Les neutrophiles produisent plusieurs médiateurs peptidiques contribuant à l'inflammation lors de la réponse immunitaire contre les agents infectieux. Ces médiateurs sont encodés par des gènes dont la transcription est strictement régulée. Alors que ces facteurs de transcription sont bien connus, les voies de signalisation causant l'activation transcriptionnelle, ainsi que l'initiation de la traduction des chimiokines, sont moins bien caractérisées chez les neutrophiles humains. En conséquence, nous avons caractérisé le rôle de la PI3K dans cette réponse. L'inhibition de la PI3K par le LY294002 a considérablement réduit la sécrétion de chimiokines. La nucléofection de dominant-négatifs des sous-unités de la PI3K dans la lignée cellulaire PLB-985 différenciée en neutrophiles a confirmé ces résultats. D'autre part, le LY294002 a drastiquement inhibé l'expression génique de certaines chimiokines sans influencer l'activation des facteurs de transcription. Ceci a aussi été confirmé par la double nucléofection des dominants-négatifs et de promoteurs couplés à la luciférase. Ainsi, la PI3K affecte sélectivement la transcription de certaines chimiokines et module la traduction puisque le LY294002 inhibe la phosphorylation de protéines impliquées dans l'initiation de la traduction. Puisque les mécanismes contrôlant l'initiation de la traduction sont à peu près inconnus chez les neutrophiles, nous avons donc étudié la contribution de MNK I. Le CGP57380, un inhibiteur de MNK I, a fortement réduit la sécrétion de chimiokines. Ces données ont été confirmées par la nucléofection d'un dominant-négatif de MNK I dans la lignée cellulaire PLB-985 différenciée en neutrophiles. De plus, le CGP57380 n'influence pas l'expression génique des chimiokines. L'utilisation d'une coiffe synthétique mimant celle des ARNms nous a permis de déterminer que MNK I n'y est pas recrutée. Par contre, le CGP57380 diminue la phosphorylation de protéines impliquées dans le contrôle de l'initiation de la traduction. Nos résultats montrent que MNK I participe au contrôle de la traduction des chimiokines. Pour terminer, nous avons étudié la contribution de l'IL- 18 à la production de chimiokines. Nous avons tout d'abord détecté l'expression de l'IL- 18 en ARNm et au niveau protéique. De plus, bien que l'ARNm de l'IL- 18 soit inductible en réponse à plusieurs stimuli inflammatoires, seul le LPS peut induire sa sécrétion. Les neutrophiles sécrètent de façon constitutive l'IL-18 BP, l'inhibiteur naturel de l'IL-18, bien que cette sécrétion ne soit pas modulable. L'IL- 18 sécrété en réponse au LPS agit de façon autocrine sur les neutrophiles. En effet, le blocage de l'IL- 18 réduit considérablement l'expression et la sécrétion des chimiokines. En accord avec ces données, l'ajout d'IL-18 exogène induit l'expression et la sécrétion de plusieurs chimiokines en activant une signalisation intracellulaire semblable aux autres stimuli inflammatoires déjà étudiés. Dans leur ensemble, nos résultats dévoilent de nouvelles interactions entre l'IL-18 et les neutrophiles. En conclusion, les travaux présentés dans cette thèse ont montré que les stimuli inflammatoires utilisent en partie la voie de la PI3K au niveau de la transcription; et, au niveau de la traduction, les kinases MNK I et PI3K pour induire la production de chimiokines par les neutrophiles humains. Ces molécules de signalisation pourraient donc représenter des cibles prometteuses pour des interventions thérapeutiques visant à abaisser la production de chimiokines dans des pathologies chroniques dans lesquelles les neutrophiles et leurs produits jouent un rôle prédominant.

<p>Signaling pathways converge on the translation machinery and influence protein synthesis globally or specifically on certain classes of transcripts. The experiments described in this thesis focus on regulation of translation initiation through the cap-binding protein eIF4E. </p><p>Aberrant regulation of eIF4E has important roles in several pathologies and, most notably, in tumorigenesis. Nevertheless, the understanding of the molecular con-sequences of changes in eIF4E activity remains incomplete. We employ a cell-free system to demonstrate that eIF4E function is required for efficient cap-dependent translation but inhibitory for translation of both cellular and viral RNAs relying on cap-independent mechanisms. Furthermore, we show that phosphorylation of eIF4E favors cap-independent translation in vitro. </p><p>To verify that our findings in the cell-free system are representative of an in vivo system, we also analyzed growth of an oncolytic poliovirus, relying purely on cap-independent translation, in the context of varying activity of signaling pathways. Data obtained from this virus helps to confirm that phosphorylation of eIF4E does indeed result in increased cap-independent translation. Additionally, these experiments provide important information for the clinical application of this oncolytic poliovirus, as they help to explain virus specificity and might allow for rational patient selection.</p> / Dissertation

<p>Our group has pioneered the development of a live-attenuated poliovirus, called PVSRIPO, for the purpose of targeting cancer. Despite clinical progress, the cancer selective cytotoxicity and immunotherapeutic potential of PVSRIPO has not yet been mechanistically dissected. Defining such mechanisms may inform its clinical application.</p><p> Herein I describe the discovery of a mechanism by which the MAP-Kinase Interacting Kinases (MNKs) regulate PVSRIPO cytotoxicity in cancer. In doing so, I delineate a novel, intricate network connecting the MNK and mTOR signaling pathway that regulates activity of a splicing kinase called the Ser-Arg Rich Protein Kinase (SRPK), and define SRPK as an impediment to IRES mediated translation. Moreover, I demonstrate that MNK regulates mTORC1 associations that determine its substrate proximity and thus, activity. In a collaborative effort, we found that PVSRIPO oncolysis produces antigen specific, cytolytic anti-tumor immunity in an in vitro human system and that much of the observed adjuvancy is due to the direct infection of dendritic cells (DCs) by the virus itself; implicating PVSRIPO as a potent adjuvant. In summary, oncogenic signaling in part through MNK leads to cancer specific cytotoxicity by PVSRIPO that engages an inflammatory environment conducive to DC activation and antigen specific T cell antigen immunity.</p> / Dissertation

Les événements vécus peuvent laisser une trace durable au niveau des réseaux cérébraux. Ces réseaux sont constitués de neurones connectés par des synapses, dont l'efficacité de transmission est régulée sur le plan fonctionnel et structural. Les drogues d'abus détournent les circuits neuronaux impliqués dans l'apprentissage régulé par la récompense, induisant une plasticité des neurones striataux de projection (SPN) du noyau Accumbens (NAc), notamment via l'activation de la voie de signalisation Extracellular Regulated Kinase (ERK) et l'augmentation de la densité en épines dendritiques -qui sont les protrusions portant l'élément post-synaptique glutamatergique-. L'objectif de ma thèse était d'étudier l'impact de l'exposition répétée ou unique à la cocaïne sur le mode formation des synapses des SPN du NAc et d'élucider les rôles précis de la voie ERK dans ce phénomène. J'ai pu montrer qu'une ou plusieurs injections de cocaïne chez la souris induisaient la formation de synapses glutamatergiques persistantes au sein des SPN in vivo. Par des expériences d'imagerie en temps-réel sur tranches striatales, j'ai dissocié les phases de pousse et de stabilisation de nouvelles épines dendritiques. J'ai pu mettre en évidence que la voie ERK joue un rôle prépondérant dans ces deux phases via des processus moléculaires distincts. Ainsi, la phase de pousse des épines est directement régulée par ERK, tandis que le maintien est régulé par MNK-1, une kinase cytoplasmique en aval de ERK, et par la synthèse protéique. Ce travail apporte des données nouvelles sur le mode de formation de ces synapses et les mécanismes moléculaires associés. / Brief life occurrences can leave durable changes at the level of neuronal networks. These networks consist of neurons connected by synapses, which transmission efficacy is regulated at the functional and structural levels. Drugs of abuse highjack neuronal circuits involved in reward-driven learning by activating the Extracellular Regulated Kinase (ERK) pathway and induce an increase in the dendritic spines density –protrusions which host the glutamatergic pre-synaptic element- of SPN. The goal of my thesis work was to study the consequences of acute and chronic cocaine exposures on the mode of synapse formation in SPN from the NAc and to decipher the precise roles of ERK pathway in this phenomenon. I demonstrated that acute and chronic cocaine treatments induced the formation of persisting glutamatergic synapses in SPN in vivo. Time-lapse imaging using two-photon microscopy in acute striatal slices allowed me to dissociate the phases of growth and stabilization of the new dendritic spines. I could indeed demonstrate a key role for ERK in those two phases, although through distinct molecular mechanisms. Firstly, the growth phase is dependent on ERK. Secondly, the stabilization of newly grown spines is controlled by MNK-1, a cytosolic kinase downstream ERK, and by protein synthesis. This work brings new results on the mode of synapse formation as well as on the associated molecular mechanisms.

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