Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

L'interferon-γ (IFNγ) est une cytokine immunomodulatrice puissante, également dotée d'une activité antivirale. Il possède deux ligands de haute affinité : un récepteur par lequel il transmet ses signaux et des polysaccharides complexes de la famille des héparanes sulfates (HS), tous deux situés à la surface cellulaire. In vivo, la liaison aux HS permet de concentrer localement la cytokine et de réguler son activité biologique par le biais d'une protection partielle du domaine C-terminal de la protéine. Ce domaine C-terminal, caractérisé par deux domaines basiques D1 et D2, est impliqué dans la reconnaissance du récepteur et des HS. Dans ce contexte, nos travaux se sont attachés à définir les aspects structuraux de l'interaction de l'IFNg, et plus précisément de son extrémité C-terminale, avec ses deux ligands. Pour cela, de divers mutants ponctuels, multiples et de délétion de l'IFNg ont été produites, purifiées et étudiées. Leur capacité à lier les HS et le récepteur de l'IFNg est déterminée par SPR puis leur influence sur l'activité antivirale de l'IFNg est déterminée. Les paramètres thermodynamiques de l'interaction IFNg:HS-oligosaccharides sont investigués. Par ailleurs, nous avons préparé une banque oligosaccharidique dérivée d'HS. Le criblage de cette banque, pour sa capacité à lier l'IFNγ, a permis de démontrer que l'IFNg reconnaissait des motifs de sulfatation particuliers. Finalement, nous avons tenté de cristallisé le complexe IFNg:HS-oligosaccharide, jusqu'à présent sans obtention de cristaux qui diffractent. Ces différentes approches visent à élucider le mécanisme de reconnaissance d'IFNg par des HS. Ceci afin de concevoir un mime de ce site d'interaction inhibant la signalisation de l'IFNg. Enfin, une compréhension plus détaillé de l'interaction de l'IFNg avec les HS et son récepteur reste à établir afin d'entièrement comprendre comment l'IFNg migre des HS vers l'IFNgR. / Interferon-γ (IFNγ) is a strong immunomodulating cytokine with some antiviral activity. It has two ligands for which it has high affinities: a receptor through which it transmits its signals, and complex polysaccharides of the heparan sulphate (HS) family. Both are situated on the cellular surface. In vivo, binding on the HS permits local concentration of the cytokine, and regulates its biological activity via a partial protection of the C-terminal region. This C-terminal region, characterised by two basic domains, D1 and D2, is implicated in the recognition of the receptor and the HS. In this context, we investigated the structural features for the interaction of IFNγ, and more specifically the importance of his C-terminus, with both of his cellular ligands. Therefore, we produced, purified and examined various mutants of IFNγ, including points, multiples and deletions mutants. There ability to bind to HS and the IFNγ receptor is examined by SPR and there influence on IFNγ's antiviral activity is determined. The thermodynamics complexation of IFNγ with the HS-oligosaccharides is examined. Moreover, we have prepared an oligosaccharidic library derived from HS. By screening this library for its capacity to bind IFNγ, we have demonstrated that the cytokine recognizes a particular sulphated pattern. Finely, we tried to crystallize the IFNγ:HS-oligosaccharide complex, without obtaining diffracting crystals yet. These studies contribute to clarify the mechanism of recognition of IFNγ by the HS. This would enable us to design a mimic of the interaction site for IFNγ on the HS, who inhibits inappropriate signaling of the cytokine. Finely, a detailed comprehension of the interaction of IFNγ with his receptor and with the HS needs to be established to fully understand how IFNγ migrates for the HS to its receptor.

La septicémie est un syndrome complexe au cours duquel une infection systémique conduit à une inflammation exacerbée et une immunosuppression pouvant mener au développement d’infections secondaires. La progression de ce syndrome est corrélée avec une diminution marquée du nombre de cellules immunitaires protectrices, notamment les cellules dendritiques (DC). Des études sur des modèles précliniques murins ont montré que restaurer les effectifs ou la fonction des DC permettait de diminuer l’immunosuppression et la susceptibilité aux infections. Les DC conventionnelles (cDC) et les monocytes font partie du système des phagocytes mononucléés, cruciaux à l’homéostasie et en conditions pathologiques. Les cDC ont un rôle de présentation des antigènes et d’orchestration globale du système immunitaire. Les monocytes et leurs dérivés ont un rôle d’assainissement des tissus et de régulation locale de l’immunité. Les monocytes peuvent également développer des fonctions homologues à celles des cDC dans certaines conditions. Cependant, de récentes études ont montré que les DC pouvaient avoir des rôles différents voire antagonistes selon leur ontogénie.Ces cellules proviennent chez l’adulte d’un précurseur hématopoïétique bipotent restreint à ces deux lignées, le MDP (Monocyte and DC progenitor). Il est connu qu’une infection systémique induit la génération massive de cellules myéloïdes au détriment des lymphocytes. Ce mécanisme est parfois appelé myélopoïèse d’urgence. Historiquement, la distinction des cDC des cellules dérivées de monocytes a été compliquée par le phénotype très proche de ces différentes populations. C’est pourquoi beaucoup d’études analysant l’impact des septicémies sur les DC n’ont pas évalué en détail les sous populations impliquées. De récentes avancées ont été réalisées concernant l’identification cDC et des cellules dérivées de monocytes ainsi que de leurs précurseurs hématopoïétiques. Nous avons alors cherché à évaluer si le processus de myélopoïèse d’urgence favorisait certaines populations de phagocytes mononucléés, dans un modèle murin d’endotoxémie.Au cours de cette étude, nous avons montré que la présence systémique de lipopolysaccharides (LPS) induit la génération de cellules présentatrices d’antigènes d’origine monocytaire (Mo-APC) dans la rate. Ce phénomène est corrélé avec une diminution du nombre des cDC splénique. Contrairement à la diminution des cDC, la génération des Mo-APC est dépendante de la signalisation des IFN de type I. De plus, nous avons observé que le LPS permet l’induction d’une monopoïèse active dans la moelle osseuse, dépendamment des IFN de type I.En parallèle, nous avons souhaité étudier une voie de détection du LPS intracellulaires récemment mise en évidence et potentiellement impliquée dans la diminution du nombre des cDC suite à l’injection de LPS. Cette voie de détection impliquée dans la létalité de l’endotoxémie active l’inflammasome non canonique induisant la mort cellulaire de type pyroptose et la production de cytokines pro-inflammatoires. Nous avons observé que cette voie de signalisation ne semblait pas impliquée dans la diminution de l’effectif des cDC spléniques suite à l’injection de LPS. Cependant, un criblage à haut débit a révélé des régulateurs potentiels de l’inflammasome non canonique, et en particulier au niveau de la production des cytokines pro-inflammatoires.Dans leur ensemble, ces travaux de thèse contribuent à l’amélioration des connaissances concernant la plasticité des précurseurs hématopoïétiques du système des phagocytes mononucléés en condition pathologique. A l’avenir, ces connaissances pourraient permettre le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à limiter l’immunosuppression des patients via la manipulation de la myélopoïèse et des phagocytes mononucléés. / Sepsis is a complex syndrome in which systemic infection leads to exacerbated inflammation and immunosuppression that can lead to the development of secondary infections. The progression of this syndrome is correlated with a marked decrease in the number of protective immune cells, especially dendritic cells (DCs). Studies on preclinical mouse models have shown that restoring the numbers or function of DCs decreased immunosuppression and susceptibility to infections.Conventional DC (cDCs) and monocytes are part of the system of mononuclear phagocytes, important in homeostasis and pathological conditions. Conventional DCs have a role of antigen presentation and overall orchestration of the immune system. Monocytes and their derivatives have a role of tissue cleaning and local regulation of immunity. Monocytes can also develop functions homologous to those of cDCs under certain conditions. However, recent studies have shown that DC may have different or even antagonistic roles depending on their ontogeny.These cells originate from a bipotent hematopoietic precursor restricted to these two lineages, the MDP (Monocytes and DCs progenitor). It is known that systemic infection induces the massive generation of myeloid cells at the expense of lymphocytes. This mechanism is sometimes called emergency myelopoiesis. Historically, the distinction of cDCs from cells derived from monocytes has been complicated by the very similar phenotype of these different populations. This is why many studies analysing the impact of septicemia on DCs have not evaluated the subpopulations involved in details. Recent advances have been made in the identification of cDCs and cells derived from monocytes as well as their respective haematopoietic precursors. We then sought to re-evaluate whether the emergency myelopoietic process favoured certain populations of mononuclear phagocytes in a murine model of endotoxemia.In this study, we have shown that the systemic injection of lipopolysaccharides (LPS) induces the generation of antigen-presenting cells of monocytic origin (Mo-APC) in the spleen. We observed a parallel decrease in splenic cDCs numbers. In contrast to the decrease of cDCs numbers, Mo-APC generation is dependent on type I IFNs signalling. Moreover, we observed that LPS allows the induction of active monopoiesis in the bone marrow, depending on type I IFNs signalling.In parallel, we studied a recently discovered detection pathway for intracellular LPS potentially implicated in the reduction of cDCs number following LPS injection. This detection pathway is implicated in the lethality of LPS induced endotoxic shock. It activates the non-canonical inflammasome inducing pyroptotic cell death and the production of pro-inflammatory cytokines. We observed that this signaling pathway did not appear to be involved in the reduction of the splenic cDCs following LPS injection. However, high-throughput screening revealed potential regulators of non-canonical inflammasome, and in particular in the production of pro-inflammatory cytokines.Overall, this work contributes to the improvement of our knowledge concerning the plasticity of haematopoietic precursors of mononuclear phagocytes system in pathological conditions. In the future, this knowledge could allow the development of new therapeutic strategies aimed at limiting the immunosuppression of patients through the manipulation of myelopoiesis and mononuclear phagocytes.

La SUMOylation est une modification post-traductionnelle réversible permettant de diversifier les fonctions de centaines de substrats. Elle est impliquée dans des processus essentiels à la cellule et à l'organisme, tels que la réparation de l'ADN, la mitose, la transcription. A l'aide de modèles murins génétiquement modifiés déficients pour l'unique enzyme E2 de SUMOylation, UBC9, nous avons caractérisé les conséquences de la réduction de la SUMOylation sur l'immunité innée et l'oncogenèse.Nous révélons un rôle majeur de la SUMOylation dans la régulation négative du gène codant pour l'IFN- . La dérégulation de ce gène par l'absence d'Ubc9 a des conséquences importantes sur l'immunité innée, avec une augmentation de l'expression du programme transcriptionnel inflammatoire, une hypersensibilité au choc endotoxique, et une protection contre les infections virales. L'étude du profil chromatinien de SUMO autour du gène Ifnb1 a révélé trois nouveaux domaines à potentiel régulateur. Enfin, la SUMOylation régule l'expression de rétrovirus endogènes, potentiellement déclencheurs d'une réponse interféron.Le second axe de recherche a permis de caractériser les conséquences de la réduction de la SUMOylation sur la transformation cellulaire et l'oncogenèse colorectale. Nous montrons une sensibilité accrue des cellules transformées à la perte de SUMOylation comparées aux cellules primaires. De plus, les souris hétérozygotes pour Ubc9 présentent une réduction du nombre de polypes intestinaux dans un modèle d'oncogenèse colorectale.Ces résultats permettent d'affiner nos connaissances sur le rôle de la SUMOylation dans l'oncogenèse et l'immunité innée. / SUMOylation is a reversible post-translational modification modifying the functions of hundreds ofproteins. It is implicated in essential cellular and organismal processes, such as nuclear shuttling, DNArepair, mitosis, transcription. Using genetically modified models, deficient for the uniqueSUMOylation E2 enzyme UBC9, we characterized the consequences of a decrease in globalSUMOylation in two processes: innate immunity and oncogenesis.We reveal a major role for SUMOylation in the negative regulation of the gene coding for IFN-.Deregulation of this gene in the absence of Ubc9 has dramatic consequences on innate immunity, withincreased inflammatory transcriptional program expression, endotoxic shock hypersensitivity, andprotection against viral infection. Chromatin binding profile analysis of SUMO surrounding the Ifnb1gene revealed three new putative regulatory domains. Finally, SUMOylation regulates endogenousretroviruses expression, potential triggers for interferon response.Our second research axis allowed the characterization of the consequences of global SUMOylationdecrease on cellular transformation and colorectal oncogenesis. Our results show increased sensitivityof transformed cells to SUMOylation loss, when compared to primary cells. Furthermore, decreasingUBC9 levels by half causes a two-fold decrease in intestinal polyp numbers developing in the colon ofmice, in a chemically-induced model of colorectal oncogenesis.Altogether, these results helped increasing our knowledge of the role of SUMOylation in majorcellular processes implicated in oncogenesis and innate immunity.

Le ciblage de l’activité de l’IFNα est une stratégie développée afin d’augmenter l’index thérapeutique de cette cytokine, dont l’efficacité requiert de fortes doses au site d’action, responsables d’une toxicité systémique. Du fait de l’expression ubiquitaire de son récepteur, le ciblage de l’IFNα par immunocytokine est limité. En se basant sur le concept d'immunocytokine et utilisant un IFNα muté, peu actif, une efficacité de ciblage de 3 log a pu être obtenue, dans le système humain et murin, grâce au rétablissement de l'activité de l'IFNα sur les cellules ciblées. Ces IFNα ciblés sont doués d'une activité biologique, notamment antitumorale, dont la cible cellulaire reste à déterminer. Une stratégie inverse, en cours d'optimisation, permet d'inhiber l’activité des IFN-I spécifiquement sur les cellules ciblées. Cette double stratégie de ciblage de l’activité et de l’inhibition de l’IFN devrait permettre de déterminer les cibles des effets bénéfiques et néfastes des IFN-I, avec des applications thérapeutiques éventuelles. / Targeting IFN activity is a strategy developed to increase the therapeutic index of thiscytokine, whose efficiency requires high doses to site of action, responsible for systemictoxicity. Due to the ubiquitous expression of its receptor, the targeting efficiency of IFNbasedimmunocytokine is limited. Using a mutated IFNα, poorly active, a 3 log targetingefficiency was achieved, in the human and mouse system, by restoring the activity of IFNα ontargeted cells. The biological activity of these targeted IFNα include an antitumoral effect,the cellular target remains to be determined. A reverse strategy being optimized, can inhibitIFN-I activity specifically on targeted cells. This dual targeting strategy of the activity andinhibition of IFN should identify the targets of beneficial and deleterious effects of IFN-I,with possible therapeutic applications.

Codirecteur de recherche: Dr Sylvain Meloche / Durant ces quatre dernières années, le champ de recherche concernant l’immunité innée a grandement été influencé par la découverte des IKK-related kinases, TBK1 et IKKi, deux kinases régulant l’activité des facteurs de transcription IRF-3/IRF-7 et NF-κB. Les kinases TBK1 and IKKi furent notamment démontrées comme étant responsables de la phosphorylation en C-terminal de IRF-3. Toutefois, l’identité des sites phosphoaccepteurs ciblés par ces kinases restait un sujet de controverse. En combinant la spectrométrie de masse aux essais de phosphorylation in vitro de His-IRF-3 par la kinase recombinante TBK1, nous démontrons que les sérines 396 et 402 sont directement phosphorylées par cette kinase. Nos analyses biochimiques révèlent également que la mutation S396A, localisée dans le cluster II, abolit l’homodimérisation, l’association à CBP et l’accumulation nucléaire de IRF-3. De façon intéressante, la mutation de la sérine 339, impliquée dans la stabilité de IRF-3, provoque également une perte d’association à CBP et de la dimérisation du facteur de transcription sans toutefois affecter la transactivation des gènes antiviraux en autant que la sérine 396 soit disponible pour accepter un événement de phosphorylation. Nos expériences de complémentation de MEFs IRF-3 KO révèlent la présence d’un mécanisme compensatoire impliquant la sérine 339 et la sérine 396 dans l’induction des IFN-stimulated genes (ISGs), ISG56 and ISG54. Globalement, les données présentées dans cette étude nous ont permis de reconsidérer le modèle d’activation du facteur de transcription IRF-3 actuellement proposé et d’y ajouter certaines subtilités. TRAF3 est également un médiateur central impliqué dans l’induction de la réponse interféron de type I. Cette fois, en couplant la spectrométrie de masse à la technique de purification protéique par affinité, nous avons identifié Sec16A et p115, deux protéines du système de transport vésiculaire ER-Golgi , comme étant des nouveaux partenaires protéiques de Flag-TRAF3. Nos expériences démontrent la localisation cellulaire de TRAF3 au niveau du système de transport vésiculaire. De plus, la diminution des niveaux d’expression de p115 ou Sec16A provoque une redistribution cellulaire de TRAF3 et affecte la réponse interféron suivant une stimulation par de l’ARN double brin. Nos résultats démontrent également une colocalisation de TRAF3 et TRADD au niveau du cis-Golgi ainsi qu’une interaction avec la protéine du translocon Sec61β médiée par l’intermédiaire de Sec5. De façon générale, nos données suggèrent que la localisation cellulaire de TRAF3 au niveau des compartiments de transport vésiculaire est requise afin d’obtenir une réponse antiviral optimale par la voie de signalisation cellulaire associée aux RIG-I-like RNA helicases, RIG-I et MDA5. Nos données appuient également le rôle potentiel précédemment suggéré de l’exocyste dans l’établissement d’une réponse antivirale. / Over the past four years, the field of the innate immune response has been highly influenced by the discovery of the IκB kinase (IKK)-related kinases, TBK1 and IKKi, which regulate the activity of IRF-3/IRF-7 and NF-κB transcription factors. The IKK-related kinases, TBK1 and IKKi, were recently shown to be responsible for the C-terminal phosphorylation of IRF-3. However, the identity of the phosphoacceptor site(s) targeted by these two kinases remains unclear. By combining mass spectrometry analysis to in vitro kinase assays using full length His-IRF3 as a substrate, we have demonstrated that serine 402 and serine 396 were directly targeted by TBK1. Analysis of Ser/Thr to Ala mutants revealed that S396A mutation, located in cluster II, abolished IRF-3 homodimerization, CBP association and nuclear accumulation. Interestingly, mutation of serine 339, which is involved in IRF-3 stability, also abrogated CBP association and dimerization without affecting gene transactivation as long as serine 396 remained available for phosphorylation. Complementation of MEFs IRF-3 KO also reveals a compensatory mechanism of serine 339 and serine 396 in the ability of IRF-3 to induce IFN-stimulated genes (ISGs) ISG56 and ISG54 expression. These data lead us to reconsider the current model of IRF-3 activation. TRAF3 is also a central mediator that is important for inducing type I interferon production in response to intracellular double-stranded RNA. By combining Flag-Affinity purification using Flag-TRAF3 as a bait to mass spectrometry, we have identified Sec16A and p115, two proteins of the ER-to-Golgi vesicular transport system, as novel TRAF3 interactors. We found that TRAF3 localizes to the ER-to-Golgi vesicular pathway and behaves like a cis-Golgi protein. Depletion of p115 or Sec16A disrupts the cis-Golgi cellular localization of TRAF3 and affects type I Interferon response following double-stranded RNA treatment. Furthermore, we demonstrate that TRAF3 colocalizes with TRADD at the cis-Golgi and also interacts with the translocon protein Sec61β in a Sec5 dependent manner. Together, our data suggest that the cellular localization of TRAF3 to the ER-to-Golgi transport compartments is required for an optimal RIG-I-like Helicases (RLH)-Cardif-dependent antiviral immune response. Our findings also highlight the potential role of the exocyst in the innate immune response.

En réponse à une infection, un signal de danger, ou de cytokines inflammatoires, les cellules dendritiques subissent un programme de maturation augmentant leur capacité à activer les lymphocytes T CD4+ et CD8+. Au cours de ce travail nous avons cherché à caractériser la reprogrammation transcriptomique des DC lors de l'infection par le cytomégalovirus murin (MCMV). Nous avons identifié un programme commun de maturation entre les différentes sous-populations de DC spléniques. Nous avons mis en évidence qu'il existe un programme transcriptomique de maturation commun à toutes les sous-populations de DC, induit par tous les stimuli examinés et évolutivement conservé au sein des mammifères. Nous avons également identifié les interférons (IFN) de type I comme des cytokines majeures promouvant la maturation des DC in vivo. La perte spécifique par les DC de la capacité à répondre aux IFN de type I entraine une diminution de la survie des souris lors de l'infection par le MCMV, révélant pour la première fois l'importance des effets intrinsèques cellulaires des IFN de type I sur les DC pour la résistance à une infection virale.Le développement puis l'utilisation d'un nouveau modèle de souris mutante ciblant la sous-population de DC XCR1+ nous a permis de mettre mis en évidence pour la première fois un rôle de ces cellules pour l'activation des lymphocytes T CD8 mémoires (Tm CD8+) dans l'infection par Listeria monocytogenes, et d'identifier les mécanismes sous-jacents. Les DC XCR1+ interagissent in situ avec les Tm CD8+. La synthèse de la chimiokine CXCL9 et la production d'interleukine-12 par les DC XCR1+ attirent et activent de façon optimale les Tm CD8+ qui produisent de l'IFN-γ. / Dendritic cells (DC) sense danger, microbial and cytokine signals that drive DC maturation which in turn allows proper activation of T lymphocytes. We characterized the gene expression program of splenic DC in vivo during murine cytomegalovirus (MCMV) infection. We identified a core set of genes commonly regulated in all subsets of mouse spleen DC. This set of genes was regulated upon DC maturation irrespective of the stimuli used and of the responding DC subsets and it was conserved between mouse and human. We identified type I interferon (IFN) as a major cytokine driving the expression of this core gene set in DC subsets. The loss of type I IFN responsiveness selectively in DC resulted in an increased mortality of mice after MCMV infection, unraveling a crucial role of cell-intrinsic responses to type I IFN in DC during a viral infection in vivo.We also developed and studied a new mouse model to target the XCR1+ DC subset in vivo. We found for the first time that XCR1+ DC promote recall of memory CD8 T cells upon secondary Listeria monocytogenes infection in vivo, and we identified the underlying mechanism. XCR1+ DC attract memory CD8 T cells through the secretion of the chemokine CXCL9. This attraction leads to an increase in the IFN-γ production by memory CD8 T cells. XCR1+ DC also induce the proliferation of memory CD8 T cells. This work significantly advanced our understanding of the in vivo functions of DC during infections.

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez la femme. Malgré la chimiothérapie, certaines patientes ont une réponse incomplète et récidivent quelques années plus tard. Le but de ce travail était d’étudier les mécanismes moléculaires mis en place par les cellules tumorales en réponse aux traitements et leur rôle éventuel dans la récidive. La modélisation de ces événements a d’abord été réalisée grâce à des modèles expérimentaux appelés PDX (pour patient derived xenograft) impliquant la greffe de tumeurs de patientes chez la souris immunodéficiente. Une analyse transcriptomique a permis de mettre en évidence, au sein des PDXs qui répondent à la chimiothérapie, la surexpression précoce de gènes cibles de la voie interféron (IFN)/STAT1, suggérant que cette signature moléculaire pourrait être utilisée comme biomarqueur prédictif de la réponse initiale au traitement. Cette signature persiste néanmoins dans les cellules tumorales résiduelles, suggérant qu’elle pourrait également avoir un rôle dans la récidive observée pour l’ensemble des PDX étudiées. L’analyse fonctionnelle de cette signature IFN/STAT1 a été réalisée in vitro, en traitant diverses lignées de cancer du sein par du mafosfamide, principe actif d’une chimiothérapie classique induisant des dommages à l’ADN. Nos résultats montrent que, sous chimiothérapie, certaines lignées (dont les cellules MFC7) sont capables d’exprimer des IFNs de type I conduisant à l’activation autocrine/paracrine de la voie IFN/STAT1. Une étude mécanistique a mis en évidence l’implication du détecteur de l’ADN STING (stimulator of IFN genes) en amont de la production d’IFN, comme cela a été bien décrit dans des cellules immunitaires en présence de pathogènes. Nous avons montré que l’inhibition individuelle de l’expression de différents acteurs de la voie STING/IFN/STAT1 potentialise l’effet de la chimiothérapie, impliquant cette cascade dans la résistance au traitement. En résumé, notre travail suggère que l’activation de la voie STING/IFN/STAT1 dans les cellules tumorales mammaires traitées par chimiothérapie pourrait jouer un double rôle : biomarqueur de la réponse dans un premier temps, puis acteur de résistance dans un second temps. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives pronostiques et thérapeutiques pour la prise en charge du cancer du sein. / Breast cancer is the most frequent cancer in women. Despite chemotherapy, tumor response is often incomplete, and relapse is frequently observed. The aim of this work was to analyze the molecular mechanisms triggered in breast cancer cells in response to chemotherapy. These events were modeled using breast cancer patient-derived xenografts (PDXs), i.e. samples of human tumors engrafted into immunodeficient mice. Transcriptomic analysis highlighted precocious induction of the interferon (IFN)/STAT1 pathway in response to chemotherapy only in tumors responding to treatment, suggesting that this molecular signature could be used as a biomarker of the initial response. The activation of this pathway persisted in residual tumor cells, suggesting that it could also play a role in cancer recurrence observed in all PDX models that we investigated. Functional deciphering of the IFN/STAT1 pathway was performed in vitro by stimulating breast cancer cell lines with mafosfamide, the active principle of a classical chemotherapy inducing DNA damage. In some cell lines, e.g. MCF-7 cells, this treatment triggered the upregulation of type I IFN expression leading to cell-autonomous activation of the IFN/STAT1 signaling pathway. A mechanistic study revealed the involvement of the DNA sensor STING (stimulator of IFN genes) upstream of the IFN production, mimicking what happens in immune cells facing pathogen infection. Individual silencing of various actors of the STING/IFN/STAT1 pathway potentiated genotoxic treatment efficacy, indicating that this cascade may be involved in tumor resistance to treatment. In summary, our study suggests that cell-intrinsic activation of STING/IFN/STAT1 pathway in response to chemotherapy could play a dual role: first, it may be used as a predictive biomarker of initial response; second, it may act as a resistance mechanism to treatment. This work opens new prognostic and therapeutic perspectives for the clinical management of breast cancer.

Le syndrome sec de Gougerot Sjögren (SGS) est une maladie auto-immune chronique qui présente des dommages progressifs et irréversibles des glandes exocrines lacrymales et salivaires. Cette pathologie affecte entre 0.1 et 3 % de la population et est plus commune chez les femmes avec un ratio de 9 femmes pour 1 homme. Dans la glande salivaire, une infiltration lymphocytaire est observée et est associée avec la destruction de l'épithélium sécrétoire, qui joue un rôle central dans l'initiation et le développement du SGS. Le processus physiopathologique est loin d’être compris et semble dépendant de phénomènes épigénétiques. En effet, des perturbations importantes de la méthylation de l'ADN sont observées dans les cellules épithéliales en lien avec le niveau d’infiltration lymphocytaire des glandes salivaires.L'objectif de ce travail est de mieux comprendre les changements épigénétiques au cours du SGS et en particulier les défauts de méthylation/déméthylation de l’ADN observés dans les Cellules Epithéliales de Glandes Salivaires (SGEC) et leurs rôles dans le développement de la pathologie.Dans ce but, Une étude globale de la méthylation de l'ADN a été réalisée après culture cellulaire destinée à isoler les SGEC de patients SGS. La puce « human methylation 450k » d’Illumina utilisée couvre plus de 485 000 sites CpG du génome. Des analysesbioinformatiques nous ont permis d'obtenir un panel de gènes différentiellement méthylés. Nous avons ainsi mis en évidence l’importance de la voie calcique (déméthylée, connue pour avoir un impact sur la salivation) et de la voie WNT (hyperméthylée). De plus nous avons pu identifier une régulation interféron et montrer l’importance d’un changement du type d'interféron (I à II) lors de l’évolution vers un lymphome de type MALT. En outre, nous montrons qu’il existe une inter-relation forte entre les processus épigénétiques et les facteurs génétiques associés au SGS. Enfin la dernière partie de ce travail met en lumière l’implication d’un environnement inflammatoire dans le contrôle du processus de méthylation/déméthylation de l’ADN dans les cellules épithéliales.Ainsi, les altérations du méthylome des SGECs pourraient contribuer à la pathophysiologie du SGS et à son évolution en un lymphome du MALT, ceci en lien avec son environnement inflammatoire. / Sjögren Syndrome (SjS) is a chronic autoimmune disease characterized by a progressive and irreversible damage of exocrine glands, particularly salivary and lacrymal glands. This pathology affects between 0.1 and 3% of the population and is more common in women with a ratio of 9 women for 1 man. In salivary glands, a lymphocytic infiltration is observed and associated with the destruction of the secretory epithelium, which plays a central role in initiation and development of the SjS. The process remains incompletely clarified and contains a strong epigenetic component. Indeed, important disturbances of the process of DNA methylation are observed in epithelial cells and they are linked with the level of lymphocyte infiltration in salivary glands.The objective of this work is to better understand epigenetic changes during the SjS and in particular the DNA methylation/demethylation defects observed in Salivary Gland Epithelial Cells Epithelial (SGEC) and their roles in the pathology development.For that purpose, a global study of DNA methylation was done on 12 patients SGECs with the Infinium HumanMethylation450 BeadChip (Illumina). The 450k HM allows to cover more than 485,000 CpG sites on the whole genome. Bioinformatic analysis allowed us to obtain genes panels which are differentially methylated during this pathological phenomenon. In an interesting way, we identified the potential involvement of the calcic (hypomethylated, known to impact salivation) and WNT pathways (hypermethylated). Besides we were able to identify interferon regulation and the shift from interferon type I to type II with mucosa associated lymphoid tissue (MALT) lymphoma evolution. Furthermore, the simultaneous genomic–epigenomic analysis revealed significant associations between SjS-associated genetic risk factors and epigenetic modifications. Finally, the last part of this work highlights inflammatory environment involvement to control DNA methylation/demethylation in salivary gland epithelial cells.Altogether, alterations of DNA methylation in SGEC may contribute to SjS pathophysiology and evolution to MALT and this in link with the inflammatory environment.