Itch est une ligase de l’ubiquitine impliquée dans la reconnaissance et la dégradation des protéines par le protéasome. Itch contient trois sites phosphorylés par JNK et il a été démontré que la phosphorylation de ces résidus est nécessaire pour que Itch puisse reconnaître et ubiquityler les protéines c-Jun et JunB. Ces sites de phosphorylation se retrouvent dans le domaine PRD responsable des interactions de Itch avec les protéines à domaine SH3. Si la phosphorylation de Itch par JNK est importante pour réguler son activité avec c-Jun et JunB, on connaît peu de choses sur les interactions de Itch avec les protéines à domaine SH3 ainsi que l’implication de la phosphorylation dans leur régulation. Nous avons donc créé des mutants de Itch par mutagenèse dirigée où les sites de phosphorylation étaient remplacés par des alanines (mutant non phosphorylable) et où l’un des trois sites était remplacé par un acide aspartique (mutant constitutivement phosphorylé). Ces mutants sont utilisés dans des tests d’interaction et d’ubiquitylation, dans le but de déterminer l’impact de la phosphorylation de Itch dans la reconnaissance et l’ubiquitylation des protéines SH3. Nos résultats montrent que, contrairement au modèle proposé, la phosphorylation de Itch n’est pas essentielle à l’interaction de Itch avec l’endophiline, mais la phosphorylation de Itch module l’ubiquitylation ainsi que la dégradation de l’endophiline. La régulation de l’interaction de Itch avec ses substrats est donc différente selon le substrat. / Itch is an ubiquitin ligase involved in protein recognition and degradation by the proteasome. Itch has three phosphorylation sites targeted by JNK. These sites overlap a small proline rich domain responsible for Itch binding to SH3 domain proteins. Phosphorylation of Itch is important for Itch interaction with c-Jun and JunB. However, little is known about Itch interaction with SH3 proteins and the impact of phosphorylation on Itch ability to recognize and ubiquitinate SH3 proteins. We created a phosphomimic mutant of Itch and a mutant of Itch that cannot be phosphorylated by JNK. We tested these mutants in interaction and ubiquitination assays to determine their effect on Itch ability to bind and ubiquitinate Endophilin, an SH3 domain protein. Phosphorylation is not a prerequisite for Itch binding to Endophilin but phosphorylation of Itch modulates Itch ability to ubiquitinate Endophilin. Phosphorylation of Itch also modulates Endophilin fate, as phosphomimic Itch induces degradation of Endophilin compared to non-phosphorylated Itch. These results show that phosphorylation regulates Itch activity towards differents substrates in different ways.

L’inactivation du gène de susceptibilité au rétinoblastome (rb) est une étape préalable au développement de nombreux cancers. De façon cohérente avec son rôle de suppresseur de tumeur, pRb inhibe la prolifération cellulaire. Le rôle de pRb dans le contrôle de l’apoptose est plus complexe et les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces fonctions sont peu décrits.La drosophile possède un homologue de rb, appelé rbf1. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé la voie d’apoptose induite par Rbf1 dans un tissu prolifératif. J’ai pu montrer que Rbf1 coopère avec le facteur de transcription dE2F2 et le complexe dREAM pour stimuler la transcription du gène how codant pour une protéine de liaison aux ARN capable d’induire la dégradation des transcrits de l’inhibiteur de caspases diap1. Par ailleurs, ces protéines répriment la transcription du gène buffy (gène anti apoptotique de la famille Bcl 2) et ainsi déclenchent une voie de mort mitochondriale dépendante de debcl (gène pro apoptotique de la famille Bcl 2). La fragmentation du réseau mitochondrial, dépendante de la protéine pro-fission Drp1, favorise l’accumulation d’espèces activées de l’oxygène, à l'origine de l'activation de la voie JNK et in fine de l’apoptose. Ces travaux précisent le mode d'action des protéines de la famille Bcl-2 de drosophile. Ils apportent de nouvelles données concernant le rôle pro-apoptotique de Rbf1 et devraient permettre de mieux comprendre l'activité suppresseur de tumeur de pRb. Enfin, j’ai pu montrer que l’apoptose induite par Rbf1 conduit à un mécanisme de prolifération compensatoire et caractériser pour la première fois des acteurs spécifiques de la voie JNK impliqués dans ce mécanisme. / The inactivation of the retinoblastoma susceptibility gene (rb) is a preliminary step in the development of many cancers. Consistent with its role of tumor suppressor, pRb inhibits cell proliferation. The role of pRb in apoptosis control is more complex and the molecular mechanisms underlying these functions are poorly described.rbf1 is the rb Drosophila homologue. During my PhD, I characterized the apoptosis pathway induced by Rbf1 in a proliferative tissue. I showed that Rbf1 cooperates with the dE2F2 transcription factor and with the dREAM complex to stimulate the transcription of how gene coding for a RNA binding protein able to induce the degradation of diap1 caspase inhibitor transcripts. Furthermore, Rbf1/dE2F2 proteins repress the transcription of buffy (anti-apoptotic gene of Bcl-2 family) and thus trigger a mitochondrial death pathway dependent of debcl (pro-apoptotic gene of Bcl-2 family). A mitochondrial fragmentation dependent of the Drp1 pro-fission protein promotes the accumulation of reactive oxygen species, which in turn causes JNK pathway activation, leading ultimately to apoptosis. This work clarifies the mechanism of action of Bcl-2 proteins in drosophila. It brings new data about Rbf1 pro-apoptotic function and should provide a better understanding of pRb tumor suppressor activity. Finally, I showed that Rbf1-induced apoptosis leads to compensatory proliferation and defined for the first time specific actors of the JNK pathway involved in this proliferation.

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To explore the potential mechanisms of tendon degeneration, we investigated the role of c-Jun N-terminal Kinase (JNK) activation and the regulation of matrix metalloproteinase 1 (MMP1) in tendon matrix degradation under oxidative stress. JNK and MMP1 activity in samples from normal and ruptured human supraspinatus tendons were evaluated by immunohistochemistry. Real-time quantitative PCR was utilized to evaluate MMP1 mRNA expression and western blotting for MMP1 and JNK protein detection. JNK activation and increased MMP1 activity were found in the torn human supraspinatus tendon tissue, as well as in human tendon cells under in vitro oxidative stress. Inhibition of JNK prevented MMP1 over-expression in oxidative stressed human tendon cells. Results from the current study indicated that stress activated JNK plays an important role in tendon matrix degradation, possibly through upregulating of MMP1.

IL-12 family cytokines IL-23 and IL-27 play an important role linking innate and adaptive immunity, and regulating T-cell responses. The production of IL-12, a structurally similar cytokine, is decreased in chronic HIV infection; therefore IL-23 and IL-27 may also be influenced by HIV infection. I hypothesized that HIV inhibits LPS-induced IL-23 and IL-27 production in human MDMs by suppressing the activation of signalling pathways regulating their expression. In vitro HIV-infection of MDMs did not have any effect on basal secretion of IL-23 or IL-27; however, HIV inhibited LPS-induced production of IL-12/23 p40 and IL-23 p19, and IL-27 EBI3 and IL-27 p28 mRNA expression, and IL-23, IL-12/23 p40 and IL-27 secretion. In order to evaluate the molecular mechanisms by which HIV inhibits IL-23 and IL-27 in LPS-stimulated MDMs, the signalling pathways regulating their expression were evaluated. The PI3K, p38 MAPK, and JNK MAPK pathways were found to positively regulate LPS-induced IL-27 secretion. Interestingly, in vitro HIV infection inhibited LPS-induced p38 and JNK MAPK activation in MDMs. In summary, I have shown that HIV inhibits IL-23 and IL-27 production in LPS-stimulated MDMs and that HIV may inhibit LPS-induced IL-27 production through the inhibition of p38 and JNK MAPK activation. It is currently unknown whether PKCs regulate LPS-induced IL-23 or IL-27 in human monocytes/macrophages. I demonstrated that classical PKCs differentially regulate LPS-induced IL-23 and IL-27 secretion within THP-1 cells, primary monocytes, and MDMs. Classical PKCs were found to positively regulate LPS-induced IL-12/23 p40 and IL-27 p28 mRNA expression and IL-12/23 p40, IL-23, and IL-27 secretion in primary human monocytes. Similarly, the classical PKCs were found to positively regulate IL-27 p28 mRNA expression and IL-27 secretion in THP-1 cells. However, classical PKCs did not regulate LPS-induced IL-27 production in MDMs, or LPS-induced IL-23 production in THP-1 cells. Overall, this demonstrates that classical PKCs differentially regulate LPS-induced IL-23 and IL-27 production in different myeloid cells.

The enzyme phospholipase A2 (PLA2) specifically hydrolyzes the 2-acyl ester bond of 1,2-diacyl-3-sn-phosphoglycerides releasing fatty acids and lysophospholipids in the presence of Ca2+. Both products represent precursors for signaling molecules that can exert a multitude of biological functions including phospholipid metabolism, exocytosis and inflammation. Consequently, PLA2 not only plays a role in regulating physiological processes, but also exhibits pharmacological effects in inflammatory diseases. Nevertheless, the signaling pathway leading to cell death still remains elusive. In the present study, the cytotoxicity of Naja naja atra PLA2 toward human neuroblastoma SK-N-SH cells and leukemia K562 cells were respectively evaluated to explore the signaling pathway of PLA2-induced cell death. Upon exposure to PLA2, p38 mitogen-activated protein kinase (p38 MAPK) or c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation, extracellularsignal-regulated protein kinase (ERK) inactivation, reactive oxygen species (ROS) generation, increase in intracellular Ca2+ concentration, the loss of mitochondrial membrane potential (£G£Zm), cytochrome c release and upregulation of Fas/FasL were found in SK-N-SH or K562 cells. N-Acetylcysteine (ROS scavenger), BAPTA-AM (Ca2+ chelator), SB202190 (p38 MAPK inhibitor) or SP600125 (JNK inhibitor) abrogated p38 MAPK or JNK activation and rescued cell viability, £G£Zm, cytochrome c release and suppressed Fas/FasL upregulation of PLA2-treated cells, but restored phosphorylation of ERK. Activated ERK was found to attenuate p38 MAPK-mediated upregulation of Fas/FasL. Besides, sustained JNK activation was also observed in SB202190/PLA2-treated K562 cells after exterminating p38 MAPK activation, but also retained the cytotoxicity of PLA2. Knockdown of p38 MAPK or JNK1 by siRNA proved that PLA2 induced Fas/FasL upregulation through p38 MAPK/ATF-2 or JNK1/c-Jun pathways in K562 cells. Furthermore, deprivation of catalytic activity could not diminish PLA2-induced cell death and Fas/FasL upregulation. The cytotoxicity of arachidonic acid (AA) and lysophosphatidylcholine (LPC) was not related to the expression of Fas/FasL. The results showed that the cytotoxicity of AA is mediated through mitochondria-dependent death pathway, eliciting by AA-induced ROS generation and Ca2+-evoked activation of p38 MAPK and JNK. Besides, ERK activation abrogated by U0126 improved the ability of AA-mediated Fas/FasL upregulation in K562 cells. Taken together, our results indicate that PLA2-induced cell death is through Ca2+- and ROS evoked p38 MAPK or JNK activation. Upregulation of Fas/FasL partially involves in cytotoxicity of PLA2.

Itch est une ligase de l’ubiquitine impliquée dans la reconnaissance et la dégradation des protéines par le protéasome. Itch contient trois sites phosphorylés par JNK et il a été démontré que la phosphorylation de ces résidus est nécessaire pour que Itch puisse reconnaître et ubiquityler les protéines c-Jun et JunB. Ces sites de phosphorylation se retrouvent dans le domaine PRD responsable des interactions de Itch avec les protéines à domaine SH3. Si la phosphorylation de Itch par JNK est importante pour réguler son activité avec c-Jun et JunB, on connaît peu de choses sur les interactions de Itch avec les protéines à domaine SH3 ainsi que l’implication de la phosphorylation dans leur régulation. Nous avons donc créé des mutants de Itch par mutagenèse dirigée où les sites de phosphorylation étaient remplacés par des alanines (mutant non phosphorylable) et où l’un des trois sites était remplacé par un acide aspartique (mutant constitutivement phosphorylé). Ces mutants sont utilisés dans des tests d’interaction et d’ubiquitylation, dans le but de déterminer l’impact de la phosphorylation de Itch dans la reconnaissance et l’ubiquitylation des protéines SH3. Nos résultats montrent que, contrairement au modèle proposé, la phosphorylation de Itch n’est pas essentielle à l’interaction de Itch avec l’endophiline, mais la phosphorylation de Itch module l’ubiquitylation ainsi que la dégradation de l’endophiline. La régulation de l’interaction de Itch avec ses substrats est donc différente selon le substrat. / Itch is an ubiquitin ligase involved in protein recognition and degradation by the proteasome. Itch has three phosphorylation sites targeted by JNK. These sites overlap a small proline rich domain responsible for Itch binding to SH3 domain proteins. Phosphorylation of Itch is important for Itch interaction with c-Jun and JunB. However, little is known about Itch interaction with SH3 proteins and the impact of phosphorylation on Itch ability to recognize and ubiquitinate SH3 proteins. We created a phosphomimic mutant of Itch and a mutant of Itch that cannot be phosphorylated by JNK. We tested these mutants in interaction and ubiquitination assays to determine their effect on Itch ability to bind and ubiquitinate Endophilin, an SH3 domain protein. Phosphorylation is not a prerequisite for Itch binding to Endophilin but phosphorylation of Itch modulates Itch ability to ubiquitinate Endophilin. Phosphorylation of Itch also modulates Endophilin fate, as phosphomimic Itch induces degradation of Endophilin compared to non-phosphorylated Itch. These results show that phosphorylation regulates Itch activity towards differents substrates in different ways.

La schistosomiase est une parasitose causée par un ver plat trématode du genre Schistosoma. Cette pathologie, responsable de près de 300 000 décès par an, est essentiellement due à la forte fécondité des vers et à l’accumulation des œufs dans les tissus de l’hôte. Pour lutter contre la pathologie, un seul traitement efficace, le Praziquantel, est utilisé en masse dans les régions endémiques. Afin de parer à l’apparition de résistances au Praziquantel, le développement de molécules régulant la ponte du parasite fait partie des solutions alternatives envisagées.Les récepteurs Venus Kinase (VKRs) forment une famille de récepteurs tyrosine kinase (RTKs) spécifique des invertébrés découverte au laboratoire chez le parasite Schistosoma mansoni. Les VKRs possèdent une structure atypique associant un domaine extracellulaire de fixation au ligand de type Venus Flytrap (VFT) associé à un domaine Tyrosine Kinase (TK) intracellulaire. Deux VKRs sont exprimés chez S. mansoni : SmVKR1 et SmVKR2. Ces deux récepteurs activent les voies de signalisation ERK, Akt et JNK et jouent un rôle dans la reproduction du parasite.Du fait de leur absence dans le génome de l’Homme, et de leur rôle potentiel dans la modulation de la reproduction et du développement des parasites, les SmVKRs constituent des cibles intéressantes pour lutter contre la schistosomiase.La première partie de mon travail de thèse expose les données acquises quant au rôle des RTKs dans la régulation de la reproduction des schistosomes. Nous avons pu montrer que la conservation des domaines catalytiques des différents RTKs ouvre la voie à l’élaboration de molécules pouvant inhiber simultanément plusieurs RTKs de schistosomes afin de lutter contre la schistosomiase en agissant sur la ponte du parasite.La seconde partie de mon travail met en évidence qu’en plus d’agir directement sur l’activité des RTKs, il est possible d’inhiber les voies qu’ils activent. En effet, un criblage d’inhibiteurs de protéines kinases a permis d’identifier les composants de la voie Akt comme cibles potentielles pour lutter contre la schistosomiase : des doses très faibles (de l’ordre du nM) de certains inhibiteurs d’Akt sont capables d’inhiber l’appariement des schistosomes et la ponte.Dans la dernière partie, nous montrons que la protéine adaptatrice SmShb interagit spécifiquement avec SmVKR1 phosphorylé. Cette interaction se fait par la liaison du domaine SH2 de SmShb sur une Tyrosine phosphorylée spécifique, située dans la région juxtamembranaire du récepteur (pY979). La formation de ce complexe induit la phosphorylation de SmShb et dirige le signal de SmVKR1 spécifiquement vers la voie JNK. Des expériences d’hybridation in situ ont mis en évidence une colocalisation des transcrits de SmShb avec ceux de Smvkr1 au niveau des organes reproducteurs des vers adultes, notamment au niveau des ovocytes matures et des testicules. Le knock-down de SmShb par ARN interférence conduit à une accumulation de spermatozoïdes dans les testicules des vers mâles. Parallèlement, un criblage par la technique du triple hybride, en utilisant SmShb phosphorylé par SmVKR1 comme appât, a permis l’identification de diverses protéines partenaires de SmShb. En raison des résultats précédents, notre attention s’est portée sur deux protéines partenaires pour lesquelles l’interaction avec SmShb a été confirmée. 1) La GTPase RhoU, qui possède des fonctions potentielles dans la signalisation JNK et sur la dynamique du cytosquelette. 2) Une chaine légère de la dynéine TcTex-1 possédant un rôle potentiel dans la motilité des spermatozoïdes. L’ensemble de ces résultats suggère un rôle de SmShb dans la régulation de l’activité de SmVKR1 en permettant la formation d’un complexe multi-protéique incluant des protéines impliquées dans l’organisation du cytosquelette. / Schistosomiasis is a parasitic disease caused by trematode flatworm species belonging to the genus Schistosoma. Responsible for about 300,000 deaths per year, the disease is mainly due to the high fertility of the worms and to encystment of eggs in host tissues. In order to fight against schistosomiasis, a single drug (Praziquantel) is efficient and massively distributed in endemic areas. To deal with the emergence of resistance to Praziquantel, one alternative is to consider the design of molecules that target parasite reproduction.Venus Kinase Receptors (VKRs) constitute an invertebrate Receptor Tyrosine Kinase (RTK) family initially discovered in the parasite Schistosoma mansoni. VKRs are atypical RTKs formed by an extracellular Venus Fly Trap (VFT) ligand binding domain associated via a transmembrane domain with an intracellular tyrosine kinase (TK) domain. Two VKRs are expressed in S. mansoni: SmVKR1 and SmVKR2. They both activate Erk, Akt and JNK signaling pathways and act on the parasite reproduction.As they are absent from the human genome and as they have potential roles in the modulation of reproductive processes and development of parasites, SmVKRs appear as attractive targets to fight schistosomiasis.The first part of my thesis work sets known data concerning the role of RTKs in schistosome reproduction. Here, we show that the catalytic domains are conserved across various RTKs and we open the perspective to design drugs which could inhibit several RTKs at the same time to control egg laying by schistosomes.The second part of my work describes the importance of using an alternative strategy of inhibiting downstream partners of RTKs. By screening a kinase inhibitor library, we defined the Akt pathway components as potential targets to fight schistosomiasis. Nanomolar doses of Akt inhibitors can inhibit schistosome pairing and egg laying.In the last part, we present the specific interaction of the adaptor protein SmShb with the phosphorylated form of SmVKR1. This binding occurs between the SH2 domain of SmShb and a phosphotyrosine residue (pY979) located in the juxtamembrane region of the receptor. That interaction leads to the phosphorylation of SmShb and promotes the signal of SmVKR1 towards a JNK pathway. In situ hybridization experiments highlighted that SmShb and Smvkr1 transcripts were both located in mature oocytes and testes of adult worms. RNA interference experiments using double-stranded RNA targeting SmShb led to an accumulation of mature sperm in testes of male worms. Finally, a yeast three hybrid screening, using SmShb phosphorylated by SmVKR1 as prey, allowed us to identify various protein partners. Taking advantage of previous results, we focused on two partners and confirmed their interaction with SmShb. 1) RhoU GTPase which has potential functions in JNK signalling and cytoskeleton dynamic. 2) The dynein light chain TcTex-1, with potential role in sperm motility. Altogether, this results argue for a potential role of SmShb in the regulation of the SmVKR1 activity by forming a multiprotein complex including proteins with various roles in cytoskeleton reorganization.

IL-12 family cytokines IL-23 and IL-27 play an important role linking innate and adaptive immunity, and regulating T-cell responses. The production of IL-12, a structurally similar cytokine, is decreased in chronic HIV infection; therefore IL-23 and IL-27 may also be influenced by HIV infection. I hypothesized that HIV inhibits LPS-induced IL-23 and IL-27 production in human MDMs by suppressing the activation of signalling pathways regulating their expression. In vitro HIV-infection of MDMs did not have any effect on basal secretion of IL-23 or IL-27; however, HIV inhibited LPS-induced production of IL-12/23 p40 and IL-23 p19, and IL-27 EBI3 and IL-27 p28 mRNA expression, and IL-23, IL-12/23 p40 and IL-27 secretion. In order to evaluate the molecular mechanisms by which HIV inhibits IL-23 and IL-27 in LPS-stimulated MDMs, the signalling pathways regulating their expression were evaluated. The PI3K, p38 MAPK, and JNK MAPK pathways were found to positively regulate LPS-induced IL-27 secretion. Interestingly, in vitro HIV infection inhibited LPS-induced p38 and JNK MAPK activation in MDMs. In summary, I have shown that HIV inhibits IL-23 and IL-27 production in LPS-stimulated MDMs and that HIV may inhibit LPS-induced IL-27 production through the inhibition of p38 and JNK MAPK activation. It is currently unknown whether PKCs regulate LPS-induced IL-23 or IL-27 in human monocytes/macrophages. I demonstrated that classical PKCs differentially regulate LPS-induced IL-23 and IL-27 secretion within THP-1 cells, primary monocytes, and MDMs. Classical PKCs were found to positively regulate LPS-induced IL-12/23 p40 and IL-27 p28 mRNA expression and IL-12/23 p40, IL-23, and IL-27 secretion in primary human monocytes. Similarly, the classical PKCs were found to positively regulate IL-27 p28 mRNA expression and IL-27 secretion in THP-1 cells. However, classical PKCs did not regulate LPS-induced IL-27 production in MDMs, or LPS-induced IL-23 production in THP-1 cells. Overall, this demonstrates that classical PKCs differentially regulate LPS-induced IL-23 and IL-27 production in different myeloid cells.

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