Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / La manière historique de prouver l'efficacité d'un taureau repose principalement sur ses filles reproductrices, ce qui prend généralement plusieurs années avant de savoir s'il s'agit d'un taureau d'élite ou non. Cette situation bénéficierait de notre capacité à identifier des marqueurs prédictifs dès le plus jeune âge des taureaux. La recherche de biomarqueurs pour l'amélioration/prédiction de la fertilité des vaches laitières est un trait économique important. La méthylation de l'ADN et le petit ARNs non-codant dans le spermatozoïdes ont été signalés comme étant hérités par la progéniture et le phénotype spécifique intermédiaire. Par conséquent, le modèle de méthylation de l'ADN et le petit ARN non codant dans les gamètes mâles sont peut-être corrélés avec le phénotype du taureau et pourraient également être hérités par la progéniture, nous émettons donc l'hypothèse que la méthylation de l'ADN et le petit ARN non codant dans le sperme du taureau sont associés à la fertilité du taureau et pourraient également être transmis à la future fille via la fécondation, influençant ainsi la fertilité de la fille. Pour identifier les épibiomarqueurs associés à la fertilité et valider notre hypothèse, nous avons utilisé la plateforme de séquençage de nouvelle génération (NGS) et nous avons comparé le spermatozoïdes de taureau en fonction de l'indice de fertilité du taureau et de l'indice de fertilité de la fille, qui pourraient être utilisés comme critères de phénotype de fertilité. Nous avons déterminé les taureaux ayant une fertilité élevée par rapport à ceux ayant une fertilité plus faible et les filles ayant une fertilité élevée par rapport à celles ayant une fertilité plus faible. Nous avons ensuite utilisé leur spermatozoïdes pour une analyse NGS et avons identifié la méthylation de l'ADN et les petits ARN non codants qui sont associés à la fertilité des taureaux et des filles. Au total, 450 et 252 sites 5'-Cytosine-phosphate-Guanine-3' (CpG) différentiellement méthylés ont été sélectionnés pour être associés à la fertilité des taureaux et des filles, respectivement. Les 10 DMRs les plus significatifs en corrélation avec la fertilité du taureau et la fertilité de la fille ont également été examinés en fonction du classement de la valeur P et du seuil de différence de méthylation. Plus intéressant encore, 67 gènes présentant au moins une région différentiellement méthylée ont été identifiés comme se chevauchant entre la fertilité du taureau et la fertilité de la fille. Parmi ces gènes, les groupes de gènes les plus enrichis sont les familles de récepteurs gustatifs et olfactifs nés dans le sperme, y compris OR5M9, OR8K64, OR7A126 et TAS2R1, qui ont été signalés comme étant impliqués dans la fécondation ou interaction spermatozoïde-ovocyte. En outre, 12 tsRNA nés dans le sperme (11 régulés à la baisse, 1 régulé à la hausse) étaient liés à la fertilité des taureaux et 19 tsRNA (11 régulés à la baisse, 8 régulés à la hausse) étaient liés à la fertilité des filles (q<0,05, Log2 foldchange >+1.5, moyenne de base>50). En outre, 6 miARN nés dans le sperme (2 régulés à la hausse, 4 régulés à la baisse) et 35 miARN (27 régulés à la hausse, 8 régulés à la baisse) sont corrélés avec la fertilité des taureaux et la fertilité des filles séparément (p<0.05, moyenne de base>50, log2 foldchange >+1. 5), deux miARN (miR-2385-5p (régulé à la baisse) et miR-98 (régulé à la hausse)) sont significativement associés (p<0.05, moyenne de base>50, changement log2fold>+1,5) à la fertilité des taureaux et des filles. En conclusion, la méthylation de l'ADN et les petits ARN non codants associés à la fertilité des bovins dérivés du sperme ont été identifiés et ont un grand potentiel pour être utilisés dans la prédiction de la fertilité des bovins, fournissant un outil d'élevage complémentaire aux réalisations génétiques existantes. Par ailleurs, cette étude apporte également de nouvelles connaissances sur l'héritage épigénétique paternel intergénérationnel chez les animaux domestiques. / The historical way to prove a bull mainly relies on their siring daughters, which usually takes several years to know whether they are an elite bull or not. This situation would benefit from our ability to identify predictive markers in bulls' early age. As an important economic trait, searching biomarkers for dairy cattle fertility improvement/prediction is meaningful. Sperm-born DNA methylation and small non-coding RNA had been both reported to be inherited by the offspring and intermediate specific phenotype. Therefore, the DNA methylation pattern and small non-coding RNA in male gametes are possibly correlated with the bull phenotype and might also be inherited by the offspring, so we hypothesize that the DNA methylation and small non-coding RNA in bull sperm are associated with bull fertility, and also might be able to pass to the future daughter via fertilization, therefore, influence the daughter fertility. To identify fertility-associated epi-biomarkers and validate our hypothesis, we used the Next generation sequencing (NGS) platform, and we contrasted bull semen by the bull fertility index and daughter fertility index, which could be used as the fertility phenotype criteria. We classified the bulls with high vs. low fertility and high daughter vs. low daughter fertility. Then we used their semen for NGS analysis and identified DNA methylation and small non-coding RNA that are associated with bull and daughter fertility. In total, 450 and 252 differentially methylated 5'--Cytosine--phosphate--Guanine--3' (CpG) sites had been screened to be associated with bull and daughter fertility, respectively. The top 10 significant bull fertility and daughter fertility correlated Differentially methylated regions (DMRs) were also screened according to P-value ranking and methylation difference threshold. More interestingly, 67 genes that present at least one differentially methylated region were identified to overlap between bull fertility and daughter fertility. Among these genes, the most enriched gene clusters are the sperm-born taste and olfactory receptors families, including OR5M9, OR8K64, OR7A126, and TAS2R1, which had been reported to be involved in sperm-oocyte interactions. Besides, 12 sperm-born tsRNAs (11 down-, 1 up-regulated) were linked to bull fertility and 19 tsRNAs (11 down-, 8 up-regulated) were linked to daughter fertility (q<0.05, Log2foldchange>+1.5, base mean>50). Furthermore, 6 sperm-born miRNAs (2 up, 4 down-regulated) and 35 miRNAs (27 up, 8 down-regulated) are correlated with bull fertility and daughter fertility separately (p<0.05, base mean>50, log2foldchange>+1.5), two miRNAs (miR-2385-5p (down-regulated) and miR-98 (up-regulated)) are significantly associated (p<0.05, base mean>50, log2foldchange>+1.5) with bull and daughter fertility. In conclusion, sperm-derived bovine fertility-associated DNA methylation and small non-coding RNAs have been identified, which have great potential to be used for cattle fertility prediction, providing a complementary breeding tool to the existing genetic achievements. Meanwhile, this study also contributes new knowledge to the paternal epigenetic intergenerational inheritance in domestic animals.

L’un des principaux obstacles en psychiatrie est qu’il est difficile d’avoir accès directement au cerveau pour l’étudier et mieux comprendre la pathobiologie des maladies mentales. Il importe donc de développer des nouvelles approches pour investiguer indirectement les fonctions cérébrales. Puisque la rétine fait partie du système nerveux central, il a été suggéré que les fonctions rétiniennes mesurées par l’électrorétinographie (ERG) pourraient refléter les désordres neurochimiques retrouvés dans les troubles mentaux. En fait, plusieurs études ont démontré la présence d’anomalies de l’ERG qui pourraient servir de biomarqueurs chez des personnes atteintes ou à risque de troubles psychiatriques, dont le trouble affectif saisonnier (TAS) et la schizophrénie. Cependant, l’origine de ces anomalies demeure inconnue et l’objectif principal de cette thèse est d’explorer les origines moléculaires potentielles de ces déficits, et ce, grâce à des modèles animaux de maladies psychiatriques ou à l’utilisation d’un agent pharmacologique. De par leur implication reconnue dans les maladies psychiatriques, les molécules ciblées dans cette thèse sont la mélatonine, la dopamine centrale, la sérotonine centrale et la glycogène synthase kinase-3 (GSK3). La première étude de cette thèse démontre qu’un débalancement dans la sécrétion de mélatonine serait partiellement à l’origine des anomalies de l’ERG observées dans le TAS. Or, la deuxième étude de cette thèse vient compléter la précédente et démontre qu’il est plus probable que les anomalies de l’ERG retrouvées dans le TAS découlent d’une dysfonction de la neurotransmission sérotoninergique centrale et dopaminergique centrale qu’une altération dans la biodisponibilité des récepteurs dopaminergiques D1R et D2R. Ces études permettent de proposer un modèle multifactoriel qui expliquerait l’origine des anomalies de l’ERG observées dans le TAS. Quant à la troisième étude de cette thèse, elle démontre que la surexpression de GSK3, qui est un facteur de risque pour la schizophrénie et le trouble bipolaire, provoque la même anomalie de l’ERG que celle qui est observée chez les enfants à haut risque de développer l’une de ces maladies. Enfin, la quatrième étude démontre que GSK3 joue un rôle primordial dans la régulation de l’horloge biologique. En somme, cette thèse démontre que l’ERG s’avère un outil prometteur pour la recherche en psychiatrie. / One of the major obstacles in psychiatry is the difficult access to the functioning brain to better understand the biological underpinning of brain disorders. There is a need to develop new approaches to study the neurological functions indirectly. Since the retina is part of the central nervous system, it had been suggested that retinal functions, as measured with the electroretinogram (ERG), may reflect the central dysfunctions reported in psychiatric disorders. In fact, several ERG anomalies, which may serve as biomarkers, have been observed in people with or at risk of psychiatric disorders, such as seasonal affective disorder (SAD) and schizophrenia. However, the origins of these ERG anomalies remain elusive and the goal of this thesis is to explore the potential molecular underpinning of these ERG deficits with animal models of psychiatric disorders or the use of a pharmacological agent. Because of their well-described involvement in psychiatric disorders, the targeted molecules of the experiments presented in this thesis are melatonin, central dopamine, central serotonin and glycogen synthase kinase-3 (GSK3). The first study demonstrates that a dysfunction in melatonin secretion may partially be involved in the ERG anomalies observed in people with SAD. The second study is a complement of the first one and reports that impairments in central serotonin and central dopamine neurotransmission are more likely to be involved in the ERG anomalies observed in patients with SAD than changes in the retinal bioavailability of dopamine receptors D1R and D2R. A multifactorial model of the ERG anomalies in people with SAD has been proposed according to the findings of these two previous studies. Moreover, the third study demonstrates that GSK3 overexpression, which is a risk factor for schizophrenia and bipolar disorder, replicates the ERG anomaly reported in offspring at high genetic risk for these disorders. Finally, the fourth study demonstrates that GSK3 plays an important role in regulating the biological clock. Overall, this thesis suggests that ERG measurements represent a useful tool in psychiatric research.

Cette étude a pour objectif de déterminer la valeur pronostique de la protéine S-100ß et de l’énolase neurone-spécifique (NSE) chez les patients ayant subi un traumatisme craniocérébral (TCC) modéré ou grave. Deux revues systématiques et méta-analyses ont été effectuées afin de recenser les études présentant un dosage de ces biomarqueurs en lien avec la mortalité ou le pronostic fonctionnel évalué à l’aide du score du Glasgow outcome scale (GOS). Des 9228 résultats de la recherche, 41 et 26 études ont été incluses, respectivement, pour la protéine S-100ß et la NSE. Il existe une association entre le dosage sérique de la protéine S-100ß et de la NSE avec une issue clinique défavorable, c’est-à-dire la mortalité ou un score du GOS ≤ 3. Une concentration sérique entre 1,38 et 10,50 µg/L pour la protéine S-100ß est 100 % spécifique pour prédire le décès. La présence de lésions extracérébrales n’influençait pas cette association. / The main objective of this study is to determine the prognostic value of S-100ß protein and neuron-specific enolase (NSE) following a moderate or severe traumatic brain injury (TBI). Two systematic reviews and meta-analysis were performed to find the studies having evaluated the link between a level of those biomarkers and the mortality or the Glasgow outcome scale (GOS). Of the 9228 citations, 41 and 26 studies were finally included respectively for S-100ß protein and NSE. We observed a significant association between blood levels of S-100ß protein and NSE and an unfavorable outcome such as the mortality or the GOS ≤ 3. A 100% specificity serum level threshold for mortality was between 1.38 to 10.50 µg/L for the S-100ß protein. The association showed consistent results despite the presence of significant extracranial injuries.

Le cancer du poumon ne se limite pas aux fumeurs ou anciens fumeurs, mais touche également les non-fumeurs, représentant 10 à 25 % des cas de cancer du poumon. Une lacune est présente en matière d'outil génétique spécifique au cancer facilitant l'identification des patients à risque de récidive et permettant de prédire leur survie. Pour répondre à ce besoin, la charge mutationnelle tumorale (TMB), un biomarqueur mesurant le nombre de mutations somatiques observées dans l'ADN tumoral, s'est avérée efficace chez les fumeurs atteints du cancer du poumon non à petites cellules (CPNPC). En revanche, l'utilisation médicale du TMB demeure rare chez les non-fumeurs atteints du CPNPC. Ce projet de maîtrise vise ainsi à démontrer l'utilité clinique du TMB chez les non-fumeurs atteints du CPNPC. Pour ce faire, le TMB de 92 non-fumeurs atteints du CPNPC a été estimé à partir des données du séquençage de leur génome complet (WGS). Le séquençage de l'exome complet (WES) ainsi que les panels de gènes ciblés (PGC) ont été simulés à partir des données de WGS. Un seuil de 1,70 mutations/Mb propre au WGS a permis d'identifier une survie globale à 5 ans de 58% chez les patients à valeur élevée de TMB et de 86% chez les patients à valeur faible de TMB (Wald *P* = 0,0029). L'estimation du TMB dépendant également de la méthode de séquençage, les TMB estimés par WGS et WES sont fortement corrélés (Spearman ρ = 0,93, *P* < 2,2 e-16) et identifient les patients avec une concordance de 91%. Cependant, les PGC montrent une concordance moyenne de 65% par rapport au WGS. Lorsqu'estimé par WGS ou WES, une valeur élevée de TMB est associée à un pronostique défavorable, ce qui supporte l'utilisation du TMB en tant que biomarqueur pronostique de la survie chez les non-fumeurs atteints du CPNPC. / Lung cancer is not confined to smokers or ex-smokers, but also affects never smokers, accounting for 10 to 25% of lung cancer cases. There is a lack of cancer-specific genetic tools to help identify patients at risk of recurrence and to predict their survival. To address this need, tumor mutational burden (TMB), a biomarker measuring the number of somatic mutations found in tumor DNA, has proved effective in smokers with non-small cell lung cancer (NSCLC). In contrast, the medical use of TMB remains rare in never smokers with NSCLC. This master's project aims to demonstrate the clinical utility of TMB for never smokers with NSCLC. To this end, the TMB of 92 never smokers with NSCLC was estimated from their whole genome sequencing (WGS) data. Whole exome sequencing (WES) and targeted gene panels were simulated based on WGS data. A WGS-specific threshold of 1.70 mutations/Mb identified a 5-year overall survival of 58% in patients with high TMB values and 86% in patients with low TMB values (Wald P = 0.0029). As TMB estimation also depends on the sequencing method, TMB estimated by WGS and WES are highly correlated (Spearman ρ = 0.93, P < 2.2 e-16) and identify patients with 91% agreement. However, targeted gene panels show an average concordance of 65% with WGS. When estimated by WGS or WES, a high TMB value is associated with worse prognosis, supporting the use of TMB as a prognostic biomarker of survival in never smokers with NSCLC.

Le 24S-hydroxycholestérol (24S-OH) est un dérivé oxydé du cholestérol retrouvé dans le plasma chez l’humain. C’est un activateur endogène du Liver-X-Receptor (LXR) et un biomarqueur plasmatique potentiel pour diverses maladies neurodégénératives. Les concentrations de 24S-OH dans le plasma sont influencées par son métabolisme hépatique mais sa conjugaison dans le foie n’a pas été caractérisée à ce jour. Après analyse d’échantillons humains de plasma et d’urine par LC-MS/MS, le 24S-hydroxycholestérol-3 sulfate, 24S-hydroxycholestérol-24 glucuronide et 24S-hydroxycholestérol-3 sulfate, 24 glucuronide ont pu être identifiés. Les enzymes responsables de leurs formations au niveau du foie sont principalement UGT1A4 et SULT2A1. De plus, alors que le dérivé sulfaté montre une activité agoniste envers LXRα, les dérivés glucuronidés sont inactifs. Ces résultats indiquent que la glucuronidation et la sulfatation du 24S-OH affectent différemment son activité biologique pour LXRα. De plus, puisqu’UGT1A4 est régulé par LXRα, il est possible de dire que le 24S-OH est régulé par une boucle de rétrocontrôle. / 24S-hydroxycholesterol (24S-OH) is an oxidized derivative of cholesterol detected in the human plasma. It acts as a Liver-X-Receptor (LXR) agonist and its plasmatic levels have also proposed as potential biomarkers for several neurodegenerative diseases. Circulating 24S-OH levels are influenced by its hepatic elimination but the enzymatic processes involved in its conjugation in the liver have only received limited attention. After analysis of human plasma samples by LC-MS/MS, the 24S-hydroxycholesterol-3 sulfate, 24S-hydroxycholesterol-24 glucuronide and 24S-hydroxycholesterol-3 sulfate, 24-glucuronide were identified. The enzymes responsible for their formation in the liver are identified as UGT1A4 and SULT2A1. In addition, while the sulfated derivative shows a LXR agonist activity, glucuronidated derivatives are inactive. These results indicate that 24S-OH glucuronidation and sulfation affect differently its biological activity. Since UGT1A4 is regulated by LXRα, it can be envisioned that 24S-OH hepatic metabolism is controlled by a feedback loop.

L’insuffisance rénale chronique (IRC) est une maladie chronique prévalente et comprenant plusieurs comorbidités. Les complications les plus importantes de l’IRC sont les fractures et la mortalité d’origine cardiovasculaire. Ces dernières ont été regroupées sous l’entité du trouble minéral et osseux en insuffisance rénale chronique (TMO-IRC). La physiopathologie du TMO-IRC revêt un intérêt particulier dans l’optique de mieux comprendre et prévenir les complications des patients IRC. Récemment, les niveaux sanguins de nouveaux marqueurs osseux [sclérostine, dickkopf-related protein 1 (DKK1), fibroblast growth factor 23 (FGF23) et α-klotho], inhibiteurs de la voie de signalisation Wnt, ont été associés à des issues de santé osseuse et vasculaire et pourraient donc jouer un rôle important dans le TMO-IRC. Les objectifs de ce mémoire sont d’investiguer le rôle de ces nouveaux marqueurs osseux dans 1) le TMO-IRC chez les patients greffés et 2) le TMO-IRC chez des patients hémodialysés en lien avec le tissu adipeux de la moelle osseuse (TAM). Les résultats de nos travaux montrent que les marqueurs osseux baissent après la transplantation rénale et suggèrent que l’évolution de la sclérostine et du FGF23 est associée à certains paramètres de rigidité artérielle (vélocité de l’onde de pouls carotidefémorale et vélocité de l’onde de pouls carotide-radiale). De plus, nous avons montré la faisabilité de caractériser le TAM chez une cohorte de dialysés. Nos analyses suggèrent également que le TAM est corrélé de manière inverse avec le DKK1 sérique. Bref, nos résultats suggèrent que ces nouveaux marqueurs osseux pourraient jouer un rôle important dans la physiopathologie du TMO-IRC, et ce, autant chez les patients IRC que les greffés, potentiellement par des mécanismes différents. Une meilleure compréhension des mécanismes d’action de ces marqueurs osseux pourrait ouvrir la voie à une meilleure prise en charge des patients souffrant de TMO-IRC. / Chronic kidney disease – mineral and bone disorders (CKD-MBD) leads to increased comorbidity and mortality due to heightened fractures rate and cardiovascular complications. Understanding the mechanisms of CKD-MBD’s pathophysiology is important in order to eventually propose new therapies that may prevent or treat bone and vascular complications. Recently, circulating levels of new bone markers [sclerostin, dickkopf-related protein 1 (DKK1), fibroblast growth factor 23 (FGF23) and α-klotho], which are Wnt pathway’s inhibitors, have been associated with bone and vascular health outcomes in CKD population and could therefore play an important role in CKD-MBD. The objectives of this master thesis are to investigate the role of these new bone markers 1) in CKD-MBD among kidney transplanted patients and 2) in CKD-MBD among dialysis patients in relation to bone marrow adipose tissue (MAT). Our results show that bone markers lower after kidney transplantation. We observe an association between circulating sclerostin and FGF23 levels evolution and arterial stiffness parameters (carotid-femoral pulse-wave velocity and carotid-radial pulse-wave velocity) after kidney transplant. Moreover, we show the feasibility to characterize MAT in a dialysis cohort and our results suggest an inverse correlation between serum DKK1 levels and MAT. In conclusion, our results show that these new bone markers could play an important role in CKD-MBD both in kidney transplanted and hemodialysis patients likely through different mechanisms. A better understanding of the role of these Wnt inhibitors in CKD-MBD could lead to a better management approach of patients with CKD-MBD.

L’enzyme uridine glucuronosyltransférase 2B17 (UGT2B17) participe à l’inactivation des androgènes et régule l’exposition de la prostate à ces hormones. Ainsi, les variabilités génétiques de l’UGT2B17 peuvent modifier son activité, changer l’exposition de la prostate aux hormones et possiblement avoir un impact dans l’évolution du CaP. Nous avons étudié l’association des polymorphismes d’UGT2B17 liés à un gain de fonction (rs59678213C>T et rs6817882T>C) avec les niveaux circulants d’hormones et le risque de récidive biochimique chez 526 patients atteints d’un CaP localisé. L’effet de la surexpression d’UGT2B17 par tissue microarray (TMA) sur le phénotype du cancer de la prostate a aussi été évalué dans 239 tumeurs primaires. De plus, les profils hormonaux ont été établis chez 48 patients ayant un CaP localisé et présentant une déficience complète du gène UGT2B17. Comparativement aux nonporteurs, les patients avec le génotype rs59678213TT présentent une réduction de 14% (p = 0.002) des niveaux circulants d’androstérone (ADT). En lien avec un gain de fonction de l’enzyme UGT2B17, ces patients présentent des niveaux plus élevés des métabolites d’androgènes glucuronides, l’ADT-G (16%; p = 0.002) et le 3α-diol-17-G (18 %; p = 0.005). Cette variante génétique est également associée à un risque accru de récidive biochimique (HR = 1.80; 95% IC: 1.23 – 2.64; p = 0.002). Par ailleurs, les patients déficients en UGT2B17 présentent une accumulation des précurseurs surrénaliens (≥ 33 %; p < 0.006). Les patients surexprimant UGT2B17 au niveau tumoral présentent des niveaux abaissés d’antigène prostatique spécifique, des tumeurs plus petites et un taux plus faible de positivité des marges chirurgicales. L’expression des hauts niveaux tumoraux d’UGT2B17 semble être un facteur additionnel de mauvais pronostique (HR = 2.05; 95% IC: 1.04–4.37; p = 0.047). En conclusion, les variations génétiques d’UGT2B17 ainsi que la de surexpression tumorale de la protéine UGT2B17 engendrent des changements significatifs des taux d’hormones androgéniques et semblent avoir un impact sur la progression du CaP / The enzyme uridine glucuronyltransferase 2B17 (UGT2B17) inactivates androgens and influences androgen exposure in the prostate. Thus, UGT2B17 genetic variability can change its activity as well as hormone levels and might have an impact in PCa progression. We have studied the association between UGT2B17 gain-of-function polymorphisms (rs59678213C>T and rs6817882T>C) with hormone levels and the risk of biochemical recurrence in 526 patients who had localized PCa after radical prostatectomy. The effect of UGT2B17 overexpression on PCa phenotype was also analysed in 239 primary tumours by tissue microarray (TMA). Besides, we have determined the hormonal profile of 48 patients with both localized PCa and UGT2B17 complete deletion. When compared to non-carriers, patients having rs59678213TT genotype presented a 14% reduction in androsterone (ADT) levels (p = 0.002). They also had increased levels of glucuronide metabolites such as ADT-G (16% reduction; p = 0.002) and 3α-diol-17-G (18 %; p = 0.005), which is in keeping with greater UGT2B17 activity. Carriers of this genetic variant were also at increased risk of biochemical recurrence (HR = 1.80; 95% CI: 1.23 – 2.64; p = 0.002). Furthermore, patients carrying UGT2B17 complete deletion had increased levels of adrenal precursors (≥ 33 %; p < 0.006). Tumoral overexpression of UGT2B17 was associated with decreased levels of PSA, smaller tumours and lower rates of positive margins. It was also an independent marker for biochemical recurrence (HR = 2.05; 95% CI: 1.04–4.37; p = 0.047). In summary, UGT2B17 genetic variants and tumoral overexpression of UGT2B17 significantly modify androgenic levels and seem to influence PCa progression.

Le régime alimentaire joue un rôle dans le développement du cancer du sein, mais le mode d’action des facteurs nutritionnels sur le tissu mammaire est mal compris. Un des mécanismes potentiels est la création d’un stress oxydatif qui favoriserait le processus tumoral et l’inflammation. Par conséquent, la consommation d’antioxydants pourrait contribuer à réduire l’inflammation dans les tissus et à prévenir le cancer du sein. Cependant, peu d’études ont exploré la relation entre les apports en antioxydants et l’expression de marqueurs inflammatoires dans le tissu mammaire. Ce projet visait à évaluer la relation entre les apports en antioxydants et l’expression de 11 marqueurs inflammatoires dans le tissu mammaire normal de 160 femmes atteintes d’un cancer du sein. Les données alimentaires ont été obtenues par un questionnaire de fréquence alimentaire auto-administré mesurant les apports alimentaires et la prise de suppléments de l’année précédente. L’expression des marqueurs inflammatoires a été évaluée par immunohistochimie. La corrélation entre les apports en antioxydants et l’expression des marqueurs inflammatoires a été analysée par le coefficient de corrélation partiel de Spearman. Les analyses ont été effectuées pour l’ensemble de l’échantillon et pour les femmes pré-ménopausées et post-ménopausées prises séparément. Après la correction de Bonferroni, les apports élevés en bêta-tocophérol corrélaient avec une diminution de l’expression de l’IL-10 pour l’ensemble de l’échantillon (r=-0,26) et chez les femmes post-ménopausées (r=-0,39). Parmi toutes les femmes, les apports en zinc corrélaient négativement avec l’expression de l’IL-10 (r=-0,26) et parmi les femmes post-ménopausées, les apports en sélénium corrélaient négativement avec l’expression de la lactoferrine (r=-0,39). Aucune association significative n’a été observée chez les femmes pré-ménopausées. Nos résultats suggèrent que le bêta-tocophérol, le zinc et le sélénium pourraient agir sur le tissu mammaire par des mécanismes affectant l’expression de certains marqueurs inflammatoires et que ceci serait influencé par le statut ménopausique. / Diet plays an important role in the development of breast cancer, but the influence of dietary factors on the mammary tissue is poorly understood. One possible underlying mechanism is the generation of oxidative stress favoring inflammation and tumorigenic processes. Consequently, antioxidant consumption that fosters tissue inflammation reduction could prevent breast cancer risk. However, few studies have explored relationships between antioxidant intakes and inflammation marker expression in breast tissue. This project aimed to evaluate potential link between the intake of antioxidants that have been associated with breast cancer risk and the protein expression level of 11 inflammatory markers in normal breast tissue of 160 women diagnosed with breast cancer. Antioxidant intakes were collected using a self-administered semi-quantitative food frequency questionnaire designed to measure dietary patterns and supplement intake over the past year. Inflammation marker expression was assessed by immunohistochemistry. Correlations between antioxidant intakes and inflammatory marker expression were explored using the Spearman’s partial correlation coefficients (r) for all women, and then for premenopausal and postmenopausal women separately. After Bonferroni correction, negative correlations were observed between dietary beta-tocopherol and IL-10 expression in all women combined (r=-0.26) and among postmenopausal women (r=-0.39). For all women, negative correlation was found between total zinc intakes and IL-10 (r=-0.26). Among postmenopausal women, dietary selenium intake was negatively correlated with the expression of lactoferrin (r=-0.39). No associations were observed in premenopausal women. Our findings suggest that consumption of specific antioxidants, including beta-tocopherol, zinc and selenium, may act on the breast tissue through mechanisms affecting the expression of certain inflammation markers and that this would be influenced by the menopausal status.

OBJECTIF : Le cancer du poumon est la principale cause de décès par cancer au Canada. L’objectif de ce projet est d’identifier des biomarqueurs d'expression génique dans la tumeur, associés à la survie des patients suivant une résection chirurgicale d’un adénocarcinome de stade 1. MÉTHODES : Des gènes candidats ont été sélectionnés grâce à une revue de littérature, ainsi qu’à l’analyse de bases de données publiques (PRECOG). L’un de nos jeux de données, dans lequel l'expression des gènes a été quantifiée à l'aide de biopuces à ADN dans la tumeur et le parenchyme pulmonaire non-tumoral a également été analysé. L’expression des gènes sélectionnés a ensuite été mesurée par qPCR sur 233 échantillons d’adénocarcinomes de stade 1. Des analyses de Kaplan-Meier ont été réalisées pour évaluer leur valeur pronostique. L’expression de deux de ces gènes a ensuite été testée dans une deuxième cohorte indépendante de 210 adénocarcinomes de stade 1. RÉSULTATS : Onze gènes ont été sélectionnés selon leur capacité à prédire une récidive ou une rémission grâce aux données publiques. Les analyses complémentaires sur notre jeu de données ont permis de réduire la liste à 3 gènes associés à un mauvais pronostic (RRM1, EZH2 et FOXM1) et 3 gènes associés à un bon pronostic (BTG2, SELENBP1 et NFIB). Les analyses de EZH2 et de RRM1 par qPCR ont révélé des courbes de survies significativement différentes entre les patients avec des niveaux d'expression génique élevés et faibles (EZH2 Kaplan-Meier log-rank p=3.2e-02, RRM1 Kaplan-Meier log-rank p=5.9e-04). La valeur pronostique de EZH2 et RRM1 n’a pas été confirmée dans la deuxième cohorte. CONCLUSION : Le rôle des gènes EZH2 et RRM1 comme biomarqueurs afin de prédire la récidive des adénocarcinomes de stade 1 a été confirmé dans une première cohorte, mais pas dans une deuxième cohorte équivalente sur la base clinique et pathologique. / OBJECTIVE: Lung cancer is the leading cause of cancer-related death. The objective of this study is to identify tumor-based gene expression biomarkers associated with survival after curative resection for stage 1 adenocarcinoma. METHODS: Candidate genes were selected based on literature review, analyses performed in public databases (PRECOG), and using our own microarray gene expression dataset of lung cancer and non-tumor lung parenchyma. The selected genes were measured by quantitative real-time PCR (qPCR) in the tumors of 233 patients with stage 1 adenocarcinoma. Kaplan-Meier analyses were performed to establish the discriminatory performance of these biomarkers. The expression of two of these genes was then tested in an independent cohort of 210 stage 1 adenocarcinomas. RESULTS: Based on literature, we have selected 11 candidate genes that showed promising prognostic value. Complementary analyses with PRECOG and our own microarray dataset enabled us to choose three genes associated with poor outcome (RRM1, EZH2 and FOXM1) and three genes associated with favourable outcome (BTG2, SELENBP1 and NFIB). Results for EZH2 and RRM1 revealed significant difference in survival curves between patients with low compared to high gene expression (EZH2 Kaplan-Meier logrank p=3.2e-02, RRM1 Kaplan-Meier logrank p=5.9e-04). The prognostic values of EZH2 and RRM1 were not replicated in the second set of patients. CONCLUSION: OBJECTIVE: Lung cancer is the leading cause of cancer-related death. The objective of this study is to identify tumor-based gene expression biomarkers associated with survival after curative resection for stage 1 adenocarcinoma.

Les plaquettes sont très abondantes dans le sang où elles ont un rôle dans l'hémostase, l’inflammation et l’immunité. Activées, elles vont subir un changement de conformation qui permet la libération de nombreuses molécules effectrices ainsi que la production de vésicules extracellulaires (EV). Les EV sont formées par le bourgeonnement de la plaquette et emportent une partie de son contenu, incluant des acides nucléiques, des protéines de surface et des organelles. Hétérogène, le contenu diversifié des EV de plaquettes suggère qu’elles peuvent exercer de nombreuses fonctions. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes d’abord intéressés à l’utilisation de l’algorithme SPADE couplé à la cytométrie en flux pour améliorer la détection d’EV et mieux apprécier leur hétérogénéité dans des concentrés plaquettaires (PC) servant à la transfusion. Nous avons aussi évalué l’utilisation de cette approche pour le développement de biomarqueurs dans le cadre de l’analyse d’EV dans le liquide synovial de patients arthritiques. Cette étude a révélé que l’utilisation d’algorithmes couplés à la cytométrie en flux tels que SPADE pourrait faciliter la compréhension des fonctions des EV et le développement de leur étude comme biomarqueurs. Nous nous sommes ensuite intéressés à une première sous-catégorie d’EV de plaquettes, celles qui contiennent des mitochondries (mito⁺EV). Nous avons émis l'hypothèse que ces mito⁺EV représentent un réservoir d'ADN mitochondrial, signal de danger (motifs moléculaires associés aux dommages, DAMP) reconnu et présent dans de nombreuses conditions inflammatoires, et qu’elles pourraient être impliquées dans les réactions transfusionnelles. Nous avons observé que les mito⁺EV étaient plus abondantes dans les PC impliqués dans des réactions transfusionnelles et qu’elles corrèlent significativement avec l’ADN mitochondrial. Comme la majorité de l’ADN mitochondrial est encapsulée dans des EV, cette étude suggère que les EV peuvent être un biomarqueur utile pour la prédiction du risque potentiel de réactions transfusionnelles, bien que des investigations soient iii nécessaires pour déterminer s'il existe un rôle pathogène causal du DAMP mitochondrial encapsulé dans les EV par opposition à l'ADN mitochondrial en solution. Nous nous sommes enfin intéressés à une seconde sous-catégorie d’EV de plaquettes, celles qui contiennent du protéasome. Les plaquettes contiennent un protéasome actif et présentent des antigènes par l'intermédiaire du complexe majeur d’histocompatibilité de classe I (CMH I) ce qui leur confère une fonction dans l’immunité adaptative. Étant donné qu’il n’a jamais été examiné si le protéasome est également transféré dans les EV de plaquettes auparavant, nous avons émis l'hypothèse qu'une machinerie fonctionnelle pour l'apprêtement et la présentation de l'antigène est transférée aux EV de plaquettes. En utilisant une combinaison d'analyses moléculaires et fonctionnelles, nous avons montré la présence d'un protéasome 20S actif dans diverses conditions où les plaquettes sont activées, ainsi que du CMH I et des molécules de coactivation des lymphocytes. L’incubation d’EV de plaquettes avec l’ovalbumine (OVA) a mis en évidence, par l'activation et la prolifération des lymphocytes T CD8⁺ spécifiques de l'antigène OVA, qu’elles peuvent apprêter et présenter efficacement l’antigène. Ces résultats suggèrent que les EV de plaquettes contribuent à l'immunité adaptative. Dans l’ensemble, nous avons montré que les EV de plaquettes ont un rôle dans l’inflammation et l’immunité avec leur contenu en mitochondries et en protéasome. Elles sont hétérogènes et peuvent être utilisées comme biomarqueurs dans différents contextes. / Platelets are very abundant in the blood where they play a role in hemostasis, inflammation and immunity. Activated, platelets will undergo a change of conformation which allows the release of numerous effector molecules as well as the production of extracellular vesicles (EVs). EVs are formed by the budding of the platelet and bring some of its contents, including nucleic acids, surface proteins and organelles. Heterogeneous, the diverse content of platelet EVs suggests that they can perform many functions. As part of this thesis, we first looked at the use of the SPADE algorithm coupled with flow cytometry to improve the detection of EVs and allow a better appreciation of their heterogeneity in platelet concentrates (PC) used for transfusion. We also evaluated the use of this approach for the development of biomarkers in the analysis of EVs in the synovial fluid of arthritis patients. This study revealed that the use of algorithms such as SPADE coupled with flow cytometry could facilitate the understanding of the functions of EVs and the development of their studies as biomarkers. We then looked at a first subcategory of platelet EV, those that contain mitochondria (mito⁺EVs). We hypothesized that these mito⁺EVs represent a reservoir of mitochondrial DNA, a damage-associated molecular pattern (DAMP) recognized and present in many inflammatory conditions, and that they could be involved in transfusion reactions. We observed that mito⁺EVs were more abundant in PCs involved in transfusion reactions and that they correlate significantly with mitochondrial DNA. As the majority of mitochondrial DNA is encapsulated in EVs, this study suggests that EVs may be a useful biomarker for predicting the potential risk of transfusion reactions, although further investigation is needed to determine if there is a pathogenic role of mitochondrial DAMP encapsulated in EVs as opposed to mitochondrial DNA in solution. We finally focused on a second subcategory of platelet EVs, those that contain proteasome. Platelets contain an active proteasome and present antigens through the major histocompatibility complex I (MHC I), which gives them an important function in adaptive immunity. Whether the proteasome is also transferred into the v platelet EVs has never been examined. We hypothesized that a functioning machinery for the processing and presentation of the antigen is transferred to the platelet EVs. Using a combination of molecular and functional assays, we have demonstrated the presence of an active 20 S proteasome under various conditions where platelets are activated, as well as MHC I and lymphocyte coactivation molecules. Demonstrated by activation and proliferation of ovalbumin (OVA) antigen specific CD8⁺ T lymphocytes, EVs from platelets incubated with OVA can efficiently prepare and present antigen. These results suggest that platelet EVs contribute to adaptive immunity. Overall, we have shown that platelet EVs have a role in inflammation and immunity with their mitochondria and proteasome content. They are heterogeneous and can be used as biomarkers in different contexts.