MUCDHL est une cadhérine atypique encore peu étudiée. Les données obtenues à ce jour suggèrent que ce gène joue un rôle suppresseur de tumeurs dans l’intestin, notamment par son interaction et son effet inhibiteur sur la β-caténine, et que son expression est fréquemment diminuée dans les cancers colorectaux (CCR). Parallèlement à cette fonction anti-oncogénique, d’autres travaux ont suggéré que MUCDHL est impliquée dans la structuration de la bordure en brosse (BB) intestinale, en contribuant à la formation d’un complexe d’interaction inter-microvillositaire. Notre objectif était de déterminer la fonction et le mode d’action de MUCDHL dans le système digestif. Par la caractérisation détaillée de l’interaction avec la β-caténine, nous avons montré que le mode d’action anti-oncogénique de MUCDHL est plus complexe qu’une simple séquestration membranaire de la β-caténine. De plus, nous avons confirmé le rôle suppresseur de tumeurs de MUCDHL sur une cohorte importante de CCR humains et montré pour la première fois que sa perte amplifie la tumorigenèse intestinale dans un model murin. Par ailleurs, l’étude phénotypique des souris Mucdhl-/- a démontré son importance dans l’homéostasie du système digestif. En effet, l’absence de MUCDHL cause des altérations morphologiques de la BB intestinale, mais également de nombreuses perturbations métaboliques. Ces travaux apportent donc des informations inédites sur la fonction et le mode d’action de MUCDHL dans le système digestif. / MUCDHL is an atypical cadherin that has been poorly studied. The data obtained so far suggest that this gene has tumor suppressive activity in the intestine, namely by its interaction and inhibitory effect on β-catenin, and that its expression is frequently decreased in colorectal cancers (CCR). In parallel to this anti-oncogenic function, other studies have suggested that MUCDHL is involved in the assembly of the intestinal brush border (BB), by contributing to the formation of an inter-microvilli interaction complex. Our objective was to determine the function and mode of action of MUCDHL in the digestive system, Through a detailed characterization of the interaction with β-catenin, we showed that the anti-oncogenic mode of action of MUCDHL is more complex than a simple membrane sequestration of β-catenin. In addition, we confirmed the tumor suppressive function of MUCDHL on a very large cohort of human CCR and showed for the first time that its loss amplifies intestinal tumorigenesis in a murine model. Moreover, the study of the phenotype of Mucdhl-/- mice allowed us to demonstrate the importance of MUCDHL in the homeostasis of the digestive system. Indeed, the absence of MUCDHL causes morphological alterations of the intestinal BB, but also numerous metabolic disturbances. Thus, this work provides new information on the function and mode of action of MUCDHL in the digestive system.

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.

L’altération des mécanismes impliqués dans l’homéostasie intestinale peut conduire au développement de cancers colorectaux (CCR). Les CCR se situent au 2nd rang des décès par cancer en France et il est donc nécessaire d’améliorer nos connaissances pour mieux les soigner. L’objectif de ces travaux était de comprendre les mécanismes impliqués dans l’homéostasie intestinale par le biais de la Cadhérine atypique MUCDHL dont l’expression semble diminuée dans les CCR. Les conséquences de cette perte et le mode d’action de MUCDHL restent mal connus. Ainsi, l’étude d’une large cohorte de patients et d’un modèle murin a permis de confirmer que la perte de MUCDHL aggrave la tumorigenèse intestinale. De plus, la caractérisation de l’interaction entre MUCDHL et la β-caténine a montré que le mode d’action de MUCDHL est plus complexe qu’une simple séquestration membranaire de la β-caténine impliquant différentes voies de signalisation. Enfin ces travaux ont permis d’identifier des interactants de MUCDHL. Les résultats montrent pour la première fois le rôle de suppresseur de tumeurs de MUCDHL dans le côlon et apportent des informations sur sa régulation et son mode d’action. / The alteration of mechanisms involved in intestinal homeostasis leads to the development of colorectal cancer (CRC). In France, CRC is the second leading cause of cancer mortality, and it is therefore necessary to improve our knowledge to treat it better. The objective of this project was to understand more precisely mechanisms involved in intestinal homeostasis through the atypical Cadherin MUCDHL whose expression seems decreased in CRC. However, the consequences of this loss, as well as the mode of action and the molecular relays of MUCDHL were largely unknown. Thus, the study of a large cohort of patients and of a murine model confirmed that the loss of MUCDHL enhances intestinal tumorigenesis. In addition, the functional characterization of the interaction between MUCDHL and β-catenin showed that the mode of action of MUCDHL is more complex than a simple membrane sequestration of β-catenin involving different signaling pathways. Finally, new interactants of MUCDHL were identified. The results obtained through this work show, for the first time, the tumor suppressor role of MUCDHL in the colon, and provide informations about its regulation and mode of action.

Le facteur de transcription homéotique Cdx2 est un suppresseur de tumeurs et son expression est réduite de manière hétérogène dans les tumeurs coliques. Or, le cancer colorectal demeure un problème de santé publique par sa fréquence et sa gravité. Au travers de 3 sous-projets, cette thèse visait à comprendre le mode d’action de Cdx2. Premièrement, la cadhérine Mucdhl a été identifiée et caractérisée en tant que nouvelle cible de Cdx2 : Mucdhl inhibe la croissance des cellules cancéreuses coliques et s’oppose à l’activité de la -caténine. Deuxièmement, un effet inattendu de Cdx2 sur le cytosquelette et la rigidité cellulaire a été montré. Ceci pourrait expliquer comment Cdx2 intervient dans l’organisation structurale des entérocytes ou la migration. En parallèle, une lignée cellulaire rapportrice de l’expression de Cdx2 a été créé qui, après validation, sera un outil précieux pour l’étude des mécanismes moléculaires qui conditionnent l’hétérogénéité tumorale. Par la mise en évidence de nouvelles fonctions et cibles de Cdx2, cette thèse permet de mieux appréhender son rôle physiologique et son action de suppresseur de tumeurs dans l’intestin. / Colorectal cancer is a major public health problem because of its frequency and propensity to metastasize. Cdx2 plays the role of a tumor suppressor and its expression is frequently but heterogeneously reduced in colon tumors. Through three sub-projects, this thesis aimed to better understand the mode of action of Cdx2. First, the Cadherin Mucdhl was identified and characterized as a new direct target gene of Cdx2. Mucdhl was also shown to inhibit the growth of colon cancer cells and to oppose -catenin activity. Second, an unexpected effect of Cdx2 on the cell cytoskeleton and rigidity of a cancer cell monolayer was uncovered. This gives new clues about how Cdx2 contributes to the structural organization and differentiation of enterocytes but also nhibits cell migration. In parallel, a reporter cell line for Cdx2 expression was created. After its validation, this cell line will be a precious tool to study the molecular mechanisms underlying tumor heterogeneity in vivo. Altogether, this thesis unraveled new functions and target genes of Cdx2 that permit to better apprehend its physiological function and its action as a tumor suppressor in the intestine.

Les causes des Maladies Inflammatoire Chroniques Intestinales (MICI) restent mal comprises et il n’existe aucun traitement curatif. L’une des complications possibles des MICI est l’augmentation du risque de cancer colorectal (CCR). La cadhérine atypique MUCDHL pourrait être impliquée dans les MICI. Nous avons étudié le rôle de MUCDHL dans la pathogénie des MICI, ainsi que les mécanismes moléculaires qui restaurent son expression. Nous avons montré que l’expression de MUCDHL est diminuée dans la muqueuse intestinale inflammatoire. De plus, les 5-aminosalicylés, utilisés pour traiter les MICI et prévenir le CCR associé, augmentent son expression en stimulant celle de PPAR-γ et de CDX2 ou en inhibant celle de la β-caténine. Chez les souris Mucdhl -/-, l’absence de MUCDHL accélère et amplifie l’inflammation colique induite par le Dextran Sulfate de Sodium et retarde la réparation muqueuse. Nos données montrent l’implication de MUCDHL dans la physiopathologie des MICI et suggèrent qu’il pourrait constituer une cible thérapeutique d’intérêt. / The pathogenesis of Inflammatory Bowel Diseases (IBD) remains poorly understood and there is currently no curative treatment. In addition, patients with colonic IBD are at increased risk of colorectal cancer (CRC). The atypical cadherin MUCDHL could be involved in IBD. We studied the role of MUCDHL in the pathogenesis of IBD, as well as the molecular mechanisms that restore its expression. We have shown that MUCDHL expression is decreased in the inflammatory intestinal mucosa. In addition, 5-aminosalicylates, used to treat IBD and prevent associated CRC, increase its expression by stimulating PPAR-γ and CDX2 or by inhibiting β-catenin. In Mucdhl -/- mice, the absence of MUCDHL accelerates and amplifies colonic inflammation induced by Dextran Sodium Sulfate and delays mucosal repair. Our data show MUCDHL's involvement in the pathophysiology of IBD and suggest that it could be a therapeutic target of interest.

Le facteur de transcription homéotique Cdx2 est un suppresseur de tumeurs et son expression est réduite de manière hétérogène dans les tumeurs coliques. Or, le cancer colorectal demeure un problème de santé publique par sa fréquence et sa gravité. Au travers de 3 sous-projets, cette thèse visait à comprendre le mode d'action de Cdx2. Premièrement, la cadhérine Mucdhl a été identifiée et caractérisée en tant que nouvelle cible de Cdx2 : Mucdhl inhibe la croissance des cellules cancéreuses coliques et s'oppose à l'activité de la -caténine. Deuxièmement, un effet inattendu de Cdx2 sur le cytosquelette et la rigidité cellulaire a été montré. Ceci pourrait expliquer comment Cdx2 intervient dans l'organisation structurale des entérocytes ou la migration. En parallèle, une lignée cellulaire rapportrice de l'expression de Cdx2 a été créé qui, après validation, sera un outil précieux pour l'étude des mécanismes moléculaires qui conditionnent l'hétérogénéité tumorale. Par la mise en évidence de nouvelles fonctions et cibles de Cdx2, cette thèse permet de mieux appréhender son rôle physiologique et son action de suppresseur de tumeurs dans l'intestin.