of airway homeostasis. Many cells are involved in the maintenance of lung homeostasis, such as airway dendritic cells (DCs). A subset of airway DCs has gained special interest in the past years for its role in immune tolerance: CD103+ DCs. Yet, this role remains controversial as there are also reports that they induce airway inflammatory responses. Furthermore, CD103 (an integrin expressed by subsets of DCs and T cells) is mostly used as a marker and whether CD103 expression on these cells plays a specific role remains unknown. Airway homeostasis is not always maintained. Exposure to bioaerosols can elicit an immune response in susceptible individuals, such as in asthma and hypersensitivity pneumonitis, two common airway hypersensitivity diseases of type I and mixed type III/IV hypersensitivity, respectively. Recently, archaea species Methanosphaera stadtmanae (MSS) and Methanobrevibacter smithii (MBS) were identified in high concentrations in bioaerosols from agricultural environments and their extracts were shown to induce an immune response in the airways of mice. However, the type of airway hypersensitivity response they induce remains unknown, a key information that is required if research is pursued on whether they elicit an airway hypersensitivity response in humans. Furthermore, although many therapies for airway hypersensitivity diseases exist, not all subsets of patients respond to the current medication, resulting in high social and economic impacts on the health system and patients. Therefore, research on potential therapy targets for airway hypersensitivity diseases, such as those involved in the maintenance of airway homeostasis, remains important. This thesis focuses on the role of CD103 expression in the maintenance of lung homeostasis in the context of airway hypersensitivity responses induced by antigens found in bioaerosols. We first assessed the role of CD103 expression in type I hypersensitivity in response to ovalbumin or house dust mite extract (models of experimental asthma) using Cd103-/- mice. We found that CD103 expression is crucial in controlling the severity of airway inflammation and could be involved in initiating the resolution of the inflammatory response. Furthermore, CD103 expression on DCs regulates DC trafficking to the draining lymph nodes. We then assessed the role for CD103 expression in mixed type III/IV hypersensitivity in response to Saccharopolyspora rectivirgula extract (SR; model of experimental hypersensitivity pneumonitis) using Cd103-/- mice. Furthermore, using models of cell transfers, we evaluated the role for CD103 expression in the response to SR when specifically expressed by dendritic cells or specifically by CD4 T cells. We demonstrate that CD103 expression on DCs specifically is involved in regulating the onset of the inflammatory response. We finally studied the role for CD103 expression in response to the airway exposure of MSS and MBS extracts, after elucidating the type of hypersensitivity response they induce. We demonstrate that exposure to MSS induces a typical type IV hypersensitivity response. The results obtained after exposure to MBS also indicate development of a type IV hypersensitivity response, although it remains to be confirmed. Finally, due to high variability in the results using Cd103-/- mice, we were unable to reach a conclusion on the role for CD103 expression in response to archaea species. These results demonstrate that CD103 expression by DCs is involved in the control of airway homeostasis to specific airway hypersensitivity-inducing bioaerosols. The exact mechanisms regulated by CD103 on DCs leading to the maintenance of airway homeostasis remain to be elucidated. Furthermore, our results confirm that archaea species MSS and MBS induce a specific type of hypersensitivity response, which will contribute to the elucidation of whether they induce an airway pathology in humans.

Titre de l'écran-titre (visionné le 16 janvier 2024)

Le phénotype des chondrocytes peut être modulé par des facteurs de croissance comme par des contraintes mécaniques. Nous avons caractérisé le potentiel chondrogénique de la "Bone Morphogenetic Protein" (BMP)-2 sur des chondrocytes murins primaires amplifiés en culture monocouche sur plastique. Nous avons aussi développé un nouveau modèle d’étude de la mécanotransduction par la compression dynamique de ces cellules incluses en hydrogel d’agarose. Nous avons ainsi confirmé l’implication des voies ERK1/2 et p38 dans ces mécanismes, révélé l’activation de Smad2/3 en réponse à la compression et identifié de nouveaux gènes mécano-sensibles. Par ailleurs, nous avons mis en évidence le rôle des intégrines-bêta-1 dans la rigidité du tissu cartilagineux. Nos résultats complètent la connaissance fondamentale des mécanismes de régulation du phénotype chondrocytaire, mais peuvent également contribuer à l'amélioration des techniques de reconstruction du cartilage dans le domaine de l'ingénierie tissulaire. / Chondrocytes phenotype can be modulated by growth factors as well as mechanical stress. We characterised Bone Morphogenetic Protein (BMP)-2 chondrogenic potential on mouse primary chondrocytes expanded in monolayer on culture plastic. Also, we developed a new model to investigate mechanotransduction by applying dynamic compression on these cells embedded in agarose hydrogel. Hence, we confirmed ERK1/2 and p38 pathways implication in such mechanisms, we revealed Smad2/3 activation in response to compression and we identified new mechanosensitive genes. Besides, we highlighted the role of beta-1-integrins in cartilage stiffness. Our results completed the basic knowledge of regulation mechanisms underlying chondrocytes phenotype, but could also contribute to improve techniques for cartilage reconstruction in the field of tissue engineering.

L'adhérence cellulaire à la matrice extracellulaire joue un rôle clé dans leur prolifération,leur différenciation ou l'apoptose. Par conséquent ce processus est critique pour undéveloppement normal et pour l'homéostasie tissulaire. La dérégulation de ce mécanismecontribue souvent à des situations pathologiques. Ainsi, la dérégulation de nombreux gènesimpliqués dans les adhérences cellule-cellule ou cellule-matrice extracellulaire sont liés à despathologies conduisant à un défaut de développement, la progression tumorale, oul'inflammation.Les intégrines sont des récepteurs transmembranaires hétéro dimériques jouant un rôlemajeur dans les interactions cellule-matrice extracellulaire. Ce rôle n'est pas limité à unesimple interaction mécanique puisqu'elles permettent également la transduction dessignaux de la matrice extracellulaire à la cellule afin de permettre à cette dernière des'adapter à son micro environnement. Dans le but d’étudier le rôle des intégrines à chaîneβ1 dans le développement osseux, le laboratoire a mis en place un modèle murind'inactivation conditionnelle du gène Itgb1 basée sur l'expression de la recombinase Cre austade pré-ostéoblastique. Les souris mutées présentent un défaut de développementosseux, dû à une faible prolifération des ostéoblastes.Contrairement à ce qui était généralement admis, cette faible prolifération desostéoblastes est indépendante de la voie classique mettant en jeu la voie classique des MAPkinases. En revanche, elle est contrôlée par la voie Hippo: cette signalisation a étérécemment identifiée chez la Drosophile et les Mammifères comme un mécanismeinhibiteur majeur de la prolifération cellulaire. Le cofacteur de transcription YAP, effecteurfinal de cette voie, est une navette nucléo-cytoplasmique. Son expression est amplifiée dansdivers cancers dont l'ostéosarcome où cette surexpression associée à celle de l’Itgb1 est unfacteur de mauvais pronostique.Mes travaux consistent à comprendre comment les intégrines à chaîne β1 contrôlent lavoie Hippo, et donc la prolifération. Nous avons confirmé que la délétion des intégrines β16active la phosphorylation de YAP et sa séquestration dans le cytoplasme. En utilisant destechniques de Biologie Cellulaire et de Biochimie, nous avons montré que suite à la délétionde l’Itgb1, les cellules présentent un défaut de trafic vésiculaire réduisant la translocationmembranaire de Rac1. La séquestration cytoplasmique de Rac1 diminue l’activation de soneffecteur majeur la kinase PAK responsable de la dissociation d'un complexe membranaired'inactivation composé de la protéine adaptatrice NF2, la kinase LATS et de son effecteurprincipal YAP. Les intégrines en provocant la perte de ce complexe induisent ladéphosphorylation de YAP, sa translocation nucléaire et donc stimulent la proliférationcellulaire. / Cell adhesion to the extracellular matrix plays a key role in their proliferation,differentiation or apoptosis. Therefore, this process is critical for normal development andtissue homeostasis. The deregulation of this mechanism often contributes to pathologicalsituations. Thus, the deregulation of many genes involved in cell-cell or cell-extracellularmatrix adhesions are linked to pathologies leading to developmental defects, tumorprogression, or inflammation.Integrins are heterodimeric transmembrane receptors that play a major role in cellextracellularmatrix interactions. This role is not limited to a simple mechanical interactionsince integrins also allow the transduction of the signals from the extracellular matrix to thecell in order to permit the latter to adapt to its microenvironment. In order to study the roleof β1 integrins in bone development, the laboratory has implemented a mouse model withconditional inactivation of the Itgb1 gene based on the expression of recombinase Cre at thepre-osteoblastic stage. The mutated mice show a defect in bone development due to a lowproliferation rate of osteoblasts.Contrary to what was generally accepted, this reduced proliferation is independent of theclassical pathway involving the classical pathway of MAP kinases. On the other hand, it iscontrolled by Hippo: this signaling pathway has recently been identified in Drosophila andMammals as a major inhibitory mechanism of cell proliferation. The transcription cofactorYAP, the end effector of this pathway, is a nucleo-cytoplasmic shuttle. Its expression isamplified in various cancers including osteosarcoma where this overexpression associatedwith that of Itgb1 is a factor of poor prognosis.My work involves understanding how β1 integrins control the Hippo pathway, and thusproliferation. We confirmed that deletion of β1 integrins activates the phosphorylation ofYAP and its sequestration in the cytoplasm. Using Cell Biology and Biochemistry techniques,we showed that following the deletion of Itgb1, the cells exhibit a defect in vesicular trafficthat reduces the membrane translocation of Rac1. The cytoplasmic sequestration of Rac18decreases the activation of its major effector, the PAK kinase. PAK is responsible for thedissociation of an inactivating membrane complex composed of the adaptor protein NF2,the LATS kinase, and its main effector YAP. The integrins by provoking the loss of thiscomplex induce the dephosphorylation of YAP, its nuclear translocation, and thus stimulatecell proliferation.