Les canaux ioniques sont des protéines membranaires responsables de l’activité électrique des tissus excitables: le coeur, les muscles squelettiques et le système nerveux. Une partie de mon travail de thèse a une visée thérapeutique à long terme qui s’appuie sur une meilleure compréhension de la structure et du fonctionnement du canal. Je me suis intéressée à l’activité des canaux ioniques dépendants du potentiel dans un contexte physiologique: quel est le modèle moléculaire d’ouverture/fermeture en fonction du potentiel? J’ai d’abord étudié deux types des canaux potassiques: le canal cardiaque hERG (KV11.1) et le canal neuronal KV10.2. Pour ces deux canaux, j’ai déterminé un même modèle moléculaire de dépendance au potentiel, grâce à des peptides mimétiques de deux régions de chaque canal. J’ai montré que ce modèle de fonctionnement diffère de celui des canaux sodiques dépendants du potentiel (NaV). Ainsi, grâce à la compréhension du fonctionnement des canaux hERG, KV10.2 et NaV1.4, j’ai pu élaborer des peptides mimétiques inhibiteurs et activateurs pour hERG, et activateurs pour NaV1.4, à potentiel thérapeutique. Les patients atteints par le virus du SIDA montrent une prévalence plus élevée du syndrome du QT long. Ce syndrome est dû à un ralentissement de la repolarisation cardiaque, souvent provoqué par une perte de fonction des canaux repolarisants hERG ou KCNQ1 (KV7.1) cardiaques. Nous avons montré, notamment sur des cardiomyocytes humains dérivés des cellules souches pluripotentes induites, que la protéine HIV-Tat du virus inhibe les canaux cardiaques hERG et KCNQ1 en séquestrant leur régulateur, le phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate PIP2. / Ion channels are integral membrane proteins responsible for the electrical activity of excitable tissues, such as the heart, the skeletal muscles and the nervous system. A part of my thesis work has a long term therapeutic aim which is based on a better understanding of channels structure and function. I have been focusing on voltage-gated ion channels activity in a physiological context: what is the molecular model of voltagedependent gating? First, I studied two types of potassium channels: the cardiac channel, hERG (KV11.1), and the neuronal channel, KV10.2. For these two channels, I determined the same molecular model of voltage-dependent gating, using peptides mimicking two regions of each channel. I demonstrated that this functional model differs from that of voltage-gated sodium channels (NaV). Therefore, due to the understanding of hERG, KV10.2 and NaV1.4 channels voltagedependent gating, I have been able to generate down- and upregulating mimetic peptides for hERG, and upregulating peptides of NaV1.4, with a therapeutic potential. Patients with HIV present with a higher prevalence of long QT syndrome. This syndrome is due to a prolongation of the cardiac repolarization duration, often caused by a loss of function of the cardiac repolarizing channels, hERG or KCNQ1 (KV7.1). We have demonstrated, especially on human cardiomyocytes derived from induced pluripotent stem cells, that HIV-Tat protein inhibits the cardiac channels, hERG and KCNQ1, by sequestering their regulator, the phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate PIP2.

Les fibroblastes associés aux cancers (CAFs) jouent un rôle primordial dans la progression tumorale, et notamment dans la résistance aux thérapies. Dans ce contexte, nous avons étudié l’effet des CAFs sur la réponse de cellules cancéreuses mammaires non seulement à une chimiothérapie conventionnelle mais aussi à des inducteurs directs de la voie mitochondriale de l’apoptose : les inhibiteurs BH3-mimétiques de BCL-2 et BCL-xL. Nous avons montré que des cultures primaires de CAFs, provenant de résections tumorales de cancer du sein de patientes naïves de traitement, diminuent la sensibilité à l’apoptose des cellules cancéreuses. Les mécanismes de résistance mis en jeu sont davantage influencés par le sous type moléculaire des cellules tumorales mammaires que par l’origine des CAFs. Ainsi, dans des lignées de type luminal, la résistance induite par le secrétome des CAFs implique un ou des facteurs thermosensibles, dépendant de l’autocrinie de la cytokine IL-6 dans les CAFs, et permettant l’activation de la voie de signalisation ERK dans les cellules cancéreuses où elles conduisent à la stabilisation de la protéine anti-apoptotique MCL-1.A l’inverse, dans des lignées de type triple négatif, la résistance est induite par un facteur thermorésistant, dépendant de l’autocrinie de la prostanglandine E2 dans les CAFs, et modifiant le métabolisme de ces cellules cancéreuses. Dans tous les cas, notre travail montre que le ciblage de la protéine MCL-1, à la fois dans les cellules cancéreuses mais aussi dans leurs cellules de soutien, a un potentiel thérapeutique. En effet, le stroma amplifie le phénomène de dépendance à MCL-1 dans les cancers du sein. La combinaison d’un traitement ciblant MCL-1 à une thérapie conventionnelle apparaît donc comme une option valide pour contrer l’influence du stroma sur les phénomènes de résistance. / Cancer-associated fibroblasts (CAFs) play a key role in tumor progression and resistance to therapy. Here, we studied in breast cancer cell the effects of CAFs on response to conventional chemotherapy and to BH3-mimetics, which directly induce mitochondrial apoptosis by targeting the antiapoptotic proteins BCL-2 and BCL-xL. We have shown that primary culture of CAFs protects breast cancer cell against drug-induced apoptosis. We demonstrated that CAF-linked protection mechanisms is influenced by the molecular subtypes of breast cancer cell lines, but not by the molecular subtypes of CAFs. In luminal breast cancer cells, apoptosis protection is linked to CAF secreted factors, involves one or more thermo-labile factors. It relies on CAFs IL-6 autocrine loop, which activates ERK signaling pathway in breast cancer cells, leading then to stabilization of the antiapoptotic protein MCL-1. In contrast, in Triple Negative breast cancer cells, CAFs-induced apoptosis resistance is mediated by thermoresistant factors, and relies on CAFs prostaglandin E2 autocrine loop that leads to a metabolic shift in cancer cells. In any case, our work shows that the targeting of MCL-1 both in cancer cells and their supporting cells could lead to new therapeutic options. Indeed, knowing that stroma promotes the MCL-1 dependency in breast cancers, a combination of MCL-1 inhibitor with conventional therapies appears as a promising option to counteract the stromal influence on cancer cells apoptosis resistance.

L’hypertension pulmonaire (HTP) est caractérisée par une augmentation progressive des résistances vasculaires pulmonaires, une élévation de la pression artérielle pulmonaire moyenne (≥25 mm Hg) et un déséquilibre entre la production des médiateurs endothéliaux vasoconstricteurs et vasodilatateurs conduisant ainsi à une insuffisance cardiaque droite. Les mimétiques de la prostaglandines (PG)I2 (prostacycline), tels que l'iloprost et le tréprostinil, constituent un des traitements majeurs de l’HTP. L’efficacité des traitements utilisés dans l’http étant évaluée principalement sur l’amélioration de la tolérance à l’effort et la diminution de la dyspnée, il est important d’analyser leurs effets vasodilatateurs artériels mais aussi veineux pulmonaires ainsi que les effets bronchodilatateurs. Ces travaux décrivent les effets, in vitro, de la PGI2, de la PGE2 et de leurs mimétiques sur la réactivité des préparations vasculaires (artères et veines) pulmonaires et bronchiques humaines provenant de patients contrôles ou ayant une HTP. Nous avons caractérisé les différents récepteurs aux prostanoïdes impliqués dans ces réponses. Nos travaux suggèrent que les mimétiques de la PGI2, le treprostinil et l’iloprost, utilisés en clinique, sont d’une part de puissants vasodilatateurs à la fois des artères et des veines pulmonaires et d’autre part, de puissants bronchodilatateurs. Certains mimétiques de la PGI2 (iloprost et tréprostinil) ont des effets vasodilatateurs proportionnels sur les artères et veines pulmonaires. D’autres mimétiques de la PGI2 (béraprost) entraînent une vasodilatation artérielle pulmonaire plus importante que la vasodilatation veineuse. Ceci pourrait entraîner un œdème pulmonaire ou un moindre effet bénéfique sur la correction de la dyspnée. Nous avons mis en évidence une diminution de l’expression des récepteurs IP et DP dans les préparations vasculaires des patients ayant une HTP versus les patients contrôles. Cette diminution est associée avec la réduction de la relaxation des veines pulmonaires induite par le tréprostinil. De même, nous avons montré une diminution de l’expression du récepteur EP4 dans les voies respiratoires des patients ayant une HTP de type 3 ; elle est associée à la réduction de la bronchodilatation induite par les agonistes du récepteur EP4. La correction de cette diminution pourrait être une nouvelle perspective thérapeutique chez ces patients. Nos résultats permettent une meilleure compréhension des effets bénéfiques ou délétères, pharmacologiques et thérapeutiques des mimétiques de la PGI2 déjà utilisées en clinique dans le traitement de l’HTP. A travers la voie PGE2/EP4, nos travaux ouvrent de nouvelles perspectives physiopathologiques et potentiellement thérapeutiques. / Pulmonary hypertension (PH) is characterized by a progressive increase of pulmonary vascular resistance, an increase of mean pulmonary arterial pressure (≥25 mm Hg) and an imbalance between the production of endothelial vasoconstrictor and vasodilator mediators leading to right heart failure. Prostaglandin (PG)I2 (prostacyclin) mimetics, such as iloprost and treprostinil, are major therapeutic tools for this pathology. The efficacy of the treatments used in PH is evaluated primarily on the improvement of exercise tolerance and reduction of dyspnea. For this reason it is important to analyze not only the arterial but also the venous vasodilator effects as well as bronchodilator effects. This thesis describes the in vitro effects of PGI2, PGE2 and their mimetics on the reactivity of human pulmonary vascular (ateries and veins) and bronchial preparations derived from patients with or without PH. We also characterized different prostanoid receptors involved in these responses. Our results suggest that PGI2 mimetics, treprostinil and iloprost, used clinically, are potent vasodilators for both pulmonary arteries and veins and also potent bronchodilators. Some PGI2 mimetics (treprostinil and iloprost) have proportional vasodilatory effects on the pulmonary arteries and veins. Other PGI2 mimetics, such as beraprost, cause greater pulmonary arterial vasodilation than venous vasodilation. This may cause pulmonary edema or less beneficial effects on dyspnea correction. We showed decreased expression of IP and DP1 receptors in vascular preparations of patients with PH versus control patients. This decrease is associated with reduced relaxation response of pulmonary veins induced by treprostinil. Similarly, we demonstrated a reduction in EP4 receptor expression in bronchial preparations of patients with group 3 PH. This down regulation was associated with reduced bronchodilation induced by EP4 agonists. The correction of this down-regulation may be a new therapeutic perspective in these patients. Our results enhance our understanding of the beneficial or deleterious, pharmacological and therapeutic effects of PGI2 mimetics already used clinically in the treatment of PH. Through PGE2/EP4 pathway our work opens new physiopathological and potential therapeutic perspectives.

Les protéoglycannes exercent de nombreuses fonctions par le biais de leur partie protéique ou de leurs glycosaminoglycannes. La caractérisation des interactions entre les glycosaminoglycannes et des protéines a ouvert de larges champs d'applications. Dans ce cadre, deux thèmes de recherche ont été développés. <br />Premièrement, nous nous sommes intéressés à un nouveau protéoglycanne appelé endocan. La développement des capacités de production et de purification de cette macromolécule, nous a permis par différentes approches de déterminer le profil structural de sa chaîne glycannique et de sa partie protéique, mais aussi d'étudier les interactions avec plusieurs de ses partenaires protéiques dont l'interféron Γ et l'hépatocyte growth factor, impliqués respectivement dans l'inflammation et le développement tumoral. Parallèlement, une étude structurale et fonctionnelle de l'interaction entre l'interféron gamma et des glycosaminoglycannes de type héparanes sulfates a conduit au développement de mimes oligosaccharidiques obtenus par synthèse chimique. Parmi ces molécules, certaines permettent de moduler in vitro l'activité de la cytokine, et constituent une base possible pour le développement de nouveaux médicaments.

Les héparane sulfate protéoglycanes (HSPG) sont, comme l’ensemble des protéoglycanes (PG), constitués d’une partie protéique et d’un glycosaminoglycane (GAG), en l’occurrence l’héparane sulfate (HS) pour les HSPG. Ils font partie intégrante de la matrice extracellulaire (MEC). Les PG sont capables, par leurs GAG, de lier un certain nombre de partenaires tels que les facteurs de croissance, chemokines, cytokines ou enzymes. Ils régissent donc la biodisponibilité de nombreux médiateurs solubles et par conséquent leur activité biologique. Ils sont ainsi impliqués dans la régulation de nombreux processus tels que la prolifération, la différenciation, le remodelage tissulaire, l’angiogenèse... De plus, il a été démontré que la liaison de protéines possédant un site heparan binding (HB) avec l’HS des HSPG les protégent de la dégradation enzymatique. Cependant, les HSPG sont parmi les premiers composants de la MEC à être digérés par les héparanases cellulaires lors d’agressions tissulaires. Cette digestion rend les sites HB disponibles et les protéines sensibles à la dégradation protéolytique. C’est donc dans le but de protéger les HSBP (heparan sulfate binding protein) qu’a été développée la technologie des héparanes mimétiques (HM) qui vont se substituer aux HS dégradés sur les sites HB disponibles et protéger les protéines du milieu lésé. Ces HM, déjà utilisés comme agent thérapeutique de la MEC, sont désignés, dans cette utilisation, sous le sigle RGTA pour regenerating agent puisqu’ils augmentent la vitesse et la qualité de la réparation tissulaire, pouvant conduire à une véritable régénération des tissus. Lors du développement tumoral et métastatique, il a été démontré que l’activité enzymatique des héparanases est démultipliée, responsable d’une dégradation accrue des HS. Dans ce contexte, les HM vont pouvoir se fixer sur cette matrice lésée d’où l’idée de leur utilisation diagnostique en cancérologie. L’utilisation d’HM marqué (HM*) par un radioisotope tel que le fluor 18 (18F) et suivi par imagerie moléculaire TEP-Scan (tomographie par émission de positons associée au scanner) devrait permettre un marquage particulièrement efficace des matrices environnant les cellules tumorales et métastasées. Les HM* pourraient, en effet, cibler la MEC impliquée, par sa dégradation précoce, dans les processus de croissance et de dissémination tumorale et devenir un nouveau marqueur oncologique en imagerie moléculaire. A ce jour, parmi les différents marqueurs oncologiques étudiés, aucun ne s’adresse au compartiment matriciel. L’usage des HM* devrait ainsi permettre la détection des zones péri-tumorales et trouver une place dans le diagnostic précoce du cancer et son suivi thérapeutique. / Heparan sulfate proteoglycans (HSPG), like all proteoglycans (PG), consisting of a protein portion and a glycosaminoglycan (GAG), heparan sulphate (HS) for HSPG. They are part of the extracellular matrix (ECM). PG are able, through their GAG, to bind a number of partners such as growth factors, chemokines, cytokines or enzymes. They regulate the bioavailability of many soluble mediators and thus their biological activity. They are thus involved in the regulation of many processes such as proliferation, differentiation, tissue remodeling, angiogenesis... In addition, it was shown that the binding of proteins having a heparan binding site (HB) with HS of HSPG protect them from enzymatic degradation. However, HSPG are among the first components of the ECM to be digested by heparanase during cellular tissue damage. This digestion makes HB sites available and proteins are sensitive to proteolytic degradation. It is in order to protect the HSBP (heparan sulfate binding protein) that was developed technology heparan mimetics (HM) that will replace the degraded HS on available HB sites and protect proteins of middle injured. These HM, already used as a therapeutic agent of the ECM, are identified in this use under the symbol RGTA for regenerating agent because they increase the speed and quality of the tissue repair, potentially leading to a true tissue regeneration. During tumor development and metastasis, it has been shown that the enzymatic activity of heparanase is multiplied, leading to an increased degradation of HS. In this context, the HM will be able to fix this matrix injured hence the idea of their diagnostic use in oncology. Using labeled HM (HM*) with a radioisotope such as fluorine-18 (18F) and followed by molecular imaging PETScan (positon emission tomography with scanner associated) should allow a particularly efficient marking of the matrix surrounding metastatic and tumor cells. HM* could indeed target ECM involved, through its early degradation in the processes of tumor growth and tumor spread and become a new marker oncology in molecular imaging. To date, among the various studied cancer markers, none address the matrix compartment. The use of HM* should allow the detection of peri-tumor and find a place in the early diagnosis of cancer and the therapeutic monitoring.

Le passage des médicaments a travers la membrane cellulaire représente souvent une limitation majeur dans un grand nombre de thérapies (anti-cancéreuse, anti-virale par exemple). Des peptides vecteurs connus comme les CPPs (cell penetrating peptides) ont été utilises avec succès pour introduire a l’intérieur des cellules diverses molécules (protéines, peptides, siRNA, quantum dots) et présentent un fort potentiel dans l'adressage de médicaments. Parmi les différents CPPs décrits dans la littérature la plupart sont des peptides basiques ou amphiphiles.Nous nous sommes intéressés a l'utilisation d’oligomères non charges construits a partir de motifs contraints mimes de dipeptides comme vecteurs de pénétration cellulaire. L'internalisation cellulaire et leur localisation ont été établies a l'aide de dérivés fluorescents par microscopie confocale. L' étude de pénétration cellulaire par mesure de fluorescence a montre que des oligomères de (3S)-amino-5-carbonylmethyl-2,3-dihydro-1,5-benzothiazepine-4(5H)-one] (DBT) sont aussi puissants que les oligomères d'arginine (oligoArg), vecteurs de référence. Par microscopie confocale nous avons montré que ces composés sont internalisés dans les lysosomes. L’efficacité d'internalisation de nos composés a été confirmé par une méthode de quantification par spectrométrie de masse MALDI-TOF développée dans notre groupe. Cette méthode repose sur l'utilisation conjointe d'un marqueur UV-absorbant dérivé de l'acide alfa-cyano-4-hydoxycinnamique (HCCA) et d'une matrice MALDI adaptée. Un effet important de discrimination spectrale est obtenu, permettant une amplification du signal de la molécule d' intérêt dans un mélange complexe. Ainsi les faibles concentrations internalisées peuvent être détectées. Grâce a cette technique et l'utilisation d'un étalon deutéré, nous avons calculé la concentration intracellulaire de deux CPP de référence l'octa-arginine et la pénétratine. Nous avons aussi étudier l’internalisation de petits oligomères construits a partir d'acide 2-aminomethyl-phenyl-acetique (AMPA). Par microscopie confocal nous avons constaté que ces petits oligomères sont internalisés par voie endo-lysosomale.L’efficacité de la pénétration cellulaire de ces petits oligomères aromatiques (oligoAMPA et oligoDBT) offre une nouvelle classe de vecteurs qui ont la particularité d’être non-cationiques et hydrophobes. De tels composés pourraient être utilisés pour la délivrance de médicaments dans le traitement des maladies comme le cancer, les maladies lysosomales ou la maladie d'Alzheimer. Afin de montrer que cette nouvelle classe de vecteurs est capable d'internaliser des composés biologiquement actifs, nous les avons associés a un inhibiteur puissant de la Cathepsine D (CD) la pepstatine. CD est une endopeptidase lysosomale qui dans des conditions normales est localisée dans les endosomes et les lysosomes. Pour certains cancers, la CD est surexprimée et secrétée a l’extérieur de la cellule. La CD est probablement impliquée dans la prolifération des cellules cancéreuses par l'activation de certains facteurs de croissances dans les endosomes. La pepstatine est une inhibiteur puissant de la CD. Cependant son efficacité thérapeutique potentielle est limitée par une faible capacité de pénétration des membranes cellulaires et une faible solubilité nécessitant de fortes doses pour l'inactivation de la CD in vitro et in vivo. Afin d’améliorer son efficacité et sa biodisponibilité, des conjugues de la pepstatine avec nos vecteurs de pénétration cellulaire, oligo (AMPA)4 et (DBT)4, et une partie solubilisante ont été développés. Certains de ces bioconjugués ont montre une toxicité élevée (IC50 = 2.10-6) in vitro sur différentes lignées cellulaires tumorales. Des tests in vivo sur des souris sont prévus pour le futur. / As a part of a program for foldamer design two ¦Â-turn mimetics (3S)-amino-5-(carboxylmethyl)-2,3-dihydro-1,5-benzothiazepin-4(5H)-one or DBT and 2-aminomethyl-phenyl-acetic acid or AMPA were selected as frameworks from a molecular modeling study for their suitability to adopt helical structure. At first we developed a highly efficient scale up synthesis of the DBT moiety protected by 9-fluorenylmetoxycarbonyl (Fmoc) group. By standard solid phase peptide synthesis (SPPS) we synthesized DBT oligomers of different lenghts and modifications were introduced at their N-terminus. Our first task was to perform structural analysis of the oligomers by NMR and X-Ray. Numerous NOE interactions in the DBT pentamer and hexamer molecules were detected by NMR 2D NOESY experiments. These data strongly suggest the organization of these DBT oligomers. Small crystals were obtained from the same molecules in DMSO but at the time being their size is not importan t enough for X-Ray crystallography studies. In a parallel study we hypothesized that short oligomers constructed by DBT or AMPA frameworks could translocate the cellular membrane and could be used as new cell penetrating non-peptides - CPNP. Even though these compounds are not charged as most cell penetrating peptides (CPP)5 or CPNP, we considered that by virtue of their aromaticity, hydrophobicity and their well-organized structure they could have a non-specific interaction with the lipid bilayer and thus be internalized into the cell. Short oligomers were synthesized on Rink amide (RA) resin following SPPS methodology and labelled at their N-terminus with fluorescein isothiocyanate (FITC). At first the cellular uptake of the (DBT)2-4 oligomers in MDA-MB-231 breast cancer cells was analyzed by fluorescence emission measurement and compared to the potent and well-studied CPP octa-arginine (Arg)8 as a positive control and carboxyfluorescein as a negative control. The highest intracellular fluorescence intensity was found for (DBT)4 with a drastic decrease (>4-times) for (DBT)3 and (DBT)2 oligomers. Thus, the cellular uptake appeared length-dependent with an increase of the internalization with the oligomer size. Moreover, the amount of (DBT)4 that was internalized was more significant than that of (Arg)8 despite the fact that it is uncharged. By confocal microscopy we determined that (DBT)4 is mainly localized in the endosomes after 3 hours of incubation and in the lysosomes after 16 hours of incubation. Altogether, these data indicate the ability of these oligomers to target the endolysosomal pathway. Although most of the initial drug delivery studies aimed to avoid lysosomal addressing to prevent subsequent drug degradation, more recent studies demonstrated the relevant clinical utility to target this compartment for drug delivery in the treatment of lysosomal storage diseases, Alzheimer¡¯s disease, and cancer.While analyzing the internalization efficiency of our CPNP we decided to straightforward evaluate their concentration inside the cells. We studied our compounds internalization by total fluorescence emission measurement and by confocal microscopy but none of these techniques gave us the possibility to determine the exact amount of compound internalized per cell. A study reported by Burlina et al. brought a great improvement in proposing a highly reproducible quantification method based on MALDI-TOF MS to measure the concentration of the internalized peptides. However, after cell lysis, this method requires the capture of the biotin-labelled CPP by streptavidin coated magnetic beads. This step is particularly critical for the accuracy of the quantification. This is the reason why we decided to develop a new general methodology based on MALDI-TOF mass spectrometry (MS) which does not require any purification or separation steps. We studied the internalization of CPP/CPNP compou nds by using an UV light-absorbing tag alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid (HCCA) and preparing the samples in a neutral matrix such as alpha-cyano-4-hydroxycinnamic methyl ester (HCCE). This combination (HCCA tag and HCCE matrix) enabled us to discriminate MS signals induced by peptides of interest that were present in low concentration from those of unlabelled more abundant peptides. By addition of a precise amount of deuterated-HCCA-tagged CPP/CPNP prior the MALDI TOF MS experiment, the internalized CPP/CPNP could be quantified on the basis of the ratio between the [M+H]+ peaks of the deuterated and nondeuterated HCCA-tagged CPP.Another direction for research was to synthesize bioconjugates between our newly discovered CPNP and some biologically active compounds that are unable to cross the cell membrane. We selected pepstatine which is a powerful transition state inhibitor of the Cathepsin D (CD). Pepstatine while a very potent inhibitor of the CD is unable to cross the cellular membrane. Moreover pepstatine activity in vitro or in vivo is hampered by its poor solubility in water. CD is a soluble lysosomal aspartic endopeptidase synthesized in rough endoplasmic reticulum as preprocathepsin D (pCD).12 Upon entering the acidic endosomal and lysosomal compartments proteolytic cleavages of the pCD result in the formation of the active enzymatic form of CD. Under normal physiological conditions pCD is sorted to the lysosomes and found intracellularly but in some pathological and physiological conditions like cancer pCD/CD escape the normal targeting mechanism and is secreted from the cell. Once secreted to the outside, pCD can be endocytosed via M6PR or yet unknown receptor by both cancer cells and fibroblasts. The endocytosed pCD undergoes maturation into the enzymatically active CD. An enzymatic activity of CD outside of the cell or inside the endosomes could be responsible for the activation of several growth factors and growth factor receptors. Several groups have proven that the tumour growth is not inhibited by the powerful CD inhibitor pepstatine. These results exclude the importance of the CD enzymatic activity outside of the cell but as already mentioned pepstatine is unable to penetrate into the cell thus CD activation of growth factors inside the endosomes or the lysosomes is still a possibility. Different CPNP-Pepstatine conjugates were synthesized and tested in vitro for their ability to inhibit MDA-MB-231 breast cancer cells growth. Some of these conjugates showed high cytotoxicity, probably via a Cathepsin D inhibition in the endosomes or the lysosomes. One o f the most potent tested compounds was JMV4463. This compound was obtained by the conjugation of pepstatine with a CPNP as delivery system (AMPA4) and with solubilizing moiety composed of polyethylene glycol and D-Arginine residue. The good in vitro results obtained with the vectorized pepstatine encouraged us to perform in vivo tests. We performed scale up synthesis of JMV4463 in order to obtain enough product for anti-cancer activity on mice in the near future.

Ce travail de thèse se présente comme une relecture du conflit israélo-arabe depuis ses origines (Palestine ottomane) à travers une analyse des transformations militaires mises en oeuvre par les acteurs, parties au conflit. Ces transformations sont motivées par des effets de rivalités mimétiques. Au fil des affrontements, chaque adversaire adapte son système de défense en fonction de celui de son ennemi et inversement. Ainsi, sur le temps long du conflit on peut repérer des formes de continuité entre les différents acteurs armés en dépit des différences idéologiques et des circonstances historico-politiques. Ces transformations, parce qu’elles visent le plus souvent à re-symétriser le différentiel de puissance avec l’adversaire, privilégient les stratégies alternatives ou dissymétriques. Elles impliquent des innovations qui touchent l’ensemble de la société, suggérant l’existence de mécanismes guerriers travaillant les sociétés dans la guerre et pour la guerre. De ces mécanismes découle le caractère hautement polémique des sociétés de la région et la survivance en leur sein de différentes formes de combattants irréguliers. A partir de ces formes on peut proposer une typologie des figures contemporaines du partisan, de l’Etat islamique aux groupes armés palestiniens et libanais, en passant par la question de la violence des colons religieux-nationalistes des Territoires occupés. Cette pluralité de figures de la guerre du partisan moderne fournit des clés pour analyser les évolutions des formes de violence dans la région (crises en chaîne, délitement des Etats-nations, soulèvements révolutionnaires, etc.). / This thesis consists in a re-reading of the Arab-Israeli conflict since its origins (in the Ottoman Palestine) through an analysis of the military transformations conducted by actors involved in this conflict. These changes are driven by mimetic rivalries processes. Over the clashes, each opponent adapts its defense system according to his enemy’s one and vice versa. Thus, forms of continuity between the different armed groups are perceptible on the long-time conflict in spite of the ideological differences and historical-political circumstances. These Transformations favor alternative or di-symmetrical strategies, because they aim mostly to symmetrically re-balance the differential of power with the opponent. They involve innovations impacting the whole society, suggesting the existence of war mechanisms which affect societies for and through the war. The highly polemic nature of the region’s societies ensues from these mechanisms as well as the survival of different forms of irregular combatants within them. Based on these forms, it could be proposed a typology of the partisan’s contemporary figures, including the Islamic State, the Palestinian and Lebanese armed groups, as well as the issue of the religious-nationalist settlers’ violence in the Palestinian Occupied Territories. This plurality of the modern partisan warfare patterns provides tools for analyzing the evolutions of violence forms in the region (chain crisis, disintegration of nation states, revolutionary uprisings, etc.).

La ménopause est un facteur de risques associé au développement des maladies métaboliques. Du fait de ce déficit hormonal, les femmes ménopausées pourraient présenter des risques particuliers une fois exposées à des agents chimiques capables de perturber le système endocrinien. Pour en savoir plus, nous avons mis au point un modèle de souris ovariectomisées supplémentées ou non en œstradiol (E2), et exposées de manière chronique à un mélange de polluants (TCDD, PCB153, DEHP et BPA) ajoutés à une alimentation obésogène. Chaque polluant est utilisé à une dose équivalente à la Dose Journalière Tolérable, et l’exposition recouvre différents stades de développement, incluant ou non la période maternelle (gestation + lactation). Nos résultats indiquent qu’en condition d’obésité induite par le régime, l’ovariectomie accentue la prise de poids, l’intolérance au glucose et l’insulino-résistance chez les souris femelles adultes. Ce phénotype est associé à une diminution de la signalisation œstrogénique dans le foie et une dérégulation de l’adipogenèse et de l’inflammation dans le tissu adipeux. De manière intéressante, le mélange de polluants réduit l’impact délétère de l’ovariectomie sur le phénotype métabolique, possiblement par une amélioration de la signalisation œstrogénique dans le foie et le tissu adipeux. Nos résultats suggèrent fortement que ces effets dépendent d’une exposition maternelle. En conclusion, nous montrons que notre mélange de polluants possède une activité œstrogéno-mimétique. Ceci pourrait avoir une implication dans la compréhension du rôle des polluants environnementaux dans le développement des maladies métaboliques chez la femme en transition ménopausique / Menopause is a risk factor associated with the development of metabolic diseases. Because of estrogen deficiency, postmenopausal women may be at particular risk when exposed to chemical agents that can disrupt the endocrine system. To get more insight, we have developed a model of ovariectomized mice supplemented or not with estradiol (E2), and chronically exposed to a mixture of pollutants (TCDD, PCB153, DEHP and BPA) added to an obesogenic diet. Each pollutant was used at a dose close to the Tolerable Daily Intake dose, and the exposure had covered different stages of development, including or not the maternal period (gestation + lactation). Our results indicate that in diet-induced obesity, ovariectomy triggered weight gain, increase glucose intolerance and insulin resistance. This phenotype was associated with decreased estrogenic signaling in liver and deregulation of adipogenesis and inflammation in adipose tissues. Interestingly, the mixture of pollutants reduced the deleterious impact of ovariectomy on the metabolic phenotype, possibly through an alleviation of estrogenic signaling in both liver and adipose tissues. These data were not reproduced in mice not exposed to pollutants during the maternal life. In conclusion, the mixture of pollutants displayed some estrogeno-mimetic activity. This could have implications in understanding the role of environmental pollutants in the development of metabolic diseases in women in menopausal transition.

Les glioblastomes (GBs) sont les tumeurs primitives du SNC les plus agressives de l’adulte. Les causes d’échec thérapeutiques sont multiples, comme une résistance des cellules tumorales à l’apoptose, l’existence de cellules souches cancéreuses ou un microenvironnement pro-tumoral. La découverte de molécules thérapeutiques qui pourraient avoir une action pléiotrope est particulièrement attractive. Dans ce contexte nous nous sommes intéressés aux mimétiques de Smac (MS), antagonistes des inhibiteurs de l’apoptose (IAP), qui inhibent le plus souvent cIAP1, cIAP2, XIAP et ML-IAP. Nous avons recherché si les IAP pouvaient être des cibles thérapeutiques dans les GBs humains en étudiant leur expression et leurs valeurs pronostiques éventuelles : les IAP sont exprimés dans les GBs et ML-IAP est associé à un plus mauvais pronostic. Nous avons choisi d’utiliser pour la suite de nos expériences, un MS qui avait une action sur les IAP et en particulier ML-IAP : le GDC-0152. Le GDC-0152 induit l’apoptose in vitro, augmente la survie des souris porteuses de GB et ralentit la croissance tumorale in vivo. Ensuite nous avons recherché si l’effet du GDC-0152 pouvait être différent en fonction du taux d'oxygène. En effet, les GBs sont des tumeurs hypoxiques. Nous avons cultivé en normoxie et en hypoxie, quatre lignées de cellules souches de GBs. En normoxie, le GDC-0152 induit la différenciation des cellules souches (voie NF-κB) et en hypoxie il induit l’apoptose et diminue la prolifération cellulaire (voie ATR).Ces travaux soulignent l’importance du modèle préclinique utilisé dans la caractérisation de l'effet de nouvelles molécules et le potentiel thérapeutique des MS dans les GBs. / Glioblastomas (GBs) are the most aggressive primary brain tumors in adults. The causes of therapeutic failure are unknown and are multiples, such as tumor cell resistance to apoptosis, the presence of cancer stem cells or a pro-tumor microenvironment. Thus, the discovery of therapeutic molecules with pleiotropic action is particularly interesting. In this context, we are interested in smac mimetics (SM), antagonists of inhibitor of apoptosis proteins (IAPs) and most often antagonize cIAP1, cIAP2, XIAP and ML-IAP.We investigated whether IAPs could be attractive therapeutic targets in human GBs by studying their expression and their possible prognostic values. All IAPs were expressed in various degrees in GBs and ML-IAP was associated with a worse prognosis. Therefore, we chose GDC-0152 for the rest of our experiments because it antagonizes the different IAPs and in particular ML-IAP. We showed that GDC-0152 induces apoptosis in vitro, increases the survival of GB-bearing mice and slows tumor growth in vivo.We investigated whether the effect of GDC-0152 could be different depending on the oxygen level. Indeed, GBs are part of the most hypoxic tumors. For this purpose, four GB stem cell lines were grown in normoxia and hypoxia. We found that GDC-0152 has an anti-tumor effect regardless of oxygen level, but the signaling pathways involved were different. In normoxia, GDC-0152 induces differentiation of GB stem cells (NF-κB pathway) and in hypoxia it induces apoptosis and decreases cell proliferation (ATR pathway).This work highlights the importance of the preclinical model used in the characterization of a new molecule effects and the therapeutic potential of SM in GBs.

Les cancers de l’ovaire demeurant particulièrement meurtriers du fait de leur capacité à développer une résistance aux chimiothérapies conventionnelles, il est donc indispensable de mettre en place de nouvelles stratégies thérapeutiques susceptibles de surmonter la chimiorésistance pour améliorer leur prise en charge. Les travaux antérieurs de l’Unité ont démontré que les protéines anti-apoptotiques Bcl-xL et Mcl-1 coopèrent pour protéger les cellules cancéreuses ovariennes contre l’apoptose et que leur inhibition concomitante conduit à la mort des cellules chimiorésistantes. A ce jour, seuls les inhibiteurs de Bcl-xL/Bcl-2 ont démontré une efficacité en clinique, en particulier l’ABT-263 (Navitoclax). En revanche, l’inhibition de Mcl-1 reste problématique dans un contexte clinique. La recherche d’outils pharmacologiques conduisant à l’inhibition ou à l’inactivation de Mcl-1, utilisables en clinique, reste donc un enjeu majeur, d’autant que cette protéine est désormais désignée comme une cible thérapeutique prioritaire dans de nombreuses localisations tumorales. C’est dans ce contexte que mon projet de thèse s’est inscrit, l’objectif étant d’identifier et d’évaluer de nouveaux inhibiteurs pharmacologiques de Mcl-1 synthétisés par des équipes de chimistes. Dans cette optique, mon projet de thèse s’est scindé en deux parties : Dans une première étude, je me suis attachée à cribler in vitro des molécules appartenant à différentes familles chimiques (Oligopyridines dérivées du Pyridoclax, « Lead » de la première génération des oligopyridines précédemment identifié par notre équipe, ou analogues de MIM1) dans le but d’identifier de nouveaux inhibiteurs de Mcl-1 plus actifs que les molécules dont ils dérivent. Ce travail a permis d’identifier la MR31367, une molécule issue du Pyridoclax qui présente une activité pro-apoptotique plus forte que ce dernier sur plusieurs lignées tumorales ovariennes chimioresistantes. Nous avons également pu mettre en évidence sur ces mêmes modèles que plusieurs molécules issues de MIM1 exhibaient une activité pro-apoptotique amplifiée. Cette étude nous a également permi de mettre en évidence une relation structure activité permettant de classer ces molécules en inhibiteurs spécifiques de Mcl-1 et « dual-inhibiteur » de Mcl-1 et Bcl-xL. Dans une seconde étude, mon travail a consisté en l’évaluation préclinique du sel de Pyridoclax. Nous avons étudié l’effet de différentes doses de Pyridoclax administré par différentes voies d’administration, en agent seul ou en combinaison avec l’ABT-263 sur différents modèles tumoraux établis à partir des lignées chimiorésistantes de cancers ovariens. Nous avons ainsi pu mettre en évidence un effet anti-tumoral du Pyridoclax (20 mg/kg/j) administré par voie IV en agent seul sur des 2 modèles des 3 modèles de xénogreffes, et cela sans toxicité avérée. Ces résultats prometteurs ouvrent des perspectives intéressantes quant à l’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques de Mcl-1 pour le traitement des cancers de l’ovaire / Ovarian cancer is the most leading cause of death from gynecologic malignancies because of its late diagnosis and its ability to develop chemoresistance to conventional therapies. It is now essential to develop new therapeutic strategies to overcome this chemoresistance and improve patient care. Our laboratory has demonstrated the overexpression of the Bcl-2 anti-apoptotic proteins Bcl-xL and Mcl-1 and their cooperation to protect ovarian cancer cells from apoptosis. Currently, the clinically relevant pharmacologic inhibition of Bcl-xL is available using ABT-263 (Navitoclax). However, selective direct Mcl-1 inhibition remained a challenge. This protein is one of the most important anti-apoptotic member which is expressed in multiple cancer types and is at the origin of the acquired resistance to chemotherapy and Bcl-2 family inhibitors (Navitoclax, Venetoclax). Thus, Mcl-1 inhibition represents a major challenge for the clinical success of the Bcl-2 family inhibitors. In this context, I was interested in identifying and evaluating new Mcl-1 inhibitors designed and synthetized by different chemistry research teams. My project was focused on two aspects. In the first part, we have evaluated the cytotoxic effect of different molecules derived from 2 Mcl-1 inhibitors, the Pyridoclax from the oligopyridine family and MIM1. The screening of 8 Noxa-mimetic molecules derived from Pyridoclax allowed us to identify MR31367, one of the most potent oligopyridine molecules that shows a stronger anti-apoptotic activity than Pyridoclax (15μM) and sensitizes different chemoresistant ovarian cancer cell lines (IGROV1-R10, SKOV-3 and A2780) to anti-Bcl-xL strategies (ABT-737, siRNA). Furthermore, we have evaluated the pro-apoptotic activity of 14 MIM1 derivative molecules using the same cellular model. This study has demonstrated that most of these derivatives have greater pro-apoptotic activity than MIM1. We have also established the structure-activity relationship leading to classify these molecules as “Mcl-1 inhibitors” or as “dual inhibitors” of Mcl-1 and Bcl-xL.The second part of my project was focused on the preclinical evaluation of Pyridoclax hydrochlorid. We have analyzed the antitumor activity of Pyridoclax hydrochlorid in several subcutaneous xenografts derived from human ovarian cancer cell lines (IGROV1-R10, SKOV-3 and A2780). Different routes of Pyridoclax hydrochlorid administration were tested (oral, IV and IT) and its antitumor effect was analyzed at different doses as single agent or in combination with ABT-263 (100mg/kg). This study highlighted an effective antitumor activity of 20mg/kg of Pyridoclax hydrochlorid administered intravenously as single agent in two of three xenograft models without any side effects. This results open up interesting perspectives for the clinical use of Mcl-1 inhibitors to improve the clinical management of ovarian cancer