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.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal. / Le système immunitaire contribue au maintien de l'intégrité de l'organisme en s'opposant à la pénétration d'agents extérieurs, en particulier des agents infectieux, et en éliminant les cellules malignes. L'activation des cellules du système immunitaire met en jeu plusieurs mécanismes de signalisation intracellulaire, incluant la translocation nucléaire du facteur de transcription ubiquitaire, NF-KB. Celui-ci joue un rôle important dans les réponses immunes et inflammatoires, et particulièrement dans la prolifération et la survie des lymphocytes T et B. Le fonctionnement du système immunitaire est fortement régulé par les interactions entre les diverses cellules de ce système, et par l'action des anticorps et des cytokines. De plus, il existe des communications bidirectionnelles entre le système immunitaire et le système neuro-endocrinien par l'intermédiaire des neurotransmetteurs, hormones et cytokines qui agissent sur leurs récepteurs spécifiques. Les organes lymphoïdes primaires et secondaires sont innervés par des terminaisons nerveuses qui libèrent des neurotransmetteurs qui sont impliqués dans le contrôle de la différenciation, la prolifération et le fonctionnement des cellules immunitaires. En l'occurrence, la sérotonine est colibérée avec la noradrénaline au niveau des terminaisons nerveuses innervant les organes lymphoïdes primaires et secondaires. Les plaquettes, les mastocytes (chez les rongeurs), les monocytes et les lymphocytes T activés sont aussi des sources importantes de sérotonine au niveau des organes lymphoïdes et des sites inflammatoires. Plusieurs études suggèrent l'implication du système sérotoninergique dans la régulation de la réponse immunitaire. Cependant, les récepteurs impliqués dans ces effets ne sont pas encore bien caractérisés. Dans la présente étude, notre but était de caractériser le récepteur 5-HTiA des lymphocytes B et T, ses fonctions, et ses mécanismes de signalisation cellulaire. Les objectifs spécifiques étaient: (i) étudier et comparer l'expression du récepteur 5-HTiA dans les lymphocytes T et B avant et après activation par des mitogènes; (ii) évaluer le rôle du facteur de transcription NF-KB dans la régulation de l'expression du récepteur 5-HTiA des lymphocytes; (iii) étudier le rôle du récepteur 5-HTiA dans la régulation de la proliferation et la survie des lymphocytes; et (iv) évaluer l'implication du facteur de transcription NF-KB dans les mécanismes de transduction du signal du récepteur 5-HTiA des lymphocytes. Les résultats montrent que les lymphocytes T et B expriment faiblement l'ARN messager 5-HTiA, et le niveau d'expression est fortement augmenté après activation mitogénique. Les niveaux d'expression du 5-HTiA sont comparables chez les deux populations de lymphocytes. Les mitogènes n'influencent pas la stabilité de l'ARN messager 5-HTiA, mais son induction est bloquée par l'actinomycine D, et par les inhibiteurs du NF-KB. De plus, l'expression membranaire de la protéine 5-HTiA augmente après stimulation mitogénique, en parallèle avec l'augmentation de la transcription de l'ARN messager. D'autres part, les agonistes sélectifs 5-HTiA augmentent la prolifération et la survie des lymphocytes activés; ils inhibent la mort des lymphocytes par apoptose, en association avec une augmentation de la translocation du NF-KB dans le noyau. Ainsi, le facteur de transcription NF-KB joue un rôle central dans la surexpression du récepteur 5-HTiA et dans la transmission des signaux de ce récepteur dans l'amélioration de la survie et l'augmentation de la prolifération des lymphocytes activés. Ces résultats suggèrent que le récepteur 5-HTiA des lymphocytes joue un rôle dans l'amplification des réponses immunes et inflammatoires, ce qui en fait une cible thérapeutique potentielle pour moduler l'immunité.

La cryptogéine, sécrétée par l’oomycète Phytophthora cryptogea, est un éliciteur protéique des réactions de défense qui active chez le tabac un ensemble d’événements de signalisation conduisant à la mise en place d’une mort cellulaire de type réponse hypersensible et d’une résistance systémique acquise. La caractérisation de la modulation de l’activité de kinases cytosoliques, dont SIPK et WIPK, par des événements de phosphorylation en réponse à la cryptogéine, traduit la place majeure que tiennent les modifications post-traductionnelles dans la cascade de signalisation induite dans les cellules de tabac en réponse à la cryptogéine. Il s’avère que la signalisation cellulaire induite par la cryptogéine, et impliquant ces protéines kinases, converge entre autre vers le noyau à travers la modulation de l’activité d’éléments nucléaires par phosphorylation. Dans ce contexte, d’importants travaux de purification/séquencage, visant à identifier les protéines nucléaires cibles de ces activités kinases, ont permis d’identifier deux isoformes redondantes d’histones désacétylases de type 2 nommés NtHD2a et NtHD2b qui sont rapidement phosphorylées en réponse à la cryptogéine dans les cellules de tabac.Ce travail de thèse s’inscrit dans l’étude du rôle de NtHD2a/b dans l’établissement du processus de mort cellulaire des cellules de tabac et de la RH in planta en réponse à la cryptogéine. Par des approches de pharmacologie ainsi que des approches de surexpression ou d’invalidation de l’expression de NtHD2a/b chez le tabac, nous avons d’une part confirmé l’implication de NtHD2a/b en tant que régulateurs négatifs de la mort cellulaire induite par la cryptogéine ou d’autres élicitines, et d’autre part mieux appréhendé les événements de la cascade de signalisation prépondérants dans l’établissement de cette mort cellulaire. Les mécanismes moléculaires sous-jacents à la mise en place de la mort cellulaire apparaissent complexes et semblent notamment impliquer la modulation de l’expression de gènes de défense, la synthèse de novo de protéines ainsi que l’activation de protéines kinases, dont notamment WIPK et SIPK.Des travaux relatifs à l’étude des événements de (dé)/acétylation dans les cellules de tabac traitées par la cryptogéine et invalidées dans l’expression de NtHD2a/b suggèrent le concours de modifications post-traductionnelles de protéines nucléaires telles que l’acétylation dans la mise en place de la mort cellulaire induite par la cryptogéine chez le tabac. / Cryptogein, which is secreted by the oomycete Phytophthora cryptogea, is a proteinaceous elicitor of plant defense reactions that activates a set of signaling events leading to the hypersensitive response and to systemic acquired resistance. Although the early cytosolic signaling events induced by cryptogein are well described, the only nuclear events characterized to date are the variations in free calcium concentrations and defense-related gene expression. The characterization of the activation of cytosolic protein kinases, including WIPK and SIPK, by phosphorylation in response to cryptogein highlights the key-role played by posttranslational modifications in cryptogein-induced signaling events in tobacco cells. In this context, purification/sequencing approaches revealed that two redundant isoforms of type-2 nuclear histone deacetylases, NtHD2a and NtHD2b, were rapidly phosphorylated in cryptogein-treated tobacco cells.This thesis work is part of a comprehensive study of the role of NtHD2a/b in the establishment of the cell death process in tobacco cells and of the hypersensitive response in planta, in response to cryptogein. By using a pharmacological approach and overexpression and RNA interference-based approaches, we confirmed the involvement of NtHD2a/b as negative regulators of elicitin-induced cell death and we achieved a better understanding of cell death signaling events. The molecular events that underly the cell death process appear particularly complex and seem to involve the modulation of defense-related gene expression, de novo protein synthesis and protein kinase activation such as WIPK and SIPK.The study of (de)/acetylation events in tobacco cells treated by cryptogein and invalidated in NtHD2a/b expression suggests a role for posttranslational modifications in cryptogein-induced cell death.

L’industrie libanaise du raisin et de la viniculture acquit dans les quelques années passées une renommée internationale du fait de la bonne qualité du vin produit. Il a été démontré que les constituants suspectés d’être responsable des caractéristiques biologiques du raisin sont les composés phénoliques. Ces derniers sont des métabolites secondaires des plantes, impliquées dans la protection vis-à-vis des conditions extrêmes environnementales et dans la défense contre les parasites. Ces composés contribuent aussi au goût, à l’astringence et à la couleur des produits issus du raisin. De plus, ils exhibent un pouvoir antioxydant, de ce fait un large spectre d’effets pharmacologiques leur sont attribués i.e. des propriétés anti-inflammatoire, anti-carcinogène et antiallergique. Ils peuvent aussi réduire le risque des maladies cardio-vasculaires. La production des composés phénoliques dans les fruits peut être affectée par le microclimat et les caractéristiques du terroir.En premier lieu, nous avons optimisé l’extraction des composés phénoliques totaux et des anthocyanes du raisin cultivé au Liban. Un modèle statistique basé sur la méthodologie de la surface de réponses a été utilisé pour étudier les effets de paramètres tels que le temps, la température, le choix et ratio du solvant organique dans le mélange sur la procédure d’extraction et la determination des conditions optimales. La Chromatographie Liquide à Haute Performance ou HPLC a aussi été utilisée pour suivre l’évolution de quelques composés phénoliques en fonction de la modification des paramètres d’extraction.En second lieu, afin d’étudier l’impact des composés phénoliques sur la santé humaine, l’effet de l’extrait de raisin obtenu à paritir du cépage Cabernet Sauvignon (Vitis Vinifera L. Cv. Cabernet Sauvignon) sur les cellules d’adénocarcinome colorectal – HT-29 a été déterminé.La viabilité, la prolifération, l’apoptose et le cycle cellulaire ainsi que le potentiel de membrane mitochondrial en présence de l’extrait de raisin, ont été mesurés à l’aide des techniques de microscopie, de cytométrie en flux et d’histochimie.La technologie des puces à ADN a été utilisée pour détecter des changements au niveau de l’expression des gènes dans les cellules HT-29 et pour révéler les voies de signalisation impliquées dans la réponse cellulaire aux composés phénoliques. Cette étude couvre différents aspects de la biochimie des composés phénoliques et aide à mieux comprendre leur impact sur la santé humaine, surtout au niveau cellulaire. De plus, ce projet de thèse ajoute à la valeur de l’industrie libanaise du raisin et de ses produits en proposant des conditions optimales pour extraire, analyser les composés phénoliques et montrer leurs qualités à l’échelle cellulaire. / Due to wine high quality, the Lebanese grape industry and wineries became in the past few years a business of worldwide trust. The components proved to be responsible of the grapes biological characteristics are the phenolic compounds. These are secondary plant metabolites especially implicated in plant protection against environmental extremes and defense against parasites. They as well contribute to flavor, astringency and color characteristics of grape products. Moreover, they are powerful antioxidants and exhibit a wide range of biochemical and pharmacological effects, including anti-inflammatory, anti-carcinogenic and anti-allergic properties. They can also reduce the risk of coronary heart diseases. The phenolic compounds production in fruits may be affected by microclimate and soil characteristics.Our study aimed first of all to optimize the extraction of total phenolic compounds and antocyanins from Lebanese planted grapes.Statistical experimental design based on the response surface methodology was employed to investigate the effects of parameters like time, temperature, organic solvent / water ratio on the extraction procedure, and the determination of optimum conditions.HPLC (High Performance Liquid chromatography) was also used to monitor the evolution of some phenolic compounds when modifying the extraction parameters.Second of all, to study the impact of phenolic compounds on human health, the effect of the extract obtained from Cabernet Sauvigon (Vitis vinifera L. Cv. Cabernet Sauvignon) grapes was determined on a colorectal adenocarcinoma cell line; HT-29. Cell viability/proliferation, apoptosis, cell cycle and mitochondrial membrane potential in presence of the extracts, were measured using microscopy, flow cytometry and fluorescent staining.The DNA chips technology was used to detect changes at the gene expression level of the cell line used in this study after incubation with grape extracts, and to reveal certain pathways implicated in cellular response to phenolic compounds.This study covers different aspects in the biochemistry of phenolic compounds and helps in a better comprehension of their impact on human health at the cellular level. This also provides a better value to the Lebanese grape industry and products by proposing optimal conditions to extract, monitor the phenolic compounds and by showing their roles on the cellular level

TRPM4, un canal cationique non-sélective activé par le Ca2+ intracellulaire, est un acteur moléculaire important impliqué de la régulation du signal calcique et l’activation des lymphocytes T conventionnels mais son rôle dans la fonction des lymphocytes T régulateurs (Tregs Foxp3+) reste inconnu. Dans un modèle de souris transgéniques dans lequel le gène Trpm4 a été sélectivement invalidé dans la population des Tregs Foxp3+ (souris Foxp3(YFP)Cre+Trpm4flox/flox), nous avons démontré dans différents modèles in vivo d’inflammation aiguë et chronique que TRPM4 contrôle la fonction suppressive et la mort de ces cellules. Dans le modèle de fibrosarcome induit par le méthylcholanthrène (3-MCA) ou implanté (modèle MCA205), dans lequel le rôle des Tregs est documenté, l’absence de fonction de TRPM4 induit une diminution significative de l’incidence et de la croissance tumorale. Dans l’environnent inflammatoire chronique et hypoxique de ces tumeurs, l’expression de TRPM4 protège les Tregs infiltrant la tumeur de la mort cellulaire induit par l’ATP extracellulaire et stimule ainsi le développent et la progression tumorale. L’absence d’expression de TRPM4 dans les Tregs stimule la réponse anti-tumorale médiée par l’IFNg et induit la régression des tumeurs. En conclusion, en inhibant l’entrée de Ca2+ extracellulaire, TRPM4 régule négativement les fonctions suppressives des Tregs et protège ces cellules de la mort cellulaire induite par l’activation. / TRPM4, a Ca2+-activated non-selective cation ion channel is an important regulator of Ca2+ signaling and cell activation in conventional T cells, but its role in Foxp3+ Tregs function remains unknown. Using a model in which Trpm4 gene was selectively invalidated in Foxp3+ Tregs population (Foxp3(YFP)Cre+Trpm4flox/flox mice) we have shown in different in vivo models of acute and chronic inflammation that TRPM4 is an important regulator of Tregs functions and survival. In a model of primary carcinogenesis induced by methylcholantrene (3-MCA) or implanted fibrosarcoma (MCA205 model), in which Tregs role has been documented, lack of TRPM4 expression and function induced significantly decreased incidence and tumor growth. We found that within chronic inflammatory and hypoxic tumor microenvironment, TRPM4 protected Tregs from ATP-induced cell death and therefore promoted tumor initiation and progression. In contrast, TRPM4 deficiency in Tregs favored IFN-g-mediated spontaneous anti-tumor immune response. Thus, through inhibiting Ca2+ influx, TRPM4 acts as a negative modulator of Tregs suppressive functions and protects Tregs from activation-induced cell death.

Le développement d’un cancer chez un individu immunocompétent témoigne del’inefficacité de ses défenses immunitaires naturelles à entraver la progression tumorale. Larestauration ou l’induction de réponses immunitaires anti-tumorales efficaces sont des enjeuxmajeurs des stratégies thérapeutiques actuelles. En plus des immunothérapies classiques,visant à activer le système immunitaire des patients contre leurs tumeurs, les thérapiesconventionnelles, telles que les chimiothérapies et la radiothérapie, peuvent avoir des effetsimmunostimulants, en parallèle de leur effet directement cytotoxique sur les cellulestumorales. Parmi celles-ci, les anthracyclines, l’oxaliplatine et la radiothérapie sontnotamment capables d’induire une mort cellulaire immunogène. L’efficacité thérapeutique deces traitements dépend de l’activation de lymphocytes T (LT) CD8 anti-tumoraux,producteurs d’interféron-gamma (IFN-γ). En utilisant des modèles murins de tumeurstransplantées, nous montrons que le traitement des cellules tumorales par des droguesimmunogènes induit la libération d’adénosine triphosphate (ATP) dans le milieu extracellulaire.Ce signal de danger endogène se lie à son récepteur P2RX7 sur les cellulesdendritiques et permet la formation de l’inflammasome NLRP3/ASC/pro-caspase 1,conduisant à l’activation protéolytique de la caspase 1, qui active la pro-interleukine-1β (pro-IL-1β) en interleukine-1β (IL-1β). L’IL-1β peut directement agir sur les LT CD8 pourfaciliter leur polarisation vers un phénotype de lymphocytes T cytotoxiques de type 1 (Tc1).De plus, le traitement de tumeurs établies par des drogues immunogènes induit uneproduction d’IL-17A (IL-17) dans le lit tumoral, au cours de la première semaine suivant letraitement. Les LT gamma delta (LTγδ) sont les principaux producteurs de cette cytokinedans nos modèles. Ces cellules s’accumulent transitoirement dans la tumeur dès le troisièmejour suivant le traitement et leur taux est parfaitement corrélé à celui des LT CD8 producteursd’IFN-γ tumoraux. Comme l’IFN-γ, l’IL-17 et les LTγδ sont nécessaires à l’efficacitéthérapeutique des drogues immunogènes. L’IL-1β produite par les cellules dendritiquesexposées à des corps apoptotiques immunogènes stimule directement la production d’IL-17par les LTγδ. Ces travaux ont contribué à identifier l’ATP extra-cellulaire comme undéterminant moléculaire de l’immunogénicité des cellules tumorales exposées à certainesthérapies anti-cancéreuses conventionnelles. De plus, nous montrons que les traitementscytotoxiques classiques peuvent moduler l’environnement immunitaire dans le lit tumoral, etcontribuer à remplacer une inflammation chronique et immunosuppressive en uneinflammation aigüe et immunogène. L’étude des interactions entre le système immunitaire etles thérapies anti-cancéreuses conventionnelles est nécessaire pour utiliser ces traitements demanière plus rationnelle, en les combinant par exemple à des immunothérapies plusclassiques. / In most cases, cancer occurs in immunocompetent individuals, revealing the potential failure of the immune system to impair tumor development. Trying to restore or to induce an efficient anti-tumoral immune response is part of the main challenges of cancer treatment. In addition to the classical immunotherapeutic compounds, conventionnal cytotoxic treatments can also have some immunostimulatory effects. Among these treatments, the chemotherapeutic agents oxaliplatin and anthracyclins, as well as irradiation, can induce an immunogenic cell death, contributing to the activation of IFNγ-producing CD8 T cells. We show that upon treatment with immunogenic drugs, tumor cells are able to release ATP in the extracellular medium. This ATP can act on dendritic cells through its receptor P2RX7, which is able to activate the inflammasome NLRP3 and the subsequent production of IL-1β. Using models of transplantable tumors in mice we could show that the production of IL-1β induced by immunogenic treatments was mandatory for their efficacy. In addition to being directly involved in Tc1 cells polarization, IL-1β could promote the production of IL-17A by gamma delta T cells which were accumulating in the tumor bed following chemotherapy. We could show that these IL-17 producing gamma delta T cells were involved in treatment efficacy. This work has revealed that extracellular ATP was a crucial endogenous danger signal involved in anti-cancer chemotherapy efficacy. Furthermore, we have shown that conventionnal cytotoxic compounds could transform the smoldering pro-tumoral inflammation into an acute and immunogenic anti-tumoral one. This work may have some clinical implications, especially in the setting of therapeutic protocols involving the combination of conventionnal cytotoxic therapies with selected immunoadjuvants for the treatment of cancer.

L’efficacité de la chimiothérapie contre la croissance tumourale repose sur l'induction d'une mort des cellules tumourales dite immunogène. Les cellules tumourales mourantes agissent alors comme un vaccin thérapeutique en stimulant une réponse immunitaire anti-tumourale capable de contrôler, voire d'éliminer, les cellules cancéreuses résiduel. Les trois marqueurs principales de la mort cellulaire immunogène (MCI), sont (i) l'exposition pré-apoptotique de la calréticuline (CRT) à la surface des cellules, (ii) la sécrétion de l'ATP pendant l'apoptose qui dépend du processus d'autophagie, et (iii) le relargage post-apoptotique de la protéine non-histone de fixation à la chromatine HMGB1 (High Mobility Group B1). CRT, ATP et HMGB1 se lient respectivement à CD91, au récepteur purinergique P2RX7 (Purinergic Receptor P2X, ligand-gated ion channel 7) et au récepteur TLR4 (Toll-like Receptor 4) situés à la surface des cellules dendritiques. En retour, ces interactions initient respectivement la phagocytose des cellules mourantes, la production de l'interleukine-1β et la cross-présentation des antigènes tumouraux aux lymphocytes T.Notre laboratoire a précédemment démontré que la chimiothérapie adjuvante présente une efficacité réduite chez des patients atteints de cancers colorectaux et du sein portant un polymorphisme d'un seul nucléotide ou SNP (Single-Nucleotide Polymorphism) compromettent la fonction des gènes P2RX7 et TLR4, notamment rs3751143 (496Glu>Ala) pour le gène P2RX7 et rs4986790 (299Asp>Gly) pour le gène TLR4.Compte tenu des ces résultats que mettent en évidence la relation étroite entre l’efficacité de la chimiothérapie anticancéreuse et un système immunitaire opérationnel, nous avons décidé d'étudier l'effet de ces SNPs, soit sur la survie globale soit sur la survie sans événement, chez des patients atteints de cancer pulmonaire non à petites cellules ou NSCLC (Non-Small Cell Lung Carcinoma) et de cancers de la tête et du cou ou HNSCC (Head and Neck Squamous Cell Carcinoma). De plus, nous avons porté notre attention sur un autre SNP affectant le gène ATG16L1 (Autophagy-related 16-Like 1), notamment rs2241880 (300Thr>Ala) qui compromet l’activité d’un gène fondamental dans le processus d’autophagie.Dans les cancers NSCLC, les allèles mutants "perte de fonction" des gènes ATG16L1, P2RX7 et TLR4 n'affectent pas la survie globale, indépendamment du type de chimiothérapie administrée. Au contraire, les patientes atteintes de HNSCC, portant au moins un allèle "perte de fonction" d’ATG16L1 et TLR4, présentent un taux de survie sans récidive inferieure par rapport aux patients qui présentent un genotype sauvage. Ce travail décrit pour la première fois un biomarqueur prognostique pour ce type de cancer.De plus, nous avons pu définir, par génotypage à haut débit, une signature de SNPs prédictive de la réponse à la chimiothérapie neoadjuvantes à base d'anthracyclines et des taxanes chez les patients atteints de cancer du sein. En particulier, la combinaison des deux paramètres clinicopathologiques classiques (âge lors du diagnostic et récepteur aux œstrogènes) avec les génotypes rs1076669 du gène ECE1 (Endothelin Converting Enzyme 1; 341Thr>Ile) et rs2277413 du gène PZP (Pregnancy-Zone Protein; 813Val>Ala) a permis de définir trois grandes catégories des patients et leur probabilité respective d'atteindre la réponse complète pathologique après traitement.L'identification de nouveaux biomarqueurs associés à une absence/diminution de réponse à la chimiothérapie apparaît critique pour choisir des alternatives thérapeutiques appropriées et éviter les effets secondaires indésirables chez les non-répondeurs. / Successful chemotherapeutics can induce a type of tumour cell death that is immunogenic, implying that patient’s dying cancer cells function as a therapeutic vaccine and elicit an anti-tumour immune response that controls the residual disease. The three main hallmarks of immunogenic cell death (ICD) are the pre-apoptotic exposure of calreticulin (CRT) on the cell surface, the autophagy-dependent secretion of ATP during the blebbing phase of apoptosis and the post-apoptotic release of the chromatin-binding non-histone protein high mobility group B1 (HMGB1). CRT, ATP and HMGB1 interact with CD91, purinergic receptor P2X, ligand-gated ion channel, 7 (P2RX7) and Toll-like receptor 4 (TLR4), respectively, on the surface of dendritic cells (DCs), thus promoting the engulfment of dying cells, the production of IL-1β and the cross-presentation of tumour-associated antigens to T cells, respectively.Our laboratory has demonstrated that adjuvant chemotherapy exhibits a reduced efficacy in breast and colorectal cancer patients bearing single-nucleotide polymorphisms (SNPs) that compromise the function of P2RX7 or TLR4, such as rs3751143 in P2RX7 (Glu496Ala) and rs4986790 in TLR4 (Asp299Gly).Driven by these results, underpinning the intimate relationship between the success of anti-cancer chemotherapy and an operational immune system, we decided to investigate the effect of these SNPs on disease outcome among non-small cell lung carcinoma (NSCLC) and head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) patients. Additionally, we focused our attention on a SNP in autophagy related 16-like 1 (ATG16L1), namely rs2241880 (Thr300Ala), which compromises the activity of one pivotal autophagic gene. In NSCLC patients, loss-of-function ATG16L1, P2RX7 and TLR4 alleles do not affect overall survival, irrespective of the administration and type of chemotherapy. Conversely, HNSCC patients bearing at least one loss-of-function ATG16L1 or TLR4 allele exhibit a reduced disease-free survival when compared to their wild-type counterparts. This is the first report highlighting a putative prognostic biomarker for this malignancy. Furthermore, taking advantage of a high throughput genotyping study, we delineated a SNP-based signature that predicts the response of breast cancer patients to anthracycline- and taxane-based neoadjuvant chemotherapy. Particularly, the combination of two classical clinicophatological parameters (age at diagnosis and estrogen receptor) and genotype at the ECE1 (rs1076669 Thr341Ile) and PZP (rs2277413 Val813Ala) loci allowed us to define three broad categories with a correspondent probability of achieving pathological complete response. The identification of new biomarkers associated with a reduced/absent response to chemotherapy appears critical for selecting appropriate therapeutic alternatives, and avoiding undesired side effects among non-responders.

Le métabolisme des lipides joue un rôle prépondérant dans le cancer. Ce métabolisme a pour effet, particulièrement grâce à la production de phospholipides (PLs), de supporter le niveau accru de prolifération mais aussi de réguler finement des mécanismes intra-cellulaires et extra-cellulaires qui promeuvent le maintien et la progression des cellules cancéreuses. Parmi tous ces acteurs, les gouttelettes lipidiques (GLs), connues pour leur fonction de réservoir, commencent à dévoiler leurs côtés sombres. Notre premier projet nous a permis de mettre en avant l’accumulation de GLs par des cellules de cancer colorectal (CCR) chimiorésistantes. La formation de GLs est régie par l’expression de l’enzyme lysophosphatidylcholine acyltransférase 2 (LPCAT2), permettant la production de phosphatidylcholine. Elle a pour effet de protéger le réticulum endoplasmique (RE) de l’induction d’un stress prévenant l’activation d’une mort cellulaire immunogène. Ces modulations lipidiques peuvent également se retrouver dans le plasma, où elles font l’objet de l’identification de biomarqueurs. Dans ce contexte, nous avons montré dans un second projet, que certains PLs pouvaient diagnostiquer la présence d’un carcinome hépatocellulaire (CHC) sur un foie cirrhotique. Ces deux aspects soulignent l’importance du métabolisme des PLs dans les cancers digestifs. / Among all altered cancer metabolic pathways, lipid metabolism has a preponderant role in cancer development. This metabolism, especially through the production of phospholipids, supports high level of proliferation and carefully regulates intra-cellular and extra-cellular mechanisms promoting maintenance and progression of cancer cells. Among all metabolic players, lipid droplets (LD), known for their storage function, begin to reveal dark sides. Our first project led us to highlight LD involvement in the chemoresistance of colorectal cancer (CRC) cells. This resistance carries out thanks to LD accumulation during chemotherapy treatment. Their accumulation is regulated by the expression of lysophosphatidylcholine acyltransferase 2 (LPCAT2), leading to the production of phosphatidylcholine. It causes the protection of the endoplasmic reticulum (ER) stress induction preventing the activation of immunogenic cell death. These lipid modulations can also be found in plasma where they can be identified as biomarkers. In this context, we have shown that some phospholipids could prognosticate hepatocellular carcinoma (HCC) upon cirrhotic liver. These two aspects highlight the significance of phospholipid metabolism in digestive cancers.

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La mort cellulaire programmée (PCD pour Programmed Cell Death) est un processus essentiel aux cellules. Le PCD a d’abord été caractérisé dans le développement cellulaire et peut être divisé en plusieurs groupes selon les caractéristiques observées. L’apoptose, un sous-groupe du PCD, est caractérisé par plusieurs distinctions morphologiques et signalétiques attribué tout d’abord aux organismes complexes pour son rôle dans le développement et dans le maintien de l’intégrité tissulaire. Depuis la dernière décennie, de nombreuses études font état de l’existence d’un programme apoptotique dans des organismes unicellulaires comme les levures. Ce programme apoptotique a surtout été étudié chez les levures Saccharomyces cerevisiae et Schizosaccharomyces pombe et partage certaines caractéristiques avec l’apoptose des mammifères. Par contre, l’apoptose associé aux levures est distinct à certains égards entre autre par l’absence de certains homologues présents chez les mammifères. L’intérêt au niveau de l’étude du phénomène apoptotique chez les levures est sans cesse grandissant par la facilité avec laquelle les levures peuvent être utilisées comme système modèle. L’apoptose peut être induit dans les cellules de différentes façons en réponse à des stimuli internes ou externes. L’accumulation de protéines mal repliées au niveau du réticulum endoplasmique (RE) causant un stress est un inducteur bien caractérisé de la voie apoptotique. La signalisation de l’apoptose dans un cas de stress au RE fait appel aux transducteurs des signaux de la voie du UPR ( Unfolded Protein Response). Récemment, il a été montré que la calnexine, une chaperone transmembranaire du RE connue et caractérisée surtout pour ses fonctions d’aide au repliement des protéines et au contrôle de qualité, joue un rôle dans la transduction du signal apoptotique en réponse au stress du RE chez mammifères. Le rôle de la calnexine dans ce cas consiste principalement en l’échafaudage pour le clivage par la caspase 8 de la protéine apoptotique Bap31. Nous avons tout d’abord démontré que le stress du RE et que la déficience en inositol, un précurseur essentiel de nombreuses molécules signalétiques, sont deux inducteurs de l’apoptose chez la levure S. pombe. Ces deux voies semblent induire l’apoptose par deux voies distinctes puisque seule la voie de la déficience en inositol induit l’apoptose de façon dépendante à la métacaspase Pca1p. La calnexine, essentielle à la viabilité chez la levure S. pombe, est impliquée dans ces deux phénomènes apoptotiques. L’apoptose induit par le stress du RE nécessite une version de la calnexine ancrée à la membrane du RE pour être optimal. De façon opposée, l’apoptose induit par une déficience en inositol nécessite la présence de la queue cytosolique ancrée à la membrane de la calnexine pour être retardé. Ces deux actions différentes imputables à une même protéine laisse croire à une double fonction pro et anti-apoptotique de celle-ci. Suite à la découverte de l’existence d’un clivage endogène de la calnexine en situation normale de croissance, un modèle a été élaboré expliquant les rôles distincts de la calnexine dans ces deux voies apoptotiques. Ce modèle fait état d’un rôle associé au clivage de la calnexine dans l’apoptose. / Programmed Cell Death (PCD) is an essential process to the cells. PCD was first characterized in cell development and can be separated in sub-groups depending of cell death characteristics observed. Apoptosis is one of the PCD sub-groups that was first associated to complex organisms for its roles in cell development and in maintenance of tissues integrity. The apoptotic pathway is characterized by specific morphological and signalization characteristics. In the last ten years, numerous studies demonstrated the existence of apoptosis in unicellular organisms such as yeast. This apoptotic program was extensively studied in the two yeast Saccharomyces cerevisiae and Schizosaccharomyces pombe and share characteristics with the mammalian one. However, yeast apoptosis is distinctive at many points as yeast do not encodes all the mammalian homologues of the apoptotic pathway. Although yeast and mammalian apoptosis seems to differs, the interest about yeast apoptosis is growing given that yeast is an excellent and easily tractable model system. External and internal stimuli can induce apoptosis by different ways. Accumulation of unfolded or incompletely folded proteins in the endoplasmic reticulum (ER) causing ER stress is a well-known inducer of the apoptotic pathway. Signalization of ER-stress induced apoptosis involves the same transducers than the UPR (Unfolded Protein Response) pathway. It was recently shown that calnexin, a transmembrane chaperone of the ER, is implicated in ER-stress apoptosis in mammalian cells. In this particular case, it was demonstrated that calnexin acts as a scaffold in the cleavage of the apoptotic protein Bap31 by caspase 8. We demonstrated that ER stress and inositol deficiency, a precursor of many important signalization molecules, are two situations leading to apoptosis in the yeast S. pombe. These two pathways leading to apoptosis seems to differ as only inositol deficiency is dependant of the yeast metacaspase Pca1p. We also demonstrated that S. pombe calnexin, essential for cell viability of this yeast, takes part in these two apoptotic process. ER stress induced apoptosis needs a calnexin anchors to the ER membrane to be efficient. However, apoptosis induced by inositol starvation needs the calnexin C-terminal tail with the transmembrane domain to be delayed. These two opposite actions from the same protein lead to the hypothesis that calnexin encodes both pro and anti-apoptotic functions. By the discovery that calnexin is cleaved under normal culture conditions, a model was elaborated explaining the distinctive roles of calnexin in these two apoptotic pathways. This model proposed a role of calnexin cleavage to apoptosis.