MUC1 est une mucine membranaire dont l'expression est augmentée et altérée dans le cancer et l'ischémie rénale. La transition épithélium-mésenchyme (TEM) est un processus dynamique de plasticité cellulaire impliqué dans la progression métastatique et la réparation tissulaire. Nos travaux montraient l'implication de MUC1 dans la plasticité épithéliale rénale à travers l'action de MUC1 dans des lignées cancéreuses rénales et dans des modèles murin et humain de régénération rénale. Dans le carcinome rénal, nous démontrions que (i) MUC1 et SNAIL, facteur de transcription de la TEM, étaient surexprimés dans une série de carcinomes sarcomatoïdes, (ii) SNAIL augmentait indirectement l'expression MUC1, (iii) la surexpression de MUC1 induisait la TEM, (iv) le domaine C-terminal de MUC1 (MUC1-C) augmentait l'interaction de la beta-caténine avec le promoteur de SNAIL favorisant l'activité transcriptionnelle de SNAIL, et (v) le blocage de la localisation nucléaire de MUC1-C diminuait l'activation de la voie Wnt /beta caténine et celle de SNAIL. Au total, nos résultats démontraient que MUC1 est un acteur de la TEM rénale associé au cancer et apparaît comme une nouvelle cible thérapeutique.Dans la régénération rénale, nous montrions que (i) la régénération rénale s'accompagnait d'une plasticité épithéliale transitoire compatible avec une TEM dans un modèle murin et sur des biopsies de greffon humain, (ii) MUC1 était induite au cours de la TEM associée à la régénération, (iii) l'absence de MUC1 (souris Ko Muc1)s'associait à des lésions tubulaires rénales plus sévères, et (iv) l'induction de MUC1 était inversement corrélée au degré de fibrose rénale. Au total, nos résultats suggèrent un rôle de néphroprotection conféré par MUC1 aux cellules épithéliales rénales au cours de la régénération. / MUC1 is overexpressed in renal carcinoma and ischemia. The epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a dynamic process consisted of cellular plasticity involved in tumoral progression and tissue repair. Our work showed the involvement of MUC1 in renal epithelial plasticity through the action of MUC1 in renal cancer cell lines and in mouse and human kidney regeneration models.MUC1 is overexpressed in human carcinomas. The transcription factor SNAIL can activate epithelial-mesenchymal transition (EMT) in cancer cells. In this study, in renal carcinoma, we demonstrate that (i) MUC1 and SNAIL were overexpressed in human sarcomatoid carcinomas, (ii) SNAIL increased indirectly MUC1 expression, (iii) MUC1 overexpression induced EMT, (iv) MUC1 C-terminal domain (MUC1-C) and beta-catenin increased SNAIL transcriptional activity by interaction with its promoter and (v) blocking MUC1-C nuclear localization decreased Wnt/beta-catenin signaling pathway activation and SNAIL expression. Altogether, our findings demonstrate that MUC1 is an actor in EMT and appears as a new therapeutic target.In renal regeneration, we demonstrated that (i) regeneration was characterized by a transient EMT in mouse model and human biopsies allograft, (ii) MUC1 was induced during EMT-regeneration associated, (iii) the lack of MUC1 (Muc1 KO mouse) was associated with more severe renal tubular damage, and (iv) MUC1 induction was inversely correlated with renal fibrosis. Altogether, our results suggest MUC1 mitigates renal ischemic damage through EMT activation during regeneration.

Les Bmps sont des morphogènes jouant des rôles dans l’embryogenèse et l’organogenèse du tube digestif. Les BR-Smads, Smad1, Smad5 et Smad8, sont les effecteurs intracellulaires de cette cascade de signalisation et ils assurent la biodiversité des réponses biologiques associées aux Bmps. Plusieurs études ont démontrées des rôles importants pour le TGF-β dans le cancer colorectal et l’inflammation intestinale. Cependant, très peu d’études se sont attardées aux rôles pouvant être joués par d’autres membres de la superfamille du TGF-β dans ces pathologies. Dans cette étude, le modèle de souris possédant la délétion de Smad5 strictement à l’épithélium a permis de démontrer le rôle spécifique de cet effecteur dans les diverses actions associées à la signalisation des Bmps dans ce compartiment cellulaire. La perte conditionnelle de Smad5 cause un allongement villositaire, une hyper migration et une relocalisation cytoplasmique de la E-cadhérine dans les cellules épithéliales. Cette étude permet de démontrer l’importance de la signalisation des Bmps dans les maladies inflammatoires intestinales, puisque les défauts occasionnés par la perte de Smad5 au niveau de l’épithélium entrainent une plus grande susceptibilité à l’inflammation intestinale et des défauts importants dans la réparation la barrière épithéliale. Des mutations causant l’inhibition de la signalisation des Bmps sont fréquemment retrouvées chez des patients atteints du syndrome de JPS possédant un risque élevé de développer le cancer colorectal. Des études ont démontré l’implication des Bmps dans le maintien de l’homéostasie et l’initiation de la polypose intestinale, sans toutefois discriminer le mécanisme et le type cellulaire responsable de l’induction de ce phénotype. Les études antérieures du laboratoire ont permis de démontrer que la perte des Bmps strictement épithéliale était insuffisante pour initier la polypose colique, suggérant une implication de cette signalisation au niveau des cellules extra-épithéliales. Le modèle murin ayant la délétion du récepteur Bmpr1a dans le mésenchyme seulement a permis de mettre en évidence un rôle essentiel de cette signalisation dans le contrôle du microenvironnement entourant les cellules épithéliales et l’induction de la polypose colique. Le modèle cellulaire a révélé un profil transcriptionnel s’apparentant à celui retrouvé dans le microenvironnement des tumeurs de cancer colorectal. Cette étude démontre que la signalisation des Bmps mésenchymateuse est primordiale pour contrôler l’homéostasie intestinale et l’initiation de la polypose.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Les transitions de cadhérines sont souvent impliquées dans des phénomènes de ségrégation cellulaire mettant en jeu un phénomène de Transition Epithélium-Mésenchyme (TEM). Cependant, lors de la formation du système nerveux central, la transition E-/N-cadhérine n'entraîne pas de TEM et, contrairement au modèle en vigueur, nos résultats montrent que celle-ci n'est absolument pas un prérequis nécessaire aux mouvements morphogénétiques de la neurulation. Le point important lors de la formation du système nerveux central semble surtout être le contrôle de la cinétique de cette transition E-/N-Cadhérine. Le système nerveux central d'oiseau se forme au cours du développement selon des modes bien distincts : dans la région antérieure de l'embryon, la neurulation primaire ; dans la région postérieure, la neurulation dite secondaire conduit à un tube nerveux généré par accrétion cellulaire dont la lumière centrale est créée par cavitation. Dans la région thoracique, le tube neural se forme selon un mode totalement original ayant certaines caractéristiques des deux modes classiques, c'est la neurulation intermédiaire. Les précurseurs neuraux du tube neural intermédiaire et secondaire effectuent une TEM puis migrent postérieurement de manière coordonnée et dirigée grâce au dépôt polarisé de fibronectine induit par la protéine de la polarité planaire, Prickle, puis se ré-épithélialisent. Les Cellules de la Crête Neurale (CCN) constituent un tissu à part du tube neural. Nous montrons que ces cellules se distinguent du reste du neuroépithélium par un répertoire d'expression de cadhérines spécifiques

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Mesenchymal stromal cells (MSC) are adherent, clonogenic, fibroblast-like cells endowing with unique multipotent differentiation potential and immunosuppressive properties. They are considered as promising candidates for regenerative medicine and immunotherapy. <p>MSC can be isolated from different tissue sources including bone marrow (BM), adipose tissue (AT) and Wharton’s Jelly (WJ). Although fulfilling the ISCT criteria required to be recognized as MSC, MSC from these different sources could disclose some differences taking into account their different anatomical origin and ontogeny as well.<p>In the present work, we investigated the influence of MSC source on their immunosuppressive as well as differentiation properties. We further extended our study to the role of the microenvironment (infection and inflammation) on these features. <p>We show that BM-MSC express Toll-like receptors (TLR) from TLR1 to TLR6. In an inflammatory environment, TLR2, 3 and 4 are significantly upregulated. By upregulating TLR3 and TLR4 transcription, inflammation increases BM-MSC responsiveness to LPS (TLR4 ligand) and poly(I:C) (TLR3 ligand) leading to a pro-inflammatory shift of their cytokine profile. The effect of TLR ligation on BM-MSC osteogenic potential is donor dependent. Inflammation as well as stimulation with LPS and poly(I:C) result in a decrease of BM-MSC immunosuppressive capabilities. <p>We further observed that BM-, AT- and WJ-MSC do not have the same pattern of TLR expression and consequently do not respond the same way to bacterial or viral infection. WJ-MSC do not express TLR4 and although TLR3 is present at the protein level it is not functional as its ligation do not trigger cytokine expression. Inflammation modulates this TLR pattern expression by upregulating TLR3 in all three MSC types and TLR4 only in BM-MSC. TLR ligation increases the production of inflammatory cytokines in BM- and AT- but not in WJ-MSC and augments anti-inflammatory cytokines in AT-MSC. Although inflammation increases in all MSC types the secretion of inflammatory cytokines, additional TLR triggering does not further affect WJ-MSC. The immunosuppressive potential of WJ-MSC on mixed leucocytes reaction (MLR) is not affected either by inflammation or by TLR triggering.<p>On the differentiation side, WJ-MSC has the lower potential to differentiate into osteoblast as compared to BM- and AT-MSC, as revealed by alkaline-phosphatase (ALP) activity and by measuring extracellular Ca2+ deposits. However, inflammation is able to strongly increase the osteogenic differentiation of WJ-MSC as calcification and ALP activity appears as early as at day 7. However this latter enzymatic activity remains much lower than that disclosed by BM-MSC. TLR3 or TLR4 triggering does not affect the osteogenesis of WJ-MSC while it increases it in AT- and also, although to lesser extent, in BM-MSC.<p><p>Our work establishes that the source from which MSC is derived is of major importance for the design of MSC based immunointervention. WJ-MSC appear to be the most attractive cell type when an immunosuppressive action is required in an inflammatory or infectious context. Although WJ-MSC are poorly osteogenic, a complete osteogenic differentiation can be obtained under inflammatory conditions. Taking into account their easy accessibility as well as their huge proliferative potential, these data open an avenue for using these cells in regenerative medicine particularly in clinical settings where chronic inflammation or infection have to be considered. <p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué et la deuxième cause de décès par cancer dans les pays développé. Récemment le rôle du microenvironnement a été mis en évidence dans l’oncogenèse et la progression tumorale. Plusieurs études ont montré que le microenvironnement tumoral est un élément dynamique en constant dialogue avec les cellules tumorales. Parmi les éléments du microenvironnement les cellules endothéliales jouent un rôle particulier. Effectivement ces cellules constituent la paroi des vaisseaux et permettent l’acheminement des nutriments et de l’oxygène vers la tumeur. Ainsi ces dernières années des thérapies visant a détruire les vaisseaux sanguins ont vu le jour mais n’ont pas permis d’atteindre les progrès thérapeutiques escomptés. Notre groupe ainsi que d’autres ont mis en évidence des rôles des cellules endothéliales indépendant de la perfusion tumorale. Dans ce travail de thèse nous avons caractérisé l’interaction entre cellules endothéliales et tumorales et mis en évidence le rôle pro-tumoral de la niche vasculaire. Nous avons tout d’abord pu montrer en utilisant une stratégie de souris transgénique où nous annulons l’expression de Jag1 des cellules endothéliales la réduction drastique de l’occurrence des métastases. Nous avons pu montrer que cela n’est pas dépendant de la perfusion tumorale mais dépend de la modification de nombreux gènes pro-métastatiques dont Id1 dans les cellules tumorales par les cellules endothéliales. Parallèlement nous avons montré que le dialogue entre cellules tumorales et endothéliales induit une transition mésenchymateuse des cellules endothéliales avec pour conséquence une augmentation de leur survie ainsi que de leur migration et de leur capacité angiocrine.Ainsi nous avons montré comment le dialogue entre cellules tumorales et endothéliales induit une modification du phénotype tumoral et endothéliale et le rôle de la voie Notch dans ce dialogue. Notre travail suggère la possibilité de moduler l’agressivité tumorale en interrompant le dialogue entre cellules endothéliales et tumorales. / Breast cancer is a heterogeneous disease, which is characterized by distinct morphological features and clinical behaviors and is the most commonly diagnosed cancer among women in the United States and worldwide and the second cause of cancer-related mortality in women. Several years of investigation have demonstrated that tumor initiation, progression and metastasis are closely regulated by the adjacent non-neoplastic tissues that are collectively referred to as tumor microenvironment (stroma). The components of tumor stroma such as mesenchymal stem cells have been shown to enhance cancer stem cell population in breast tumor. Also, the endothelial cells (ECs) conventional role in tumor angiogenesis is crucial in determining the tumor fate as microscopic and asymptomatic versus aggressive. This outstanding characteristic of ECs has set them as promising targets in cancer therapy. However, failure of anti-angiogenic therapies despite vessel disruption suggests the blood flow-independent ability of ECs to facilitate tumor growth. In this study, we show that ECs promoted breast cancer cell self-renewal, stemness, migratory characteristic and lung metastasis through Jagged1/Notch dependent Id1 modulation. ECs with Jag1 knock down (ECsJag1-) failed to sustain breast cancer cell proliferation and stemness in vitro and during xenografted tumor growth. Furthermore, we established a breast tumor mouse model with EC specific Jag1 mutation, by crossing the MMTV-PyMT mice with Cdh5-Cre+/-Jag1loxP/loxP mice. It demonstrated significant decrease in primary tumor growth and dramatic reduction in lung metastasis in Cdh5-Cre+/-Jag1loxP/loxPPyMT+ mice. Transcriptome sequencing analysis of the sorted primary tumor cells identified Notch downstream targets, specifically, Id1, which was reported to be essential for lung metastasis of breast tumors. Additionally, we were interested in determining the mechanisms that derive the activation of ECs toward supporting tumor growth and expansion. Previous studies have shown that ECs show tremendous degree of plasticity when placed under different conditions. Here, we showed that ECs show EndMT phenotypes upon having contact with tumor cells. Interestingly, the EndMT transforms the ECs into activated entities with increased proliferation, migration and angiogenesis properties. Our results demonstrated that the EndMT was reversible and dependent on EC-tumor cell contacts. Moreover, we were able to show that the tumor-induced EndMT in ECs is synergistically regulated by TGFβ and notch signaling pathways. Overall, our findings implicate the significance of endothelial-tumor cells perfusion-independent interaction in cancer progression, stemness, and metastasis. Besides, this study might have determined novel targets in combating cancer in a more effective way.