\ / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le mélanome uvéal (MU) est une tumeur maligne intraoculaire rare qui touche environ 500 français par an. Malgré un traitement efficace de la tumeur primaire, la moitié des patients développent des métastases principalement hépatiques dans les années qui suivent le diagnostic. En dépit des nombreux efforts réalisés, les thérapies systémiques adjuvantes restent peu efficaces sur le MU métastatique. L’identification de gènes pronostiques et/ou causals du développement métastatique pourrait ainsi permettre des avancées considérables dans la compréhension de cette pathologie et le développement de nouvelles thérapies. Notre laboratoire a identifié la surexpression du gène codant la protéine tyrosine phosphatase PRL-3/PTP4A3 comme hautement prédictive du risque métastatique et du devenir des patients atteints de MU. Sa surexpression est également décrite dans de nombreux autres types de cancers humains métastatiques. La surexpression de PRL-3 dans des cellules de MU augmente significativement la migration cellulaire in vitro et l’invasion in vivo de manière dépendant de son activité catalytique, ce qui suggère un rôle direct de PRL-3 dans le processus métastatique du MU. De plus, nous avons montré qu’empêcher l’ancrage membranaire de PRL-3 en utilisant un inhibiteur de farnésylation (FTI-277) abolit la migration induite par PRL-3 dans les cellules de MU, ce qui révèle l’importance de son ancrage membranaire pour la migration cellulaire. Le but de ma thèse a été d’identifier et de caractériser des substrats cellulaires, et plus particulièrement membranaires, de PRL-3 qui seraient impliqués dans le processus métastatique du MU. Mes résultats montrent que la surexpression de PRL-3 dans des cellules de MU, empêchent l’adhérence des cellules au collagène I et la maturation de structures d’adhérence (FAs) en anneaux impliquant l’intégrine β1 (Itg β1), de manière dépendante de son activité catalytique et de son ancrage membranaire. Nous avons également montré que PRL-3 interagit avec l’Itg β1 et la déphosphoryle sur son motif de phosphorylation intracytoplasmique riche en S/T (T788 et T789), dont l’état de phosphorylation est connu pour réguler l’adhérence cellulaire. Ainsi, mes travaux de recherche ont permis d’identifier PRL-3 comme régulateur des structures d’adhérence à la matrice extracellulaire (MEC) au travers de la régulation de l’Itg β1 et potentiellement de la kinase FAK. De plus, dans les FAs nous avons observé que PRL-3 régule spécifiquement l’agrégation de l’Itg β1 mais pas celle de l’Itg β3, ainsi nous émettons l’hypothèse que cette régulation par PRL-3 serait différentielle entre les intégrines et dépendante de la MEC. Dans le MU, la migration accrue des cellules par PRL-3 peut également être expliquée par une accumulation de la métalloprotéase MT1-MMP/MMP14 à la surface des cellules. Cette protéine transmembranaire est responsable de la dégradation de différents substrats de la MEC et peut-être trouvée dans les FAs. Un travail auquel j’ai contribué, a montré que PRL-3 favoriserait l’accumulation de MMP14 à la membrane plasmique par l’accélération de son trafic vésiculaire. Enfin durant la dernière année de ma thèse, nous avons entrepris de tester les effets de la pentamidine, un antiparasitaire aux propriétés anti-cancéreuses, sur l’inhibition de l’activité de PRL-3. In vivo, la pentamidine induirait une inhibition moyenne de la croissance tumorale dans un modèle de xénogreffes murins de MU et de métastases. Les essais in vitro sont encore en cours. / Uveal Melanoma (UM) is a rare tumor that affects around 500 French people each year. Despite a successful treatment of the primary tumor, 50% of patients develop metastasis primarily to the liver in the years following diagnosis. Currently, systemic adjuvant therapy has been unsuccessful for effective treatment. As such, identifying genes involved in both prognosis and metastasis is important for a better understanding of this disease and in turn for designing better treatment strategies. Our group previously identified that overexpression of the gene encoding PRL-3/PTP4A3, a protein tyrosine phosphatase, is highly correlated with metastatic tumor progression and predicts poor prognosis in patients with UM. It is also known that PRL3 is implicated in the metastatic process of various cancers. Overexpression of PRL-3, but not the inactive mutant of PRL3 (C104S), in an ocular melanoma cell line significantly increased cell migration in vitro and invasion in vivo, suggesting a direct role of PRL3 in the metastatic process in UM. We also showed that FTI-277, a farnesyltransferase inhibitor that prevents PRL-3 anchorage to the plasma membrane, abolishes PRL-3-induced UM cell migration on collagen I, suggesting that PRL-3 anchorage is important for cell migration. The aim of my thesis was to identify intracellular, and in particular, membrane substrates that could play a role in UM metastasis. My results show that PRL3 overexpression in UM cells prevents both the spreading of cells to the extracellular matrix (ECM), and the formation of large focal adhesions structures (FA) involving integrin β1 (Itg b1).These biological effects are PRL-3-activity and anchorage dependent. We show that PRL-3 interacts with and dephosphorylates Itg b1 on cytoplasmic threonine 788 and 789, residues that are known to be involved in cell adhesion. Our results identify PRL-3 as a new regulator of cell adhesion structures to the ECM via the regulation of Itg b1 and most likely the focal adhesion kinase (FAK). In FA, we observed that PRL-3 specifically regulates the aggregation of Itg b1 but does not affect integrin β3, so we suppose that this regulation could be specific to certain integrins. In UM cells, the PRL-3-induced cell migration could also be explained by membrane accumulation of the metalloprotease MT1-MMP/MMP14 in the presence of PRL3. This transmembrane proteinase is responsible for ECM degradation and can be found in FA. Moreover, we demonstrated that the vesicular trafficking of MT1-MMP is accelerated in the presence of active PRL-3 but not in presence of the inactive mutant of PRL-3 (C104S). During the last year of my thesis, another aspect of my PhD project was to study the biological effect of pentamidine, an antiparasitic which is known to inhibit the phosphatase activity of PRLs in vitro. In vivo, we show that pentamidine treatment induces a decrease of tumor growth in a UM patient-derived xerograph model. Overall, the results of my thesis suggest that PRL-3 plays an important role in UM metastasis.

L’hypothèse de l’hormono-dépendance du mélanome cutané est en débat dans la littérature depuis de nombreuses années. Dans ce contexte, il est essentiel de mieux connaître l’influence potentielle de la prise de traitements hormonaux sur le risque de ce cancer.L’objectif de ce projet de thèse était d’étudier l’influence de la prise de traitements hormonaux (contraceptifs oraux, traitements de l’infertilité, progestatifs pris seuls avant la ménopause et traitements hormonaux de la ménopause) sur le risque de mélanome cutané chez les femmes.Le projet a été conduit principalement à partir de la cohorte prospective E3N (Étude épidémiologique auprès de femmes de l’Éducation nationale) portant sur environ100 000 femmes âgées de 40 à 65 ans à l’inclusion en 1990. L’étude E3N inclut des données détaillées sur le profil pigmentaire, l’exposition solaire et la prise de traitements hormonaux des participantes, ainsi que sur la survenue éventuelle de mélanome cutané, dont les cas ont été confirmés par histologie (761 cas confirmés entre 1990 et 2011). Des données complémentaires sur l’exposition solaire, disponibles pour une fraction de la cohorte E3N, ont également été utilisées. Ces données détaillées sont issues de l’enquête cas-témoin nichée E3N-SunExp menée en 2008. Les analyses ont ensuite été étendues au consortium de cohortes européennes prospectives EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition), sur près de 334 500 femmes parmi lesquelles 1 734 cas de mélanomes incidents ont été diagnostiqués.Les résultats mettent en évidence des associations modestes entre la prise de traitements hormonaux et le risque de mélanome et ne soutiennent pas l’hypothèse de l’hormono-dépendance de ce cancer. Cependant, ils suggèrent un comportement d’exposition intentionnelle aux UV chez leurs utilisatrices, ce qui ouvre une nouvelle perspective pour les recherches futures dans ce domaine. / The hypothesis of a hormonal dependence of cutaneous melanoma has been debated in the literature over past decades. Within this context, it is critical to increase our knowledge on the influence of exogenous hormone use on the risk of this cancer.The aim of this project was to explore the influence of hormonal treatments (oral contraceptives, fertility drugs, premenopausal use of progestogens, and menopause hormone therapy) on the risk of cutaneous melanoma in women.The project was mainly based on the large E3N (Étude épidémiologique auprès de femmes de l’Éducation Nationale) prospective cohort, which included about 100,000 women aged 40-65 years at inclusion in 1990. The cohort collected data on pigmentary phenotype, sun exposure, hormonal treatment use, and medical data including cutaneous melanomas, which were ascertained through pathology reports (761 incident cases between 1990 and 2011). Additional information on sun exposure, available for a portion of the E3N cohort, was used. These detailed data were collected as part of the E3N-SunExp case-control study launched in 2008.Analyses were extended to the EPIC consortium (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition), which includes about 334 500 women and 1,734 incident melanoma cases.The results arising from this project show modest associations between exogenous hormone use and melanoma risk and suggest no strong direct influence of hormones on melanoma development. However, results suggest intentional UV exposure behaviors in exogenous hormone users, which opens new perspectives for future investigations in this field.

Le mélanome est le cancer de la peau le plus mortel. Il est caractérisé par une grande hétérogénéité et une reprogrammation métabolique importante qui lui confère l’habileté de promouvoir des programmes immunosuppressifs et de développer une résistance aux traitements. Cette capacité permet au mélanome d’agir sur le microenvironnement tumoral et d’échapper à l’immunosurveillance du système immunitaire. La famille des peroxisome-proliferator activated receptor gamma coactivator 1 (PGC-1s) est un joueur clé du métabolisme cellulaire en régulant la biogenèse mitochondriale, la phosphorylation oxydative et la détoxification du stress oxydatif. Des études ont montré que l’expression de PGC-1α module la fonction mitochondriale. Les fonctions de PGC-1β et PRC, les 2 autres membres de cette famille, dans le mélanome restent largement inexplorées. Ce mémoire montre pour la première fois que l’expression des PGC-1s est non seulement associée à l’expression de plusieurs molécules pro-inflammatoires (IL-8, TNF, IL-1), mais aussi à l’expression de molécules immunosuppressives (CD73, PD-L2, Galectin-9) pouvant contrôler la réponse immunitaire. Par l’utilisation d’inhibiteurs ciblant des voies de signalisation de l’immunité innée, nous avons montré que la régulation de ces molécules s’effectue via MEK et IKK dans les cellules déplétées en PGC-1β. La déplétion en PGC-1 altère la fonction mitochondriale, induisant l’expression de p21 et l’arrêt du cycle cellulaire d’une manière soutenue et via un mécanisme indépendant des dérivés réactifs de l’oxygène (ROS). Nos travaux montrent que les PGC-1s possèdent d’importantes fonctions immunitaires dans le mélanome qui peuvent potentiellement dicter la croissance tumorale, l’évasion cellulaire et la réponse aux thérapies anticancéreuses. / Melanoma is the deadliest form of skin cancer. It is defined by great heterogeneity and extensive metabolic reprogramming which gives it the ability to promote immunosuppressive programs and develop therapy resistance. This ability allows melanoma to define the tumor microenvironment and escape the immunosurveillance of the immune system. The peroxisome-proliferator activated receptor gamma coactivator 1 (PGC-1s) family is a key player in cell metabolism by regulating mitochondrial biogenesis, oxidative phosphorylation and oxidative stress detoxification. Studies have shown that the expression of PGC-1α is linked to increased mitochondrial function and the metastatic potential of melanoma. The functions of PGC-1β and PRC, the other 2 members of this family, in melanoma remain largely unexplored. This thesis shows for the first time that the expression of PGC-1s is not only associated with the expression of several pro-inflammatory molecules (IL-8, TNF, IL-1) but also with the expression of immunosuppressive molecules (CD73, PD-L2, Galectin-9) which can control the immune response. Using inhibitors targeting innate immunity signaling pathways, we have shown that the regulation of these molecules occurs via MEK and IKK in PGC-1β depleted melanoma cells. Depletion of PGC-1 impairs mitochondrial function and leads to p21 induction and cell cycle arrest in a sustained manner by a reactive oxygen species (ROS)-independent mechanism. Our work shows that PGC-1s have important immune functions in melanoma that can potentially dictate tumor growth, cell evasion and response to cancer therapies.

Le mauvais pronostic associé aux mélanomes est dû aux taux de réponses très faibles de ces cancers à la radiothérapie et à la chimiothérapie, cette résistance provenant essentiellement de la résistance des mélanomes aux stimuli pro-apoptotiques qui représentent la majorité de l’arsenal anticancéreux actuel.<p>Les plantes de la famille des Amaryllidaceae ont été utilisées dans la médecine traditionnelle à travers le monde notamment pour le traitement des tumeurs. Il s’est avéré que les composés responsables de l’activité anticancéreuse de ces traitements traditionnels étaient des alcaloïdes, dont les isocarbostyriles. Nous avons voulu caractériser les propriétés anticancéreuses de la narciclasine, un isocarbostyrile, in vitro et in vivo, et étudier son mécanisme d’action antitumoral dans des cellules de mélanome.<p>Nous avons tout d’abord analysé l’activité inhibitrice de croissance in vitro de ces composés et nous avons observé que l’activité de ces produits était indépendante du caractère résistant ou non des lignées cancéreuses aux stimuli pro-apoptotiques. De plus, à l’exception de la pseudolycorine, ces composés ont une activité cytostatique au niveau de la croissance des cellules cancéreuses. <p>Nous avons ensuite identifié le facteur d’élongation eEF1A, une GTPase, comme étant une cible potentielle de la narciclasine. De nombreux effets biologiques exercés par la narciclasine (inhibition de la synthèse protéique, désorganisation du cytosquelette d’actine, etc…) peuvent s’expliquer grâce à cette cible. Des travaux antérieurs à ma thèse mais auxquels j’ai participé, suggéraient déjà l’implication d’autres GTPases appartenant à la famille des Rho GTPases comme pouvant être également des cibles de la narciclasine. Nous avons également identifié au cours de notre travail de thèse d’autres GTPases, telle que Rac1, comme étant des cibles de la narciclasine. Nous avons toutefois observé que certaines GTPases telles que Ran ne semblaient pas être des cibles de la narciclasine lorsque celle-ci exerce ses effets antitumoraux. Ainsi, si de nombreuses GTPases semblent être des cibles privilégiées de l’action antitumorale de la narciclasine, toutes les GTPases ne le sont pas. Nous avons observé en fait que la narciclasine n’entre pas en compétition avec le GDP / GTP au sein de la poche GTP du facteur d’élongation eEF1A. <p>Des études d’activité in vivo réalisées par notre groupe, soit antérieures à mon travail de thèse (gliomes, cancer du poumon NSCLC), soit au cours de ma thèse (mélanomes), ont montré que la narciclasine à des doses non toxiques (administrations chroniques de 1 mg/kg par voie orale ou par voie intraveineuse) apporte un bénéfice thérapeutique dans différents types de modèles de cancers (gliomes, mélanomes, cancers NSCLC) à conditions que les cellules tumorales soient greffées de manière orthotopique au sein du cerveau de souris immunodéficientes. Ces mêmes cancers s’avèrent insensibles à ces doses non toxiques de narciclasine lorsque les cellules sont greffées en dehors du cerveau chez la souris immunodéficiente. <p>L’ensemble de nos résultats suggèrent que la narciclasine pourrait devenir un nouvel outil dans le combat contre les cancers cérébraux primaires et secondaires, les métastases cérébrales constituants un problème d’importance pour des cancers tels que les mélanomes, les cancers du poumon, les cancers du sein, les cancers rénaux et les cancers colorectaux. Les cancers primaires du cerveau représentent environ 5% de l’ensemble des cancers solides de l’adulte et jusqu’à 20-30% chez l’enfant. Les métastases cérébrales, dont principalement les métastases cérébrales de mélanomes, représentent également environ 5% de l’ensemble des cancers solides de l’adulte. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette thèse s'intéresse aux effets des rayonnements ionisants sur les cellules vivantes. Le travail peut être divisé en trois parties principales : La première partie résume les processus de dommage et de réparation cellulaire après les irradiations, et les résultats obtenus par Dionet et al. au Laboratoire de Physique Corpusculaire notamment la mise en évidence de l'effet d'hypersensibilité de la lignée du mélanome pour des irradiations à faible doses et faibles débits de dose en neutrons de 14 MeV. La deuxième partie décrit le développement de la version officielle du code GEANT4DNA qui est un code monte-Carlo capable de suivre les protons jusqu'à 100 eV et les électrons jusqu'à 15eV dans l'eau. Ce code a été utilisé pour décrire d'une manière détaillée les traces de particules qui traversent la cellule pendant les irradiations. La troisième partie décrit les formalismes de la microdosimétrie et de la théorie " Dual Radiation Action" qui ont été utilisés pour calculer l'efficacité biologique relative des neutrons de 14 MeV par rapport aux photons de 1 MeV pour la lignée irradiée au LPC, le mélanome. L'EBR calculé est comparé aux données expérimentales disponibles

Le mélanome malin (MM) est un cancer très réfractaire aux thérapies anticancéreuses, dont les vincalcaloïdes (VAs). Afin d'étudier le rôle de la GSTM1 (glutathion S-transférase 1) et la MRP1 (multidrug resistance protein 1) dans la résistance acquise du MM aux VAs, nous avons établi 4 modèles cellulaires de résistance à la vincristine (CAL1R-VCR), à la vindésine (CAL1R-VDS), à la vinorelbine (CAL1R-VRB) et à la vinflunine (CAL1R-VFL), par exposition continue de cellules du MM (CAL1-wt), pendant un an, à ces anticancéreux. L'expression d'ne GSTM1 fonctionnelle est spécifiquement observée (RT-PCR, western blot, activité GST totale) dans les cellules résistantes. Le curcumin (inhibiteur de GSTM1), la BSO (inhibiteur de synthèse de glutathion) et le MK571 (inhibiteur de MRP1), réduisent considérablement le résistance acquise à la VCR et à la VDS mais pas à la VRB ou à la VFL. Toutefois, tous ces VAs réduisent spécifiquement l'activité GSTM1. Ces données montrent l'implication différentielle de GSTM1 et MRP1 dans la résistance aux VAs. Pour déterminer les mécanismes moléculaires de cette chimiorésistance, nous avons réalisé une étude pangénomique (biopuces Affymetrix HG-U133 Plus 2.00) sur les lignées CAL1 (wt et R). Le regroupement hiérarchique (par Cluster et TreeView) des données des puces a révélé une similarité entre les profils d'expression génique de CAL1R-VRB et CAL1-wt mais aussi entre ceux de CAL1R-VCR et CAL1R-VDS. L'analyse bioinformatique (par IPA) des transcrits les plus différemment exprimés entre les lignées cellulaires, a mis en évidence 6 réseaux géniques connus pour leur rôle dans la chimiorésistance tumorale. Le programme FatiGO a révélé 3 termes biologiques sur-représentés (> 60%) dans CAL1R (ribosome, filaments intermédiaires du cytosquelette, récepteurs olfactifs) tandis que l'étude fonctionnelle (invalidation génique par siRNA, test de viabilité) de GPR143, KIT et SLC45A2 (gènes interagissant avec NF-κB et CCND1 (facteurs de la chimiorésistance tumorale), très exprimés dans CAL1-wt et muets dans CAL1R) a montré la faible tendance des deux premiers à être impliqués dans la résistance aux VAs. / Malignant melanoma (MM) is a very refractory tumor to anticancer therapies, including vinca alkaloïds (VAs). To investigate the role of GSTM1 (glutathione S-transferase μ1) and MRP1 (multidrug resistance protein 1) in MM acquired resistance to VAs, we established 4 cellular models of resistance to vincristine (CAL1R-VCR), to vindesine (CAL1R-VDS), to vinorelbine (CAL1R-VRB) and to vinflunine (CAL1R-VFL), by continuous exposure of MM cells (CAL1-wt), for one year, to these anticancer agents. The expression of a functional GSTM1 is specifically observed (RT-PCR, western blot, total GST activity) in resistant cells. Curcumin (GSTM1 inhibitor), BSO (glutathione synthesis inhibitor) and MK571 (MRP1 inhibitor), considerably reduce the acquired resistance to VCR and VDS but not that to VRB or VFL. However, all these VAs specifically reduce GSTM1 activity. These data show the differential involvement of GSTM1 and MRP1 in resistance to VAs. To determine the molecular mechanisms of this chemoresistance, we performed a pangenomic study (Affymetrix HG-U133 Plus 2.00 microarrays) on the CAL1 lines (wt and R). The hierarchical clustering (by Cluster and TreeView) of array data revealed a similarity between the gene expression profiles of CAL1R-VRB and CAL1-wt, but also between those of CAL1R-VCR and CAL1R-VDS. The bioinformatic analysis (by IPA) of the most differentially expressed transcripts between cell lines, highlighted 6 gene networks known for their role in tumor chemoresistance. FatiGO program revealed 3 biological terms overrepresented (>60%) in CAL1R (ribosome, intermediate filaments of cytoskeleton, olfactory receptors), while functional study (gene invalidation by siRNA, viability test) of GPR143, KIT and SLC45A2 (genes interacting with NF-kB and CCND1 (tumor chemoresistance factors), highly expressed in CAL1-wt and mute in CAL1R) showed the weak trend of the two formers to be involved in resistance to VAs.

Le lumicanne est un petit protéoglycanne riche en leucine de la matrice extracellulaire impliqué, entre autre, dans le contrôle de l'angiogenèse, en particulier l'angiogenèse tumorale. Nous avons déjà démontré que le lumicanne inhibe la progression du mélanome in vivo. Le mécanisme d'action anti-tumoral du lumicanne a été partiellement décrit dans notre laboratoire. L'intégrine alpha2beta1 a été caractérisée comme un récepteur direct du lumicanne. Dans l'étude que nous présentons, nous avons décrit le rôle du lumicanne dans le contrôle de la transition des cellules souche mésenchymateuse (CSM) en cellules progénitrices endothéliales, pouvant contribuer à l'angiogenèse tumorale. Nous avons montré que le lumicanne inhibe spécifiquement la migration et l'invasion des CSM par une diminution de l'expression et de l'activité de la MMP-14. De plus, nous avons démontré que le lumicanne est un inhibiteur compétitif de la MMP-14. Il se lie directement au domaine catalytique de l'enzyme avec une affinité modérée (KD=275,4±16.12nM). De plus, nous avons démontré que le lumicanne diminue la phosphorylation de récepteurs (EGFR, Mer, EphB2, EphB6, ROR) et de protéines kinases (AKT, GSK3 beta et p130CAS). Une diminution de l'expression de la beta-caténine a également été détectée.Notre équipe a précédemment identifié une séquence de 17aa dans la protéine de cœur du lumicanne, la lumcorine, qui est capable de reproduire l'effet anti-migratoire du lumicanne. Nous proposons ici deux mécanismes d'action de la lumcorine: une inhibition de la phosphorylation de FAK et une diminution de l'activité de la MMP-14. De plus, nous avons identifié, au sein de la séquence de la lumcorine, un peptide court de 10aa (L9M) qui est capable de reproduire l'effet anti-tumoral de la lumcorine. Nous montrons que le peptide cyclique L9M diminue la croissance tumorale in vivo.Nos travaux permettent donc de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l'effet anti-tumoral du lumicanne et mettent en évidence de nouveaux peptides prometteurs pour des applications anticancéreuses. / Lumican is a small leucine-rich proteoglycan of the extracellular matrix involved in the control of angiogenesis, particularly tumor angiogenesis. We have previously demonstrated that lumican inhibits melanoma progression in vivo. The anti-tumor mechanism of action of lumican was partially described in our laboratory. The alpha2beta1 integrin was characterized as a direct receptor of lumican. In the present studies, we first described the role of lumican in the control of Mesenchymal Stem Cells (MSC) transition to functional Endothelial Progenitor Cells (EPC), which can contribute to tumor angiogenesis. We showed that lumican inhibits specifically the migration and invasion of MSC by decreasing the expression and activity of MMP-14. Moreover, we demonstrated that lumican reduces the activity of MMP-14 in melanoma cells. We next showed that lumican directly inhibits MMP-14 activity as a competitive inhibitor which binds to the catalytic domain of the enzyme with moderate affinity (KD=275.4±16.12nM). Moreover, we demonstrated that lumican decreases the phosphorylation of some cell surface receptors (EGFR, Mer, EphB2, EphB6, ROR), some kinases (AKT, GSK3 beta and p130CAS) and alters the expression of beta-catenin.Previous works from our laboratory identified a sequence of 17aa within the leucine-rich repeat 9, named lumcorin, which was able to reproduce the anti-migratory effect of lumican. Here, we propose two mechanisms of action of lumcorin: inhibition of phosphorylation of FAK and a decrease of the MMP-14 activity. We also identified in the sequence of lumcorin a short 10aa peptide (L9M) which was capable to reproduce the anti-tumor effect of lumcorin. In addition, the cyclic peptide L9M was demonstrated to reduce tumor growth in vivo.Altogether, our results help to better understand the mechanisms involved in the anti-tumor effect of lumican and identify lumican-derived peptides which could have potential anti-cancer applications.

Malgré des progrès importants réalisés ces dernières années, la lutte contre les infections virales (SIDA, hépatites etc.) et les cancers demeurent un problème de santé mondiale. Ce bref bilan met en évidence la nécessité de développer de nouvelles molécules pour contourner les limites des traitements disponibles actuellement. Cette thèse, articulée autour de trois grands thèmes, s’inscrit dans ce contexte. Nous avons d’abord mis au point de manière rationnelle de nouveaux ligands d’ARN capables de se lier sélectivement à certaines structures secondaires de type tige-boucle ou tige-renflement de l’ARN TAR du VIH-1. Ces ligands interagissent avec l’ARN grâce à l’action coopérative de deux motifs de reconnaissance : (i) une nucléobase modifiée qui peut reconnaitre spécifiquement une paire de base de l’ARN et (ii) des acides aminés qui agissent avec les bases non appariées de l’ARN. Ces deux motifs sont reliés grâce à une matrice aliphatique (ligands non nucléosidiques) ou une matrice 2-désoxyribose (ligands nucléosidiques). Des études biophysiques et biologiques ont été menés en collaboration avec l’équipe du Dr. L. Briant (CEAPBS, UMR5236-CNRS) pour connaitre leur activité antivirale et leur site d’interaction sur la cible. Nous avons ensuite développé des molécules de type benzènesulfonamide thiazoles pour cibler le mélanome résistant aux inhibiteurs de B-Raf. Des modulations effectuées sur ce squelette nous ont permis d’établir des relations structure/activité, en collaboration avec l’équipe de Dr. S. Rocchi (C3M, INSERM U895). Enfin, nous avons développé une stratégie de modification post-synthétique d’oligonucléotides en position anomérique par réaction clic. / Despite significant progress made in recent years, the fight against viral infections (AIDS, Hepatitis, etc.) and cancer remains a global health problem. This brief summary underlines the need for new compounds in order to overcome the limitations of currently available drugs. To this end, the main objective of this thesis is to address these issues by the investigation of three major research projects. We first developed new RNA ligands that selectively bind to RNA secondary structures such as the stem-loop or the stem-bulge of HIV-1 TAR RNA. These ligands interact with RNA thanks to the presence of two RNA binding domains acting in a cooperative manner: (i) a modified nucleobase that can specifically recognize an RNA base pair and (ii) basic amino acids that interact with strong affinity with surrounding free RNA nucleobases. These two patterns are connected by an aliphatic matrix (non-nucleoside ligands) or a 2-desoxyribose matrix (nucleoside-based ligands). Biophysical and biological studies were conducted in collaboration with the team of Dr. L. Briant (CEAPBS, UMR5236-CNRS) in order to study their antiviral activity and their mode of action. We next developed new bioactive molecules featuring a thiazole benzenesulfonamide scaffold to target melanoma cells resistant to B-Raf inhibitors. The modular synthesis of a large number of analogs allowed us to establish the structure/activity relationships, in collaboration with the team of Dr. S. Rocchi (C3M, INSERM U895). Finally, we developed a straightforward and convenient strategy for post-synthetic modification of oligonucleotides at the anomeric position using click chemistry.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.