Considéré comme un cancer de l'âge mûr, l'incidence du cancer colorectal ne cesse d'augmenter avec l'allongement de la vie. Dans la majorité des cas, le cancer colique est associé à une mutation du gène suppresseur de tumeur Apc, contrôlant l’activation de la signalisation Wnt/β-caténine. Afin, d'identifier de nouveaux acteurs de la tumorigenèse colique, notre laboratoire a développé des modèles murins de mutation du gène Apc qui ont pour avantage de mimer la pathologie humaine (Colnot et al, 2004 ; Andreu et al, 2005). La création de ces modèles a permis à l’équipe de démontrer i) qu’une activation physiologique de cette voie contrôle la prolifération des cellules souches et des progéniteurs ainsi que leur différenciation et ii) qu’une activation aigüe est suffisante pour déclencher l’initiation tumorale intestinale (Andreu et al, 2005; Andreu et al, 2008). Les travaux antérieurs à mon arrivée ont permis d’identifier différents évènements moléculaires et cellulaires induits en cascade suite à l’activation pathologique de la voie Wnt/β-caténine. Parmi ceux-ci, une induction transcriptionnelle de gènes impliqués dans l'autophagie a été mise en évidence. Ce processus d'auto-cannibalisme cellulaire est associé à de nombreuses pathologies telles que les maladies neurodégénératives ou infectieuses. Cependant, le rôle de l'autophagie dans le cancer reste ambivalent et son implication dans le cancer colique demeure inconnue.Dans ce contexte, mon travail de doctorat a consisté à répondre aux questions suivantes :L’induction transcriptionnelle de gène Atg s’accompagne-t-elle d’une activation du processus d’autophagie à tous les stades de la progression tumorale intestinale murine et humaine?Des études de transcriptomique à haut débit nous ont permis d’identifier une induction transcriptionnelle de gènes clés du processus d’autophagie tels qu’Atg7. Cependant, l’activation fonctionnelle de l’autophagie n’est pas toujours associée à une augmentation de la transcription des acteurs de ce processus. Nous nous sommes donc intéressés aux marqueurs couramment décris dans la littérature et permettant d’établir l’état d’activation du flux autophagique. Ainsi, nous avons étudié le niveau d’expression de ces marqueurs par des expériences de western-blot et d’immuno-marquages sur des échantillons tumoraux humains et murins à différents stades de la progression du CRC. L’inhibition de l’autophagie impacte-t-elle la carcinogénèse colorectale?Dans ce contexte, nous avons généré un modèle murin de délétion conditionnelle et simultanée d'un allèle du gène Apc et des deux allèles du gène Atg7 (gène clé de l'autophagie) spécifiquement dans les cellules épithéliales intestinales. Afin de suivre l'apparition et l'évolution des tumeurs au cours du temps, nous avons mis au point une nouvelle méthode non-invasive de reconstruction tridimensionnelle de côlons de souris, issue d'imagerie échographique à haute résolution. Dans le but de caractériser l’impact de l’inhibition de l’autophagie, les modifications propres à la cellule déficiente en autophagie ont été explorées, notamment le statut énergétique ainsi que les changements dans l’environnement immunitaire et microbien de l’épithélium intestinal. Finalement, l’inhibition génétique de l’autophagie dans notre modèle murin, prédisposé au développement de tumeurs intestinales, nous a permis de caractériser l’implication de l’autophagie dans la carcinogénèse colique, ainsi que les mécanismes moléculaires et cellulaires liant l’auto-cannibalisme cellulaire à la pathologie tumorale. / Colorectal cancer is one of the major causes of cancer-related deaths. We took advantage of Apc mutant mice that mimic the adenomatous polyps that affect humans with an inactivated Apc gene, to gain insight into the critical events that affect the development of colorectal cancer. We show that autophagy, a catabolic pathway involved in the degradation of intracellular proteins and organelles, is activated in intestinal murine and human cancer and its inhibition has a crucial role in controlling tumorigenesis. We report that the in vivo conditional deletion of the essential autophagy gene Atg7 in intestinal epithelial cells inhibits the formation of pre-cancerous lesions resulting from Apc loss by enhancing immunosurveillance. The antibody-mediated depletion of CD8+ T cells demonstrated a critical role for CD8+ T cells in antitumoral responses resulting from the inhibition of autophagy. We used a broad-spectrum antibiotics treatment to show that the expansion of IFN-producing CD8+ T cells following the deletion of Atg7 is dependent on the intestinal microbiota and is associated with Paneth and goblet cell defects. In addition, the inhibition of autophagy affected tumor cell growth and restrained cancer growth for extended time periods. We demonstrate that the inhibition of autophagy in Apc tumor cells results in a stress response accompanied by metabolic defects, characterized by AMPK activation and p53 cell cycle arrest. This study suggests that autophagy inhibitors may suppress tumorigenesis in patients at high risk of developing colorectal cancer.

Par sa fréquence et sa gravité, le cancer colorectal (CCR) demeure un problème de santé publique. Notre objectif global est de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'homéostasie intestinale au travers de Mucdhl, une cadhérine atypique méconnue mais qui semble jouer un rôle très particulier dans l'épithélium intestinal et être impliquée dans les CCR. De manière intéressante, son expression semble fréquemment perdue dans les CCR, tandis que son maintien dans les cellules cancéreuses coliques diminue leur potentiel tumoral.Pour mieux appréhender le mode d'action de Mucdhl, une caractérisation fonctionnelle de son interaction avec β-caténine oncogénique a été réalisée et de nouveaux partenaires ont été identifiés dans les cellules intestinales. Afin de comprendre le rôle de Mucdhl dans la physiologie intestinale, encore inconnu à ce jour, un modèle murin déficient pour Mucdhl a été étudié. L'analyse des conséquences de la perte d'expression de Mucdhl indique qu'il est impliqué dans la structure et le fonctionnement de l'intestin chez la souris, mais également au niveau de processus métaboliques. De plus, cette perte d'expression de Mucdhl augmente la sensibilité des souris au développement de certaines tumeurs intestinales. Ces travaux ont donc permis de générer des informations inédites sur les fonctions physiopathologiques de Mucdhl, une cadhérine atypique encore mal connue, mais potentiellement impliquée dans les CCR. / Because of its frequency and severity, Colorectal Cancer (CRC) remains an important public health issue. Our objective is to understand mechanisms contributing to intestinal homeostasis through Mucdhl, a poorly characterized atypical cadherin that may play a unusual role in the intestinal , epithelium and be implicated in CRC. lnterestingly, its expression seems to be frequently reduced in CRC, while its retention in colon cancer cells decreases their tumorigenic potential.To better apprehend the mode of action of Mucdhl, a functional characterization of its interaction with oncogen,iç β-catenin was performed and new partners have been identified in intestinal cells.To understand the role of Mucdhl in intestinal physiology, mice genetically-invalidated at the Mucdhl locus were studied. Analysis of the consequences of Mucdhl loss of expression indicates that it is involved in the morphology and function of the mouse intestine, but also in metabolic processes. Moreover, Mucdhl loss of expression increases the sensibility of mice to the development of certain intestinal tumors. Thus, we generated new information on the physiopathological functions of Mucdhl, an intriguing atypical cadherin potentially involved in CRC.

Mes études ont pour but d'examiner les altérations métaboliques et comportementales dans des modèles de souris axéniques. Nous avons démontré que les souris axéniques présentent une augmentation de préférence et d'acceptation des solutions sucrées. Cette augmentation est corrélée à des changements des niveaux d'expression des récepteurs du goût sucré au niveau de l'épithélium lingual et la muqueuse intestinale; T1R2, T1R3, et le transporteur de glucose SGLT-1. De plus, elles ont une préférence pour des fortes concentrations de saccharose comparées aux souris normales. Cet effet est associé à une augmentation des niveaux d'expression de T1R3 et SGLT-1 dans l'intestin. Nous avons étudié si cette augmentation de consommation de sucre était similaire à celle de acide gras, étayé les effets d'une consommation des lipides sur les niveaux d'expression des récepteurs des acides gras "CD36" au niveau de l'épithélium lingual et la muqueuse intestinale ainsi que les niveaux d'expression et de sécrétion des peptides intestinales à vocation satiétogène chez les souris axéniques comparées aux souris normales. En effet, nous avons démontré que les souris axéniques affichent une consommation accrue et une préférence pour les acides gras à des fortes et faibles concentrations respectivement. Ces changements étaient associés à une diminution des niveaux d'expression des détecteurs gustatifs de gras (GPRs), des faibles taux d'expression et de sécrétion des peptides intestinales, une augmentation d'expression du récepteur des acides gras au niveau de l'épithélium lingual et une augmentation des taux circulants des acides gras. Ces modifications peuvent constituer des mécanismes d'adaptation à l'état énergétique appauvri des souris axéniques. Nous avons essayé de savoir si ces altérations étaient présentes chez le rat dépourvu axénique. En effet, nous avons constaté que les rats axéniques présentent un niveau similaire ou élevé de la masse grasse, avec une diminution de la lipogenèse et une augmentation de l'adipogenèse expliquant l'hyperphagie du tissu adipeux. En résumé, nous avons démontré que l'absence du microbiote intestinal chez la souris conduit à une augmentation de l'apport énergétique en augmentant la consommation de sucres et de gras. Ces effets sont associés à des altérations orales et post-orales des niveaux d'expressions des détecteurs gustatifs tandis que le microbiote intestinal du rat F344 ne joue pas un rôle central dans l'adiposité

Le cadmium (Cd) est un métal toxique, inducteur de stress oxydatif, dont la principale source de contamination pour l'humain non-fumeur est la nourriture. L'épithélium intestinal est la première barrière de l'organisme franchie par le Cd ingéré. Lors de sa phase proliférative, la lignée cellulaire Caco-2 est représentative des précurseurs d'entérocytes et, lors de sa phase différenciée, des entérocytes matures de l'épithélium intestinal. Un prétraitement de 24 h à 10 µM de Cd induit une tolérance au Cd dans les cellules prolifératives, mais pas dans les cellules Caco-2 différenciées alors que ces dernières sont, de façon naturelle, moins sensibles. Les objectifs de cette étude sont d'évaluer, en fonction du stade de différenciation entérocytaire, le rôle du stress oxydatif dans l'induction de cette tolérance et dans la toxicité aiguë du Cd, ainsi que de comparer la tolérance induite par le Zinc (Zn) à celle induite par le Cd. Les hypothèses de cette étude sont: i) le stress oxydatif est impliqué dans le mécanisme de résistance acquise des cellules prolifératives, ii) la MT-lIa et la HSP70 ne sont pas essentielles à ce processus de résistance et iii) les résistances acquises induites par le Zn et le Cd impliquent des processus différents. La méthodologie de cette étude comprend des techniques de culture cellulaire, des tests de viabilité cellulaire, des analyses d'expression de la MT-lIa et de la HSP70 par RT-PCR, des dosages de contenus en thiols intracellulaires et d'activité de la catalase (CAT) et de la glutathion peroxidase (GSH-Px), des mesures d'accumulation cellulaire de ¹⁰⁹Cd et des analyses de type de mort cellulaire par cytofluorimétrie de flux. Les résultats montrent que l'inhibition de la catalase par 100 mM de 3-amino-1,2,4-triazole (3 A T) empêche l'induction de la résistance acquise et provoque une sensibilisation des cellules prolifératives prétraitées au Cd, mais pas des cellules témoins. Cependant, l'inhibition de la synthèse de glutathion par 3 mM de L-buthionine sulfoximine (BSO) ainsi que de la synthèse protéique par 1 µM de cycloheximide (CHX) ne préviennent pas l'induction de cette résistance, mais elles sensibilisent les cellules à la toxicité aiguë du Cd. Contrairement à 10 µM de Cd, un prétraitement de 24 h à 100 µM de Zn en co-exposition avec 100 mM 3AT induit une résistance acquise. Enfin, l'induction de la MT-lla et de la HSP70 ne semble pas nécessaire au mécanisme de résistance acquise bien qu'un prétraitement au Cd ou au Zn augmentent les niveaux d'ARNm de ces deux protéines. En conclusion, les cellules Caco-2 répondent différemment à une exposition à une faible concentration de Cd selon leur état de différenciation et la présence de catalase active semble essentielle à l'induction, par le Cd mais pas par le Zn, d'une résistance acquise des cellules prolifératives à une exposition subséquente au Cd. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cadmium, Stress oxydatif, Épithélium intestinal, Cellules Caco-2, Résistance acquise.

L'épithélium intestinal est un tissu en perpétuel renouvellement. Ceci met en jeu des cellules souches adultes, localisées à la base des villosités dans les cryptes intestinales, qui donnent naissance à des progéniteurs prolifératifs. Le contrôle de la prolifération des cellules souches et des progéniteurs est un facteur clé du maintient de l'homéostasie du tissu. La principale voie de signalisation qui régule cette prolifération est la voie Wnt. <br />Les hormones thyroïdiennes (HT) agissent par l'intermédiaire de récepteurs nucléaires. Des travaux menés précédemment dans l'équipe ont montrés que TRα1 est le récepteur aux HT qui contrôle la prolifération des cellules des cryptes intestinales.<br />Durant mon travail de thèse j'ai montré l'importance de TRα1 et des HT dans le contrôle de l'expression de différents partenaires de la voie Wnt, ainsi que dans l'initiation de pathologiques hyperprolifératives de l'intestin chez la souris.

INTRODUCTION : S'il est fortement pressenti que la viscerosensibilité chimique intestinale, c'est-à-dire la détection des macronutriments dans le contenu intestinal est un des paramètres clé de la régulation de la prise alimentaire pendant la digestion, nos connaissances sur ces phénomènes sont encore très fragmentaires. On ignore notamment les mécanismes précis responsables de la détection des nutriments dans l'intestin et les modalités de transmission (nerveuse ou humorale) des signaux ainsi générés vers les centres de régulation du comportement alimentaire. OBJECTIF : L'objet de ces travaux a été de préciser les mécanismes de la détection des nutriments dans l'intestin et de déterminer l'implication du nerf vague dans la transmission des informations de la viscerosensibilité chimique intestinale vers le système nerveux central. RESULTATS : Les résultats obtenus ici confirment le modèle selon lequel l'intestin peut être perçu comme un organe sensoriel capable, pendant la digestion, de détecter la présence de certains macronutriments. Le nerf vague participe activement à la transmission de l'information générée au niveau de l'intestin vers le système nerveux central. CONCLUSIONS : Le système viscérosensoriel chimique intestinal est une composante sensorielle à part entière qui exerce un puissant rôle dans le contrôle de la prise alimentaire. Les avancées dans la compréhension de ces mécanismes et de leur rôle dans l'homéostasie énergétique ouvriront sans nul doute de nouvelles voies dans le développement de thérapies contre l'obésité.

Le récepteur nucléaire FXR (NR1H4) possède quatre isoformes exprimés principalement dans le foie (FXR[alpha]1 et FXR[alpha]2) et dans l'intestin (FXR[alpha]3 et FXR[alpha]4). Le rôle de FXR dans l'homéostasie des acides biliaires au sein du système digestif est bien documenté. Récemment, de nouvelles fonctions ont été attribuées à FXR dans l'intestin et une étude de ChIP-seq montre que les sites de liaison de FXR dans le génome diffèrent entre le foie et l'intestin. Notre hypothèse de recherche est que FXR contribue au maintien d'un épithélium intestinal intègre et fonctionnel en influençant des processus biologiques autres que la régulation de l'absorption des acides biliaires, et ce, par l'activation de la transcription de nouveaux gènes cibles dans l'intestin. Notre premier objectif consistait en l'identification de nouvelles cibles transcriptionnelles de FXR. Le modèle cellulaire Caco-2/15 est utilisé comme modèle d'entérocytes différenciés et l'expression de FXR augmente lors de la différenciation de ces cellules pour atteindre un niveau maximal vers 20 jours post-confluence. Dans ces cellules bien différenciées, une expérience de micro-puce à ADN révèle que l'activation de FXR par son agoniste synthétique le GW 4064 module significativement l'expression de gènes associés à différents processus biologiques tels l'organisation du cytosquelette et l'adhésion biologique. Nous avons confirmé que l'expression des gènes des protéines structurales MYO1A, MYO7A et DST est régulée positivement par l'activation de FXR, sans doute de manière indirecte puisque nous n'avons pas observé par ChIP que FXR se liait au promoteur de ces gènes. Pour identifier de nouvelles cibles directes de FXR, un criblage par qPCR selon divers critères a été réalisé. Ainsi, nous avons confirmé que le gène de SLC20A1, un transporteur de phosphore, est régulé positivement par l'activation de FXR. De plus, selon nos essais de ChIP, FXR se lie au promoteur de SLC20A1 suggérant une activation directe de la transcription. Ces résultats ouvrent la voie à un rôle auparavant insoupçonné de FXR dans des processus liés à l'absorption du phosphore. Notre deuxième objectif qui était d'étudier la régulation de l'expression différentielle des isoforme de FXR a été réalisé par des essais luciférase et nous amène à croire que le promoteur des isoformes intestinaux est régulé par la présence du facteur de transcription Cdx2. En effet, le promoteur FXR[alpha]3/[alpha]4 présente un site de liaison à Cdx2 contrairement au promoteur FXR[alpha]1/[alpha]2. De plus, en contexte où les facteurs hépatiques et intestinaux HNF1[alpha] et HNF4[alpha] sont présents, Cdx2 rétablit un fort niveau d'activité au promoteur FXR[alpha]3/[alpha]4 et non au promoteur FXR[alpha]1/[alpha]2. Pour conclure, ce projet de recherche montre bien que FXR dans un modèle mimant un contexte physiologique est capable d'activer des gènes cibles jusqu'ici inconnus et que l'expression des isoformes intestinaux est régulée de façon distincte par Cdx2 dans ce tissu.

Le stress est impliqué dans le développement et l'exacerbation de diverses pathologies notamment au niveau intestinal. Les effets du stress dépendent de l'expression de neuromédiateurs spécifiques (CRF) et de leurs récepteurs. Notre étude porte sur la régulation et la fonction du CRF2 au niveau des entérocytes et des cellules tumorales coliques humaines. In vivo, nous avons montré que le stress et l'inflammation conduisent à l'augmentation de l'expression du CRF2 dans les colonocytes chez le rat. Dans les tumeurs, l'expression du CRF2 augmente avec le grade tumoral. In vitro, dans les cellules HT-29, l'activation du CRF2 induit une altération des jonctions adhérentes et des adhérences focales par la voie Src/ERK/FAK. Ces mécanismes sont responsables de la régulation de la perméabilité épithéliale et de l'augmentation de la migration des cellules tumorales. Ces travaux contribuent à la compréhension des mécanismes impliquant le stress dans le développement des pathologies intestinales.

Chez l’adulte, le facteur de transcription homéotique Cdx2 est spécifiquement exprimé dans l’intestin dont il maintient l’identité et contrôle l’homéostasie. Des études récentes menées chez l’homme ont identifié des formes de cancer colorectal de mauvais pronostic dans lesquelles l’expression de Cdx2 est très fortement réduite. Ce travail de thèse visait à étudier les conséquences physiopathologiques de la perte de fonction de Cdx2 dans l’intestin adulte. A partir d’un modèle murin d’invalidation conditionnelle et mosaïque de Cdx2, nos résultats montrent que la perte de Cdx2 conduit au développement de lésions caecales de type gastrique qui n’évoluent pas spontanément en cancer. Ces lésions créent cependant un microenvironnement inflammatoire qui favorise la transformation maligne de cellules épithéliales voisines intactes pour Cdx2 et prédisposées à la tumorigénèse. Globalement, ces résultats montrent que Cdx2 exerce une fonction suppresseur de tumeurs « cellule non-autonome » dans l’intestin. / The intestine-specific transcription factor Cdx2 is required throughout life for intestinal homeostasis and for the maintenance of intestinal identity. Several recent studies showed that Cdx2 expression is dramatically reduced in some human colon cancers of poor prognosis. This work aimed to investigate the pathophysiological consequences of the loss of Cdx2 in the adult gut. Conditional mosaic ablation of Cdx2 in mice causes gastric-type metaplasia in the cecum which do not spontaneously evolve to cancer. However, these lesions strongly modify the inflammatory microenvironment which facilitates the malignant transformation of adjacent Cdx2-intact and cancer-prone epithelial cells. Collectively, these results unravel a novel and original function of Cdx2, namely its non-cell autonomous tumor suppressor activity in the gut.

O avestruz (Struthio camelus), embora compartilhe de muitas adaptações evolucionárias de outros pássaros, possui algumas características anatômicas relacionadas com o seu tubo digestivo que são únicas, entre as quais podemos citar o cólon que se apresenta maior que o ceco (aparece duplicado) . Há algum tempo esta ave têm sido explorada economicamente, principalmente na alimentação como uma carne alternativa para o consumo humano. O presente trabalho tem como objetivo estudar as estruturas anatômicas e histológicas do intestino ligadas a distribuição do tecido linfóide . No estudo foram utilizados vinte e quatro avestruzes, com idade entre 2 meses e 2,5 anos, sendo animais destinados ao abate. Para a descrição morfológica utilizou-se a metodologia preconizada Bezuindenhout (1986) e o método de rotina para coloração hematoxilina e eosina. Esperamos contribuir na multiplicação de conhecimentos na área da estrutiocultura. / Although the ostrich shares a lot of evolutionary adaptation with other birds, it presents some anatomical characteristics concerning its digestive tube that are unique, like the colon for instance. The ostrich?s colon is bigger than its caecum. The caecum is doubled. The caecum is folded. This bird has been economically exploited, mainly because of its meat as an alternative food for humans. The purpose of the present research is to study the anatomical and histological structures connecting them to the lymphoid tissue distribution. In this study, 24 ostriches between the ages of 2 months and 2 years and a half ? when they?re ready to be slaughtered ? were used. In order to describe the study, the Bezuindenhout methodology and the routine method for printing H. E. and eosine were used.