Proefschrift Rijksuniversiteit Groningen. / Auteur op omslag: Gerard Schellekens. Met lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands en Engels.

Proefschr. Rijksuniversiteit Groningen. / Met lit. opg.-Met samenvatting in het Nederlands en Spaans.

Les phéochromocytomes et les paragangliomes (PPGL) sont des tumeurs neuroendocrines rares qui se développent aux dépens des paraganglions et qui sont identiquement déterminées dans 40% des cas. Parmi les gènes de prédisposition, les mutations du gène SDHB qui code pour l’une des sous-unités catalytiques de la succinate déshydrogénase mitochondriale constituent un facteur de risque de phénotype métastatique associé à un mauvais pronostic. Mon travail de thèse avait pour objectif d’élucider le lien entre les mutations du gène SDHB et la malignité des PPGL par l’étude du rôle du microenvironnement tumoral et en particulier de la matrice extracellulaire (MEC) dans le processus métastatique. L’analyse transcriptomique de l’expression de 310 gènes associés a la MEC dans 188 PPGL humains de la cohorte COMETE, a mis en évidence une régulation spécifique de ces gènes dans les tumeurs présentant des mutations SDHx. J’ai utilisé un modèle murin de cellules chromaffines déficientes en succinate déshydrogénase, les cellules Sdhb-/-, en comparaison avec les cellules sauvages (wild-type, WT). Les cellules Sdhb-/‐ possèdent des capacités migratoires et adhésives accrues dues a l’accumulation de succinate inhibant les dioxygénases dépendantes du 2‐oxoglutarate (2‐OG). J’ai mis en évidence que la MEC secrétée par les cellules Sdhb‐/- est capable d’augmenter les capacités migratoires et d’adhésion des cellules WT. Inversement, la MEC secrétée par les cellules WT diminue la migration et l’adhésion des cellules Sdhb-/-. Ainsi, les cellules Sdhb‐/- semblent secréter une matrice qui favorise le replacement des cellules et donc leur potentiel métastatique. Afin d’identifier les acteurs responsables de ce phénotype particulier nous avons analyse le sécrétome de la MEC : le matrisome des cellules Sdhb-/- et des WT, nous permettant d’identifier la fibronectine, cible de l’hypoxie, comme l’une des protéines majeures de la MEC secrétée par les cellules Sdhb-/‐. J’ai montré que la fibronectine augmente de façon drastique la migration et l’adhésion des cellules WT et qu’elle participe a la migration des cellules Sdhb‐/-. L’analyse du transcriptome et du matrisome des cellules Sdhb-/- a également mis en évidence la surexpression de nombreux collagènes et en particulier le gène Col4a2 qui code pour l’un des composants majoritaires des membranes basales. J’ai montré que malgré l’accumulation de succinate dans les cellules Sdhb-/-, les collagènes hydroxylases 2-OG dépendantes, restent probablement actives ce qui permet la maturation des collagènes puis leur sécrétion dans le milieu extracellulaire. Cependant, le collagène IVα2 est fragmenté dans les cellules Sdhb-/- suggérant des modifications après sa sécrétion. J’ai ainsi montré que l’activation de la MMP9 dans les cellules Sdhb‐/-, participe à la dégradation du collagène IVα2. L’ensemble de ces résultats a ainsi révélé l’existence d’un remodelage de la MEC spécifique aux cellules Sdhb‐/- qui favorise le phénotype métastatique en promouvant notamment la migration et l’adhésion cellulaire. En parallèle de ce travail et dans le cadre d’un projet collaboratif, j’ai montré que seules les cellules Sdhb-/- sont capables d’induire le processus d’angiogenèse compare aux cellules WT et de le maintenir en faisant croître des vaisseaux pré-existants en 3-dimensions. Au sein de la même collaboration, j’ai également travaillé sur la mise au point d’une lignée humaine de cellules chromaffines tumorales en 3-dimensions à partir de culture primaire de PPGL humains. Ce travail se poursuit actuellement et pourrait donner lieu à la mise au point des premières conditions expérimentales permettant de cultiver ces cellules in vitro. / Pheochromocytomas and paragangliomas (PPGL) are rare neuroendocrine tumors, which arise from paraganglia and are genetically determined in 40% of cases. Among the predisposition genes, mutations in the SDHB gene, which encodes the catalytic core subunit of the mitochondrial enzyme, succinate dehydrogenase, are associated with malignancy and poor prognosis. The main objective of my thesis project was to elucidate the link between SDHB mutations and PPGL malignancy by studying the role of tumor microenvironment and in particular of the extracellular matrix (ECM) in the metastatic process. The transcriptomic analysis of 310 ECM‐associated genes in 188 human PPGL of the COMETE collection showed a specific regulation of ECM-encoding genes in SDHx-mutated tumors. I used a mouse model of Sdhb deficient chromaffin cells compared to their wild-type (WT) counterparts. Sdhb-/- cells display increased migratory and adhesive capacities cause by succinate accumulation that inhibit 2-oxoglutarate (2--‐OG) dependent dioxygenases. I showed that the ECM secreted by Sdhb‐/- cells is able to increase migration and cell adhesion of WT cells. Conversely, the ECM secreted by WT cells decreases migration and adhesion of Sdhb-/- cells. Hence, Sdhb-/- cells seem to secrete an ECM promoting cell motility and thus their metastatic potential. To identify specific ECM components responsible for this particular phenotype, we analyzed the ECM secretome, i.e. the matrisome, of both cells types. This study identified fibronectin as one of main ECM protein secreted by Sdhb-/- cells. I showed that fibronectin drastically increases migration and adhesion of WT cells and participates to Sdhb- /- cells migration. Sdhb-/- transcriptome and matrisome analyses also highlighted the overexpression of many collagens and in particular Col4a2 encoding one of main component of basement membranes. I demonstrated that despite succinate accumulation in Sdhb‐/- cells, 2-OG dependent collagen hydroxylases remain apparently active, allowing collagen maturation and their subsequent secretion in the extracellular space. Besides, collagen IVα2 is fragmented in Sdhb-/‐ cells suggesting post-excretion modifications. I showed that MMP9 activation in Sdhb‐/‐ cells, participates to collagen IVα2 degradation. Alltogether, these results revealed the existence of Sdhb‐/- specific remodelling of the ECM which may promote mestastatic phenotype by inducing migration cell and adhesion. In parallel, and as a part of a collaborative project, I showed that Sdhb‐/- chromaffin cells (but not WT cells) are able to induce the angiogenic process and to maintain the growth of pre-existing vessels in 3-dimensions. Within the same collaboration, I also worked on the development of a human tumoral chromaffin cells line using 3-dimensions spheroid cultures of human PPGL. This work is ongoing and could lead to the development of the first experimental conditions for growing human PPGL cells in vitro.

Proefschr. Rijksuniversiteit Groningen. / Met lit. opg.-Met samenvatting in het Nederlands en Slovaaks.

Proefschr. Rijksuniversiteit Groningen. / Met lit. opg.-Met bibl.-Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met lit. opg. - Samenvatting in het Nederlands.

Thesis Erasmus University Rotterdam. / ook verschenen in gedrukte versie. With bibliogr., with a summary in Dutch.

Proefschrift Rijksuniversiteit Groningen. / Auteursnaam op omslag: Jaap J.D. de Jong. Met lit.opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Les zéolithes sont des matériaux aluminosilicates nanoporeux largement utilisés dans l'industrie pour la filtration de l'eau, la séparation de gaz et le craquage des bruts pétroliers. Leurs propriétés d'adsorption et de catalyse sont reliées à la géométrie de leur réseau poreux d'une part et aux cations qui sont présents à leur surface d'autre part. Dans cette thèse, nous étudions par simulation moléculaire l'adsorption de molécules polaires, i.e. l'eau et le méthanol, dans deux zéolithes sodiques de type Faujasite. L'objectif de ce travail est d'étudier l'effet de la présence de molécules adsorbées sur la position et la dynamique des cations sodium et inversement l'effet des cations sur l'adsorption et la diffusion des molécules d'adsorbat. Nous nous sommes tout d'abord attachés à simuler par la méthode Monte Carlo le processus d'adsorption en fonction de plusieurs paramètres: i) répartition et densité des substitutions Si/Al, ii) valeur des charges électriques portées par le réseau zéolithique et iii) nature des potentiels d'interaction. Nous avons ainsi pu simuler les isothermes et les chaleurs d'adsorption d'une part et d'autre part la redistribution cristallographique des cations en fonction du nombre de molécules adsorbées, Nous nous avons ensuite porté notre intérêt à l'aide de la méthode de Dynamique Moléculaire, aux propriétés dynamiques (diffusion, transport) du système molécules adsorbées/cations/zéolithe. L'originalité de ce projet réside dans l'utilisation de ces deux techniques complémentaires qui permettent d'accéder aux propriétés thermodynamiques, structurales et dynamiques de tels systèmes. Les résultats de ces simulations sont comparés, en particulier, à ceux obtenus expérimentalement par Spectroscopie de Relaxation Diélectrique. / Zeolites are nanoporous aluminosilicate materials which attract a great deal of attention because of their use in industry for water filtration, phase separation and for cracking of crude oil. Their adsorption and catalysis properties depend on their pores geometry and on the cations which are located at their surface. In this work, we study by means of molecular simulation techniques the adsorption of polar molecules, i.e; water and methanol, in two zeolites type Faujasite. The aim of this study is to determine, on the one hand, the effect of the adsorbate on the cation distribution and dynamics at the surface of the zeolite and, on the other hand, the effect of the cation density on the adsorption and diffusion of the adsorbate molecules. We first simulate by Monte Carlo methods the adsorption of water and methanol and investigate the influence of several parameters: i) localisation and density of Si/Al substitution, ii) electrical charges at the nanopore surface and iii) expression of the interaction potential between the various atoms of the considered system. We thus calculated isotherms and heat of adsorption as well as the crystallographic re-localisation of the sodium cation as a function of the adsorbed molecule loading. . Then, we study by Molecular Dynamics the dynamics of the system adsorbate/cations/zeolite. The originality of this project lies in the use of both Molecular Dynamics and Monte Carlo techniques, which are complementary to study the thermodynamic, structural and dynamical properties of confined systems. Our simulation results are compared with those obtained by means of Dielectric Relaxation Spectroscopy experiments.