La stéaroyl Co-A désaturase (SCD) est l’enzyme clé du métabolisme des acides gras mono-insaturés (AGMI). Son activité 9 désaturase introduit une double liaison cis en position 9 des acides gras saturés (AGS), formant des AGMI. Une altération de la voie de biosynthèse des AGMI est impliquée dans de nombreuses pathologies, telles que le cancer et les maladies cardiovasculaires. Les cellules cancéreuses présentent une synthèse de novo en acide gras accrue avec une accumulation d'AGMI. Ce changement dans le métabolisme des acides gras est associé à la surexpression de la SCD1. Plusieurs études ont démontré que l'inhibition de SCD1 conduit au blocage de la prolifération et l'induction de l'apoptose dans les cellules cancéreuses. Néanmoins, les mécanismes d'activation mort cellulaire restent à être mieux compris. Dans cette étude, nous avons démontré que l’extinction de SCD1 par siRNA, inhibiteur synthétique ou naturel induit l’abolition de la synthèse de novo AGMI dans les cellules cancéreuses ou non. L’activation de la mort cellulaire par apoptose lors de l’inhibition de SCD1 n’est observée que dans les cellules cancéreuses. En outre, la déplétion en SCD1 induite un stress du réticulum endoplasmique, ces caractéristiques étant l’épissage de l'ARNm XBP1, la phosphorylation de eIF2α et augmentation de l'expression CHOP. Toutefois, l'activation du stress du RE lors de l’abolition de SCD1 est particuliers puisque nous ne mettons pas en évidence de modification de l’expression de la protéine chaperonne GRP78, une autre caractéristique du stress du RE. Enfin, nous avons montré que l'induction de CHOP participe à l’activation de la mort cellulaire lors de l’extinction de SCD1. En effet, la surexpression de constructions dominants négatifs et anti-CHOP restaure partiellement la viabilité des cellules cancéreuses déplétées en SCD1. Pour conclure, ces résultats suggèrent que l’inhibition de la synthèse de novo en AGMI via l’extinction de SCD1 pourrait être une cible thérapeutique prometteuse contre le cancer en induisant la mort cellulaire par l’activation de la voie du stress du réticulum endoplasmique et du facteur de transcription CHOP. Nous nous sommes également intéressés à la régulation de SCD par différents AGMI dans un modèle cellulaire en lien avec la pathologie athéromateuse. De nombreux facteurs de risque participent au développement de cette pathologie, parmi lesquels les acides gras trans (AGT). En effet, des études épidémiologiques ont mis en corrélation la consommation d’AGT d’origine industrielle et le risque de maladie cardiovasculaire. Les AGT pourraient jouer leurs effets athérogènes par l’altération du métabolisme lipidiques des cellules vasculaires. L'accumulation de lipides dans les cellules musculaires lisses vasculaires (CML) est une caractéristique de l'athérosclérose et une conséquence de la lipogenèse accrue. L’expression de la SCD est associée à l'induction de la lipogenèse et développement de l'athérosclérose. Nous nous sommes intéressés à la régulation de l'activité SCD1 dans les CML exposés à des isomères d’AGMI en C18 [l’acide cis-9oléique(OL), l'acide trans-11 vaccénique (TVA) ou l’acide trans-9 élaïdique (ELA)]. Nous avons montré que la SCD, présente dans les CML était régulée différemment selon l’isomère en C18 :1. En effet, nous observons une augmentation de l’expression et de l’activité de SCD1 sous l’effet d’un traitement par ELA et une diminution importante pour le traitement par OL. L’effet du TVA sur l’expression et l’activité dans les CML reste modeste mais une diminution est néanmoins trouvée. Nous avons corrélé l'activité de SCD avec son niveau d'expression protéique. En effet, celle-ci est augmentée par l’ELA et diminuée par l'OL. Cette régulation n’est pas post-traductionnelle et l’expression de SCD1 lors des traitements par l’OL et l’ELA est moduler au niveau transcriptionnel.Pour conclure, nous avons démontré une modulation de l'activité SCD par des AGMI (C18: 1) de configuration cis et [...] / Stearoyl Co-A desaturase (SCD) is the key enzyme of the metabolism of mono-unsaturated fatty acids (MUFA). Its activity  9 desaturase introduces a double bond cis in position 9 of saturated fatty acids (SFA), induced formation of MUFA. Impaired biosynthesis of MUFA is involved in many diseases such as cancer and cardiovascular disease. Cancer cells have a de novo synthesis of fatty acids increased with an accumulation MUFA. This change in the metabolism of fatty acids is associated with overexpression SCD1 which catalyzes the conversion of saturated fatty acids, monounsaturated fat. Several reports have shown that inhibition of SCD1 leads to blockage of proliferation and induction of apoptosis in cancer cells. However, the mechanism of cell death activation remains to be understood. In this study, we demonstrated that the extinction of SCD1 by siRNA, synthetic or natural inhibitor induces the abolition of de novo MUFA synthesis in cancer cells or not. SCD1 inhibition activates cell death by apoptosis only in cancer cells. In addition, depletion of SCD1 induced endoplasmic reticulum stress, these features being XBP1 mRNA splicing, phosphorylation of eIF2α and increased expression of CHOP. However, activation of ER stress in the abolition of SCD1 is special because we do not show changes in expression of the chaperone protein GRP78, another characteristic of ER stress. Finally, we showed that induction of CHOP is involved in activation of cell death during shutdown of SCD1. Indeed, overexpression of dominant negative constructs and anti-CHOP partially restores the viability of cancer cells depleted of SCD1. In conclusion, these results suggest that inhibition of de novo synthesis of MUFA through the extinction of SCD1 could be a promising therapeutic target against cancer by inducing cell death through the activation of the stress and endoplasmic reticulum transcription factor CHOP. We are also interested in the regulation of SCD by different MUFA in a cellular model linked with atherosclerotic disease. Many risk factors contribute to the development of this disease, including trans fatty acid (TFA). Indeed, epidemiological studies have correlated the consumption of TFA from industrial sources and the risk of cardiovascular disease. TFA could play their atherogenic effects by altering the lipid metabolism of vascular cells. The accumulation of lipids in vascular smooth muscle cells (SMC) is a feature of atherosclerosis and a consequence of increased lipogenesis. The expression of SCD is associated with the induction of lipogenesis and development of atherosclerosis. We are interested in the regulation of SCD1 activity in SMCs exposed to isomers of MUFA C18 [cis-9 oleic (OL), trans-11 vaccenic acid (TVA) and acid trans -9 elaidic (ELA)]. We showed that SCD which is present in SMC was regulated differently depending on the isomer C18: 1. Indeed, we observed an increase in the expression and activity of SCD1 as a result of treatment with ELA and a significant decrease for treatment with OL. The effect of the TVA on the expression and activity in SMCs remains modest decrease is nevertheless found. We correlated the activity of SCD with its level of protein expression. Indeed, it is increased by the ELA and decreased by OL. This regulation is posttranslational and expression of SCD1 during treatment with the OL and the ELA is modulated at the transcriptional level. To conclude, we demonstrated a modulation of SCD activity by MUFA (C18: 1) cis and trans-mediated regulation of SCD1 gene transcription.

La Mort Cellulaire Programmée (MCP) est un processus essentiel pour plusieurs aspects de la vie des plantes, incluant le développement et les réponses aux stress. Des analyses génétiques ont permis d’identifier plusieurs acteurs clés de la MCP chez Arabidopsis thaliana,, dont l’enzyme MIPS1, qui catalyse une étape limitante de la biosynthèse du myo-inositol (MI), composé cellulaire majeur à l’origine de nombreux dérivés. Une des caractéristiques les plus importantes du mutant mips1, désactivé pour cette protéine, est l’apparition de lésions sur les feuilles de rosette, dépendante des conditions lumineuses et due à de la MCP impliquant la voie de l’acide salicylique. Ces données avaient permis de révéler un rôle du MI, ou de ses dérivés, dans le contrôle de la MCP. Mon travail de thèse a consisté à rechercher et à caractériser des suppresseurs du mutant mips1 par deux approches complémentaires : une approche gène candidat par comparaison de transcriptome et une stratégie de génétique directe suite au crible de mutations secondaires extra-géniques abolissant le phénotype de mort cellulaire de mips1. Les analyses effectuées sur différents suppresseurs ont mis en évidence l’implication de plusieurs facteurs dans la MCP, tels que le facteur de polyadénylation CPSF30, d’une héxokinase ou encore de la protéine PCB2 intervenant dans la biosynthèse de la chlorophylle. La caractérisation de ces suppresseurs a permis de démontrer l’importance de différentes voies comme la maturation des ARNm, le métabolisme carboné primaire ou l’activité chloroplastique dans le contrôle de la MCP dépendante de l’accumulation de MI. Ce travail apporte de nombreuses perspectives, visant à mieux appréhender les différentes voies de régulation de la MCP indispensables pour un développement correct et pour faire face à des stress biotiques et abiotiques chez les plantes. / Programmed cell death (PCD) is essential for several aspects of plant life, including development and stress responses. Mutational analyses have identified several key PCD components in Arabidopsis thaliana, as the enzyme MIPS1 catalysing the limiting step of myo-inositol (MI) synthesis, crucial cellular compound at the root of many derivatives. One of the most striking features of mips1, disrupted for this protein, is the light-dependent formation of lesions on leaves due to Salicylic Acid (SA)-dependent PCD, revealing roles for MI or inositol derivatives in the regulation of PCD. My thesis work was to find and characterize suppressor of mips1 mutant using two complementary approaches: a gene candidate approach by transcriptomic comparisons and a strategy of direct genetic by screening for extra genic secondary mutations that abolish mips1 cell death phenotype. Analysis of different suppressors revealed the involvement of several factors in MCP, such as the polyadenylation factor CPSF30, a hexokinase or the protein PCB2 operating in chlorophyll biosynthesis. Characterization of these suppressors allowed us to demonstrate crucial role of functions as mRNA maturation, primary carbohydrate metabolism or chloroplastic activity in the regulation of MCP depending on MI accumulation. This work brings many opportunities, to better understand the different regulatory pathways of PCD essential for proper development and to cope with biotic and abiotic stress in plants.

L’autophagie est un mécanisme de dégradation lysosomale ubiquitaire impliqué dans la lutte contre les infections. Les agents infectieux ont développé des stratégies pour éviter ou utiliser l’autophagie à leur profit. Cette dégradation peut être hautement sélective grâce à l’intervention de « récepteurs autophagiques », comme p62/SQSTM1, chargés de l’adressage de substrats à la machinerie autophagique grâce à leur interaction avec les protéines de la famille ATG8. Notre équipe a montré que les protéines d’enveloppe du VIH‐1 (Env) déclenchent l’autophagie dans les lymphocytes T CD4. Lorsque ces cellules sont infectées de façon productive, le processus autophagique est bloqué par le virus. Au cours de ma thèse nous avons montré que l’autophagie exerce une fonction anti‐VIH en dégradant sélectivement son transactivateur Tat, via son interaction avec p62. Au contraire, lorsque les cellules cibles ne sont pas productivement infectées, car le cycle viral est interrompu après l’étape d’entrée, l’autophagie n’est pas contrôlée et conduit à la mort par apoptose, suggérant que l’autophagie dégrade sélectivement un facteur de survie cellulaire. Mes travaux de thèse montrent qu’Env induit un stress oxydatif impliqué dans la mort par apoptose des cellules cibles non infectées. Nos résultats préliminaires suggèrent que les peroxysomes seraient des cibles de l’autophagiedans ces conditions. Ces organelles étant chargées de détoxifier la cellule, nous avons donc formulé l’hypothèse que l’autophagie, induite par Env, conduit à la dégradation sélective des peroxysomes, entraînant l’accumulation espèces oxydées dans les cellules cibles et ainsi, leur mort par apoptose. / Autophagy is an ubiquitous degradation pathway involved in innate immunity. Numerouspathogens have therefore developed strategies to block or use the autophagy machinery to their own benefit. This degradation can be highly selective, thanks to the intervention of autophagy receptors, like p62/SQSTM1, involved in the specific targeting of substrates to autophagosomes after their interaction with the ATG8 family of autophagic proteins. Our team has demonstrated that the HIV‐1 envelope proteins (Env) are responsible for autophagy triggering in CD4 T lymphocytes. If the target cells become productively infected, the autophagy process is blocked by the virus. During my thesis, we report that autophagy exerts an anti‐HIV effect by selectively degrading the HIV‐1 transactivator Tat, via its interaction withp62. On the contrary, if the target cells are not productively infected because the viral cycle is interrupted after the entry step, autophagy is not controlled and leads to apoptosis. These results suggest that the degradation of cellular components could be responsible for the induction of apoptosis. My thesis work indicates that Env induces an oxidative stress in the uninfected target cells and that this stress is involved in their death. Our preliminary results suggest that the peroxisomes would be targeted to autophagic degradation in these conditions. As these organelles are involved in the detoxification of the cells, we have made the assumption that Env‐induced autophagy triggers the selective degradation of these peroxisomes that leads to the accumulation of reactive oxygen species, and ultimately to apoptotic cell death.

Les aptamères peptidiques sont des protéines combinatoires capables de moduler spécifiquement une fonction de leur cible. Une sélection fonctionelle d’aptamères peptidiques capables d’inhiber la mort cellulaire Bax-dependante chez la levure et en cellules mammaifères a été effectuée. Deux aptamères peptidiques ont été sélectionnés (Apta-32 et Apta-34). L’objectif de ce travail de thèse a été de caractériser ces deux aptamères peptidiques et leur(s) cible(s) dans le contexte de la mort cellulaire Bax-dependante. La première partie est l’étude de l’Apta-34 qui cible une protéine (C34) contenant un domaine de mort et ayant des fonctions pro-apoptotiques. Nous avons montré que lors de l’induction de l’apoptose, C34 est transloquée du noyau (sa localisation principale) au cytoplasme. Dans les mêmes conditions, Apta-34 co-localise avec C34 dans le noyau, empêchant, ou du moins retardant, sa sortie du noyau. De plus nous avons identifié le site de liaison d’Apta-34 sur C34, qui est localisé dans les 215 amino acides en N-terminale de la protéine, une région qui contient un site prédictif d’export nucléaire. Finalement, nous avons montré que la délétion de l’homologue de C34 protège contre la mort induite par hBax en levure. La seconde partie est l’étude d’Apta-32 qui cible deux paralogues (C32a et b) d’une famille de protéine impliquée dans le traffic membranaire dans les voies de l’endocytose. Nous avons montré qu’Apta-32 se lie à un domaine fonctionnel de C32. Des études in silico de docking ont permis d’identifier trois sites distincts de liaison d’Apta-32 sur ce domaine. Le site dominant est composé d’acides aminés qui partagent des propriétés physico-chimiques communes entre les différents interacteurs d’Apta-32 (C32a, C32b et l’homologue levure) mais pas avec des homologues qui ne lient pas Apta-32. De plus un screening double hybride d’une banque de cDNA levure a permis d’identifier des cibles mevure d’Apta-32. Finalement, des études préliminaires chez l’embryons de drosophile, permettent de suggérer que l’expression d’Apta-32 peut entraîner un défaut de la phagocytose. Cette étude a permis d’identifier des régulateurs de la mort cellulaires impliqués dans deux processus cellulaires distincts. / Peptide aptamers are small combinatorial proteins able to specifically modulate a function of their target. A functional selection of peptide aptamers able to inhibit Bax-dependent cell death in yeast and mammalian systems has been performed. Two peptide aptamers have been selected (Apta-32 and Apta-34). The aim of this thesis project was to characterize those two inhibitory peptide aptamers and their targets in order to understand their function in the Bax-dependent cell death. The first part focuses on Apta-34 that targets a Death Domain-containing protein (T34) that has pro-apoptotic functions. We showed that during the induction of apoptosis T34 translocates from nucleus (its major localization site) to the cytoplasm. In the same conditions, Apta-34 co-localizes with T34 in the nucleus, inhibiting or at least delaying its exit from the nucleus. Moreover we identified that Apta-34 binds to the well conserved 215 N-terminal amino acids of T34 that contains a putative Nuclear Export Signal. Finally we showed that the deletion of its homologue prevents hBax-induced cell death in yeast. The second part focuses on Apta-32 that targets two paralogues (T32a and b) of a family of proteins involved in the endocytotic membrane trafficking. We showed that Apta-32 is binding to a functional domain of T32. By in silico docking studies we identified 3 distinct binding sites of Apta-32 on this domain. The dominant binding site is composed by amino acid that share physico-chemical properties between binders of Apta-32 (T32a, T32b and a yeast homologue) but not with homologues that do not bind Apta-32. Moreover we identified yeast targets of Apta-32 by yeast two hybrid yeast cDNA library screening. Finally preliminary observations on drosophila embryos expressing Apta-32 suggest that Apta-32 expression could lead to a defect on phagocytosis. This study leads to the identification of regulators of the cell death acting on two distinct pathways.

Le diabète et/ou l’obésité sont associés à la stéatose hépatique non-alcoolique (SHNA). Cette maladie du foie affecte environ un tiers de la population nord-américaine. Elle peut progresser vers un stade d’inflammation, de stress oxydatif et de fibrose appelé la stéatohépatite pouvant éventuellement entraîner le développement d’un cancer primitif du foie comme le carcinome hépatocellulaire (CHC). Cependant, les mécanismes reliant la diète, les maladies métaboliques et le développement du cancer sont complexes et peu connus. Le coactivateur transcriptionnel PGC-1α est un important régulateur du métabolisme énergétique de la cellule et la perte de ce dernier mène à un métabolisme nutritionnel inefficace, ainsi qu’à des défauts mitochondriaux importants. Fait intéressant, une réduction de PGC-1α est retrouvée chez les patients atteints de la maladie du foie gras non-alcoolique (SHNA) et du carcinome hépatocellulaire (HCC). Nous avons précédemment démontré qu’une réduction de PGC- 1α dans le foie murin en combinaison avec une diète obésogène peut provoquer l’apparition de la stéatohépatite. Cependant, le rôle causal de PGC-1α dans le cancer du foie associé à la diète demeure inconnu. Ensuite, un variant génétique de PGC-1α (SNP rs8192678) modifie un résidu glycine en sérine à la position 482 (PGC-1α G482S) chez l’humain et mène à une perte de stabilité protéique dans des cellules hépatiques humaines. Ce polymorphisme est associé au développement de maladies métaboliques, mais son impact sur le cancer demeure inconnu. Enfin, le gène de PGC-1α (PPARGC1A) est régulé par deux promoteurs (proximal et alternatif) donnant naissance à différents isoformes (PGC-1α1-4) de fonctions inconnues. L’action indépendante de ces variants pourrait fournir des indices quant au paradoxe entourant les recherches sur PGC-1α. Nous posons l’hypothèse principale que la perte d’expression de PGC-1α dans le foie favorise le développement du cancer hépatique en réponse à une diète riche en gras/fructose et à l’agent carcinogène diéthylnitrosamine. Dans cette thèse, nous montrons que la perte de PGC-1α favorise le développement du cancer du foie dans un modèle murin combinant une diète obésogène et un carcinogène hépatique. En effet, PGC-1α est nécessaire au maintien de l’expression du marqueur épithélial E-cadhérine et à la réponse cellulaire (apoptose, yH2AX) face aux dommages hépatiques. Nous montrons également que le variant G481 stabilise PGC-1α au niveau protéique et a un effet protecteur contre le cancer du foie chez la souris. Enfin, à l’aide d’expériences in vivo et in vitro nous montrons que la forme canonique PGC-1α1 et le variant PGC-1α4 exercent des rôles distincts sur la mort des cellules hépatiques en réponse à l’inflammation. En conclusion, cette thèse apporte de nouvelles connaissances sur les fonctions de PGC-1α au sein des complications hépatiques associées aux maladies métaboliques et inflammatoires. / Diabetes and obesity are associated to nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD). This pathology affects approximately 30% of the population in North America. It ranges from simple steatosis to a more severe necro-inflammatory form called nonalcoholic steatohepatitis (NASH) that can ultimately lead to cirrhosis and primary liver cancer, such as hepatocellular carcinoma (HCC). However, the relationship between diet, metabolic disorders, and cancer development is poorly understood. PGC-1α is a transcriptional coactivator that regulates cellular energy metabolism. Loss of PGC-1α can lead to inefficient nutrient metabolism and severe mitochondrial defects. Interestingly, patients with NAFLD/NASH and HCC exhibit reduced levels of hepatic PGC-1α. We have previously shown that low hepatic PGC-1α combined with an obesogenic diet leads to hallmarks of NASH in mice. However, whether low hepatic PGC-1α reflects a cause or a consequence of liver cancer remains to be determined. Furthermore, a single nucleotide polymorphism within the PPARGC1A coding sequence (SNP rs8192678) leads to a switch between glycine to serine residue at position 482 (PGC-1α G482S) in humans and is associated with reduced protein stability in human liver cells. This SNP is associated with metabolic disorders, but its impact on liver cancer remains un- known. Lastly, the PGC-1α gene (PPARGC1A) is regulated by two promoters (proximal and alternative) that give rise to different isoforms (PGC-1α1-4) of unknown functions. Independent actions of these isoforms could provide a plausible explanation for the paradox observed in previous studies covering the role of PGC-1α. We proposed the general hypothesis that loss of hepatic PGC-1α promotes diet-associated liver cancer development in mice through increased susceptibility to hepatotoxicity. In this thesis, we show that loss of hepatic PGC-1α promotes diet-associated liver cancer in mice. Indeed, PGC-1α is essential to maintain E-cadherin expression and liver cell response (apoptosis, yH2AX) to damage. We also show that G481 variant stabilizes hepatic PGC-1α protein and protects against liver cancer development in mice. Finally, using in vivo and in vitro experiments we show that canonical PGC-1α1 and the PGC-1α4 variant differentially regulate liver cell apoptosis in response to inflammatory signaling. In conclusion, this thesis sheds new light on the role of PGC-1α in liver complications associated with metabolic disorders and inflammation.

La pandémie de l'obésité entraine une augmentation de la prévalence des maladies chroniques du foie ou stéatopathies métaboliques (NAFLD). Le spectre des NAFLD va de la stéatose caractérisée par une accumulation de lipides dans le foie à la stéatohépatite (NASH) associant une inflammation, de la mort hépatocytaire et de la fibrose. Lors de l'obésité, l'élévation de signaux de dangers métaboliques perturbe les fonctions du réticulum endoplasmique (RE) essentielles pour l’homéostasie cellulaire. Les perturbations sont transmises par 3 senseurs : IRE1α, ATF6 et PERK pour activer une réponse adaptative. Si ce stress est sévère ou devient chronique, la cellule enclenchera une réponse terminale apoptotique. La protéine Bax Inhibitor-1 (BI-1) pourrait jouer un rôle hépatoprotecteur en inhibant l’hyperactivation de la voie de signalisation IRE1α.En combinant des études chez l’homme et dans des modèles animaux, l’objectif de cette étude était de mieux caractériser l'activation chronique du stress du RE dans les NAFLD. Ce travail a émis l’hypothèse qu’une déficience en BI-1 entrainerait l’activation soutenue de la voie IRE1α qui serait responsable de la transition de la stéatose à la NASH. Cette étude s'intéresse au dialogue potentiel entre le stress du RE et l’activation de l'inflammasome NLRP3, qui induit la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires (IL-1β, IL-18) grâce aux caspases pro-inflammatoires (caspase-1, caspase-4/11). L’utilisation d’un inhibiteur global du stress du RE ou des inhibiteurs pharmacologiques spécifiques à la voie IRE1α améliorerait les caractéristiques pathophysiologiques de la NASH et pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques. / Due to the obesity pandemic, the last decades have been marked by a constantly increasing prevalence of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). NAFLD covers a spectrum of hepatic disorders ranging from steatosis, characterized by the ectopic accumulation of lipids in the liver, to steatohepatitis (NASH), featuring inflammation, hepatocellular death and fibrosis. During obesity, an increase in metabolic danger signals leads to disrupted endoplasmic reticulum (ER) function, essential for cellular homeostasis. The resulting ER stress activates a signaling network involving three sensors: IRE1α, ATF6 and PERK to enforce adaptive programs. If this stress is severe or becomes chronic, the cell will trigger a terminal apoptotic response. The protein Bax Inhibitor-1 (BI-1), as a negative endogenous regulator of the IRE1α signaling pathway in the liver, may play a hepatoprotective role.By combining data from obese patients with liver complications and experimental approaches in mice, this thesis aimed to better characterize the chronic activation of ER stress in NAFLD pathogenesis. This work also emitted the hypothesis that a deficiency in BI-1 leads to unrestrained IRE1α signaling that may be responsible for the steatosis to NASH transition. This study further investigated the potential dialogue between ER stress and the activation the NLRP3 inflammasome, which induces the secretion of pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-18) by activating pro-inflammatory caspases (caspase-1, caspase-4/11). The administration of a broad spectrum ER stress inhibitor or specific inhibitors of IRE1α improved the pathophysiological features of NASH and may open novel therapeutic perspectives.

Les cellules Natural Killer (NK) représentent une population de cellules innées lymphoïdes aux fonctions anti-infectieuses et antitumorales. Les leucémies aiguës lymphoblastiques pré-B (LAL pré-B) constituent le cancer de l’enfant le plus fréquent et ont été décrites comme résistantes à la cytotoxicité médiée par les NK bien que les bases moléculaires demeurent inconnues.L’objectif de ces travaux a été de caractériser cette résistance. En développant un essai de cytotoxicité par cytométrie en flux et en utilisant des cellules effectrices activées in vitro, nous avons établi la sensibilité retardée des LAL pré-B à la cytotoxicité NK : initialement résistantes après 4h d’incubation, elles sont fortement tuées après 25h.Cette cytotoxicité est contact-dépendante mais ni la voie de l’exocytose des granules cytotoxiques ni celle des récepteurs de mort n’y contribuent. La mort cellulaire des cibles est de profil apoptotique mais indépendante des caspases ; la signalisation mitochondriale l’amplifie partiellement. Interférer avec les dérivés de l’oxygène par un antioxydant diminue la cytotoxicité. Nous montrons que les cellules NK de patients atteints de granulomatose septique chronique liée à l’X présentent un défaut de cette nouvelle cytotoxicité. Nous démontrons l’expression par les NK des composants clefs d’une NADPH oxydase distincte du complexe utilisé par les phagocytes. Nos travaux établissent l’existence d’une voie de cytotoxicité non conventionnelle et en définissent les principaux prérequis moléculaires. / Natural Killer (NK) cells are innate lymphoid cells with anti-infectious and anti-tumoral activities. Among neoplasia, pre-B acute lymphoblastic leukemias (pre-B ALL) represent the most common form of cancer in childhood and were shown to be resistant to NK cell mediated cytotoxicity although the mechanisms explaining this phenomenon are incompletely understood.In the present work, we investigated the relative immune resistance of pediatric pre-B ALL targets to activated NK cells. We developed a flow cytometry based cytotoxicity assay to assess the NK activity and the involvement of long term cytotoxic pathways. Although pre-B ALL blasts were strongly resistant at 4h, we found a considerable delayed NK killing at 25h.Further investigations revealed that cell contact was mandatory for efficient killing but also that neither the granule exocytosis nor the death receptor pathway were involved. Target cell death was caspase independent but mitochondria signaling amplified it. We then showed that NK cells from patients with X-linked chronic granulomatous disease could not kill efficiently ALL blasts and that NK cells expressed key components of a NADPH oxidase complex that was distinct from the phagocyte type. Our work reveals an uncharacterized effector pathway among cytotoxic lymphocytes and establishes key molecular requirements for this unconventional pathway.

Les inhibiteurs de poly(ADP-ribose) polymérase (PARPi) ciblent sélectivement les cellules porteuses de défauts des voies de réparation de l’ADN tels que les mutations de BRCA1/2 et les défauts d’ERCC1. Sur le plan clinique, plusieurs PARPi ont été approuvés pour le traitement des cancers BRCA-mutés ou platine-sensibles du sein et de l’ovaire, et des essais cliniques sont en cours pour évaluer l’efficacité des PARPi dans le cancer bronchique non-à-petites cellules (CBNPC) platine-sensible. Alors que les PARPi ont un fort potentiel thérapeutique dans les cancers comportant des défauts de réparation de l’ADN, de plus en plus d’essais cliniques évaluent également l’efficacité de ces médicaments en combinaison avec les « inhibiteurs d’immune checkpoints » (ICI) dans diverses populations de patients. Dans ce contexte, il est essentiel de mieux comprendre comment les PARPi modulent la réponse immunitaire anti-tumorale, et d’étudier le potentiel immunologique inhérent de ces médicaments.Dans cette étude, nous avons établi que les cellules de CBNPC déficientes en ERCC1 expriment fortement la signature interféron (IFN) de type I, et que les tumeurs de CBNPC ayant une faible expression d’ERCC1 ont un infiltrat lymphocytaire renforcé. En utilisant des lignées cellulaires isogéniques et des xénogreffes dérivées de patients, nous avons montré que plusieurs PARPi, notamment l’olaparib et le rucaparib, ont des propriétés immunomodulatrices dans les modèles de CBNPC ERCC1-déficients et de cancers du sein triple-négatifs (CSTN) BRCA1-mutés. D’un point de vue mécanistique, les PARPi génèrent des fragments d’ADN cytoplasmiques ayant les caractéristiques de micronoyaux ; ceux-ci activent la voie cGAS/STING et déclenchent une réponse IFN de type I, associée à la sécrétion de la cytokine CCL5. De manière importante, ces effets sont largement diminués dans les cellules de CSTN BRCA1-révertantes et les cellules de CBNPC ré-exprimant ERCC1, ce qui suggère que les défauts de réparation de l’ADN amplifient les phénotypes immunitaires associés au traitement par PARPi. En outre, ces effets sont totalement abrogés dans les cellules de CSTN PARP1-neutralisées, ce qui confirme que les phénotypes observés dépendent d’un effet spécifique des PARPi sur leur cible.Au-delà de leur potentiel d’activation d’une immunité spécifique des cellules cancéreuses via cGAS/STING et la signalisation IFN de type I, nous avons également constaté que les PARPi potentialisent les effets inducteurs de l‘IFN de type II sur l’expression de PD-L1 dans des lignées cellulaires et cellules tumorales fraîches de patients CBNPC, surtout en présence de défauts d’ERCC1. De plus, nous avons montré que certains PARPi, utilisés à des concentrations létales, activent de manière indépendante les éléments moléculaires clés de la mort cellulaire immunogénique, dont l’exposition de la calréticuline à la surface des cellules cancéreuses, la sécrétion d’ATP et le relargage d’HMGB1 en grandes quantités dans le milieu extracellulaire.Dans l’ensemble, ces données précliniques suggèrent que les PARPi ont des propriétés immunomodulatrices intrinsèques qui participent à l’activation de réponses immunitaires anti-tumorales ; ce potentiel pourrait être exploité cliniquement en combinaison avec les ICI dans des populations adéquatement sélectionnées au plan moléculaire. / Poly(ADP-ribose) polymerase inhibitors (PARPi) selectively target cancer cells with DNA repair deficiencies such as BRCA1/2 mutations or ERCC1 defects. Clinically, several PARPi are currently approved for the treatment of BRCA-mutant or platinum-sensitive advanced ovarian and breast cancers, and ongoing clinical trials are investigating the efficacy of PARPi in platinum-sensitive Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC). While PARPi constitute potent targeted therapies for the treatment of DNA repair-deficient malignancies, an increasing number of clinical trials are also evaluating their efficacy in combination with immune checkpoint inhibitor (ICI) in various populations. In this context, it is of critical importance to better understand how PARPi might modulate immune responses against cancer, and to investigate the inherent immunological potential of these agents.In this study, we show that ERCC1-defective NSCLC cells exhibit an enhanced type I interferon (IFN) transcriptomic signature and that low ERCC1 expression correlates with increased lymphocytic infiltration in human NSCLC tumours. Using isogenic cell lines and patient-derived xenografts, we further demonstrate that several clinical PARPi, including olaparib and rucaparib, display cell-autonomous immunomodulatory properties in ERCC1-defective NSCLC and BRCA1-mutant triple-negative breast cancer (TNBC) models. Mechanistically, PARPi generate cytoplasmic chromatin fragments with micronuclei characteristics; this activates the cGAS/STING pathway and elicits downstream type I IFN signalling and CCL5 secretion. Importantly, these effects are suppressed in BRCA1-reverted TNBC cells and ERCC1-rescued NSCLC cells, suggesting that DNA repair defects exacerbate the innate immunity-related phenotypes triggered by PARPi. Similarly, these effects are totally abrogated in PARP1-null TNBC cells, supporting the on-target effect of PARPi in mediating such phenotypes. Besides this potential to activate tumour cell-autonomous immunity through cGAS/STING and type I IFN signalling, we also observed that PARPi synergize with type II IFN to induce PD-L1 expression in NSCLC cell lines and fresh patient tumour cells, especially in the ERCC1-deficient setting. Moreover, we show that lethal concentrations of some PARPi independently activate the key damage-associated molecular patterns dictating the immunogenicity of cancer cell death, including calreticulin exposure at the tumour cell surface, ATP secretion and HMGB1 release in the extracellular compartment.Together, these preclinical data suggest that PARPi have intrinsic immunomodulatory properties that activate anti-cancer immune responses; this could be exploited clinically in combination with ICI in appropriately molecularly-selected populations.

Le produit naturel salinomycine (SAL) est largement utilisé comme médicament anticoccidien et maintenant de plus en plus reconnu comme un agent destiné à réduire la proportion de population CD44⁺ / CD24⁻ cellules souches du cancer du sein. Ce facteur est important et intervient lors des rechutes des tumeurs du sein. Pour la première fois, nous avons décrit que l'action n’était pas ionophorique mais que le proton dit "éponge" de la salinomycine ciblait particulièrement la population des cellules souches du cancer. De plus, un analogue alcyne-amine synthétisé de la salinomycine a une action similaire à cette dernière sur la population CD44⁺ / CD24⁻ mais à une concentration inférieure : 30 nM pour 500 nM pour la salinomycine. En utilisant la méthode de clic-imagerie, nous avons observé le composé incolore dans les lysosomes et les auto-lysosomes. En augmentant le pH des vésicules acides, la salinomycine et ses analogues inhibent les activités des cathepsines B, L et D empêchant ainsi l'autophagie. Cette autophagie joue un rôle important dans la survie des cellules souches du cancer conduisant à une augmentation du facteur ROS et à une mort cellulaire par apoptose. Notre étude donne un aperçu du mécanisme par lequel la salinomycine élimine les cellules souches cancéreuses et propose des stratégies pour le traitement de cancers résistants. / A natural product Salinomycin (SAL) is widely used as an anticoccidial drug now being increasingly recognized as an agent for reducing the proportion of CD44⁺/CD24⁻ breast cancer stem cell which is perceived as important factor for breast tumor relapse. We first time report that not ionophoric action but the proton “sponge” of SAL is responsible for distinguishingly targeting cancer stem cell population. In addition, one SAL-analog alkyne-amine performed the similar action with SAL on CD44⁺/CD24⁻ population but at much lower concentration than SAL, at 30 nM compare to 500 nM of SAL. Using click-imaging method we visually observed the colorless compound saturated in lysosomes and autolysosomes. By raising pH of acidic vesicles, SAL and its analogs inhibit cathepsin B, L, D activity preventing the autophagy which plays an important role in cancer stem cell maintain and survival thus lead to cell death via increasing ROS and apoptosis. Our study provides the insight mechanism how SAL actually eradicates cancer stem cells and suggests sharpened strategies for treating resistant cancers.

L’oxygène singulet ($^1O_2$) est la principale espèce réactive de l’oxygène produite dans le chloroplaste lors d'un stress photo-oxydant. L’$^1O_2$ est hautement cytotoxique s'attaquant aux protéines et lipides membranaires. L’$^1O_2$ est une molécule signal impliquée dans une signalisation rétrograde entre les chloroplastes et le noyau via des médiateurs, menant à la mort cellulaire programmée (MCP), ou à l’acclimatation. Nous avons caractérisé l’implication de la phytohormone salicylate, agissant en aval de la signalisation de la MCP dépendante d’OXI1 (OXIDATIVE SIGNAL INDUCIBLE 1) et du jasmonate. Nous avons mis en évidence une voie de régulation négative faisant intervenir des protéines inhibitrices de la MCP : DAD1 et DAD2. La sur-expression de ces protéines permet à la plante d’éviter de la MCP en inhibant la signalisation contrôlée par OXI1. Dans le Réticulum Endoplasmique (RE) a lieu la conformation d’une grande partie des protéines. Une perturbation dans ce compartiment induit l’activation d’une réponse adaptative appelée l’UPR (Unfolded Protein Response). Nous avons monté que la production d’$^1O_2$ active l’UPR. L’acclimatation à la forte lumière (FL) fait intervenir la branche bZIP28/BiP3 de l’UPR. Un pré-traitement modéré d’un inducteur de stress RE (tunicamycine), induisant l'UPR, déclenche une réponse d’acclimatation à l’$^1O_2$ permettant l’évitement de la MCP lors de l’exposition à la FL. Nous avons réalisé un crible génétique pour rechercher des révertants du mutant \textit{ch1} (un surproducteur d’1$^1O_2$) où l’inhibition de la croissance par l’$^1O_2$ est partiellement levée. Les gènes candidats identifiés feront l’objet d’études complémentaires. / Singlet oxygen ($^1O_2$) is a major reactive oxygen species produced within the chloroplasts during high light (HL) stress. $^1O_2$ has a cytotoxic effect due to its high reactivity towards macromolecules including proteins and membrane lipids. $^1O_2$ also acts as a signal molecule that plays a role in chloroplast-to-nucleus retrograde signaling involving mediators and leading either to programmed cell death (PCD) or to stress acclimation.We have shown the involvement of the phytohormone salicylic acid in HL-induced cell death, acting downstream of the OXI1 kinase and jasmonate. We have also shown a negative regulation of this signaling pathway by PCD inhibitory proteins: DAD1 and DAD2 (DEFENDER AGAINST CELL DEATH 1 and 2). Overexpressing those proteins inhibits OXI1-mediated PCD. Protein folding of most secreted proteins takes place in the Endoplasmic Reticulum (ER). Perturbations in this compartment lead to the activation of an adaptive response called UPR (Unfolded Protein Response). When ER stress is too intense, NRPs-mediated ER stress-induced cell death is activated. We have shown that 1O2 production activates UPR. In particular, the bZIP28/BiP3 UPR branch is activated during acclimation to HL. The induction of UPR by a chemical inducer of ER stress (Tunicamycin) can induce acclimation to $^1O_2$ production and can avoid HL-induced PCD.We performed a genetic screen to search for revertants of the $^1O_2$ overproducing \textit{ch1} mutants in which growth inhibition by$^1O_2$2 is partially released. The candidate genes will have to be confirmed by further phenotypic studies.