ABCB11/BSEP est le transporteur des acides biliaires, localisé au niveau du pôle canaliculaire des hépatocytes. Les mutations de ce gène sont responsables de la cholestase familiale intrahépatique progressive de type 2.Au cours de ma thèse, j’ai évalué la capacité des aminoglycosides et du PTC124 à induire la translecture de codons stop prématurés, l’adressage et la fonction de mutants non-sens et faux sens de Bsep ainsi que l’effet d’une bithérapie (translecture+chaperone).Dans nos modèles cellulaires, la gentamicine était capable d’induire la translecture du codon-stop prématuré du mutant non-sens BsepR1090X dans les lignées NIH3T3, HEK293 et Can 10. La protéine entière générée était partiellement détectée aux membranes plasmiques des cellules HEK293 et canaliculaires des cellules Can 10 et était partiellement fonctionnelle puisqu’elle était responsable d’une augmentation de l’activité de transport de 3H-taurocholate (3H-TC) dans les clones MDCK. Ces effets étaient potentialisés par l’addition de drogues chaperones telles que le 4-phenylbutyrate (4-PB).J’ai également mis en évidence la capacité de nouveaux composés dérivés du 4-PB (MHMPB, OTNC et HMPB) à corriger l’adressage et à augmenter le transport de 3H-TC du mutant faux sens BsepR1128C à des concentrations plus faibles que le 4-PB. Enfin, j’ai pu montrer que d'autres drogues chaperones (GPB, PA, SAHA et C18), pouvaient corriger l’adressage canaliculaire de BsepR1128C et augmenter son activité de transport de 3H-TC dans les clones MDCK. / ABCB11/BSEP is the main bile acids transporter located at the canalicular pole of hepatocytes. Mutations of ABCB11 are responsible for progressive familial intrahepatic cholestasis type 2.During my phD, I evaluated the ability of aminoglycosides and PTC124 to induce readthrough of premature termination codons, targeting and function of nonsense and missense mutants of Bsep and also the effect of combined therapy (readthrough + chaperone).In our expermental models, gentamicin increased readthrough of p.R1090X mutation NIH3T3, HEK293 and Can 10 lines. The resulting full-length protein was detected at the plasma membrane of HEK293 and at the canalicular membrane of Can 10 cells; and was partially functional since it was responsible for increasing the transport activity of 3H-taurocholate (3H-TC) in MDCK clones. These effects were potentiated by the addition of chaperone drugs such as 4-phenylbutyrate (4-PB).I have also demonstrated the ability of new 4-PB derived compounds (MHMPB, OTNC and HMPB) to correct mistrafficking and to increase 3H-TC transport of BsepR1128C missense mutant at lower concentrations than 4-PB. Finally, I showed that other chaperone drugs (GPB, PA, SAHA, and C18) were able to correct mistrafiking of BsepR1128C and to increase its 3H-TC transport activity in MDCK clones.

Les mutations non sens introduisent un codon stop prématuré dans une phase ouverte de lecture. Ce type de mutation est retrouvé chez environ 11% des patients atteints de maladies génétiques et dans de nombreux cancers. En effet, entre 5 et 40% des mutations affectant des gènes suppresseurs de tumeurs sont des mutations non sens. La conséquence de la présence d’une mutation non sens dans un gène est la dégradation rapide de l’ARN messager correspondant, par l’activation d’un mécanisme de surveillance des ARN appelé NMD (pour nonsense-mediated mRNA decay) conduisant à une absence d’expression du gène mutant. Dans le cas des cancers, l’absence d’expression d’un gène suppresseur de tumeurs tel que TP53, perturbe un ensemble de processus biologiques dont l’apoptose, facilitant ainsi la progression tumorale.En utilisant un système de criblage moyen débit permettant d’identifier des molécules capables de ré-exprimer des gènes porteurs d’une mutation non sens en inhibant le NMD et/ou en activant la translecture, plusieurs molécules ont été identifiées. La translecture est un mécanisme naturel conduisant à l’incorporation d’un acide aminé à la position du codon stop prématuré au cours de la traduction. Parmi les molécules identifiées, je me suis intéressée à un extrait végétal nommé H7 et au composé CNSM1 (pour corrector of nonsense mutation 1) qui permettent une ré-expression très efficace du gène TP53 lorsqu’il est porteur d’une mutation non sens. J’ai caractérisé ces composés en montrant notamment la ré-expression du gène TP53 porteur d’une mutation non sens dans différentes lignées cellulaires issues de différents cancers. J’ai montré également la très faible toxicité de ces molécules, validant leur potentielle utilisation en clinique. Mon étude a aussi permis de montrer que la protéine p53 synthétisée est fonctionnelle puisqu'elle est capable d’induire l’activation transcriptionnelle d’un de ses gènes cibles, le gène TP21.En permettant la ré-expression du gène suppresseur de tumeur mutant, des molécules comme CNSM1 ou H7 restaurent la capacité des cellules à entrer en apoptose et pourraient aussi réduire certaines résistances à la chimiothérapie.De plus, par une approche d’édition du génome, j’ai confirmé le lien existant entre le blocage du cytosquelette et l’inhibition du NMD. J’ai aussi identifié deux protéines impliquées dans le réarrangement du cytosquelette qui pourraient être ciblées pour inhiber le NMD en thérapie et ré-exprimer une protéine tronquée fonctionnelle. L’utilisation de H7 ou de CNMS1 pourrait ainsi être couplée à une inhibition du NMD pour optimiser la correction des mutations non sens. Ces molécules correctrices de mutations non sens représentent de nouvelles approches thérapeutiques ciblées du cancer et des maladies rares liées aux mutations non sens. / Nonsense mutations generate premature termination codons (PTC) within an open reading frame. This type of mutation is found in about 11% of patients with genetic disorders. Concerning cancer, 5 to 40% of mutations affecting tumor-suppressing genes are nonsense mutations. The presence of a PTC in a gene leads to rapid degradation of its mRNA mediated by the RNA surveillance mechanism named NMD (Nonsense-mediated mRNA decay) preventing the synthesis of truncated proteins. In cancer, the absence of expression of tumor suppressing genes such as TP53 interferes with many biological pathways including apoptosis enabling tumor progression.A screening system that allows identifying molecules capable of re-expressing genes harboring nonsense mutations by inhibiting the NMD system and/or by activating readthrough has been developed in the lab. Readthrough is a natural mechanism, which occurs during translation, leading to the incorporation of an amino acid at the PTC position. Among the molecules that have been identified thanks to the screen, a natural extract named H7 and a compound named CNSM1 efficiently rescues the expression of the nonsense-mutated TP53 gene carrying a PTC.CNSM1 and H7 induces the expression of full-length proteins from PTC-containing genes indicating that these compounds are capable of activating readthrough. I validated the screen results on several cancer cell lines harboring an endogenous nonsense mutation in TP53 gene and showed that the function of p53 was restored in the presence of CNSM1 or H7. I also investigated the cellular toxicity related with the use of CMNS1 on cultured cells and the in vivo effect of H7 in a mouse model harboring a nonsense mutation in dystrophin gene. My results demonstrate that these compounds have a mild cellular toxicity. In addition, using a genome editing approach I confirmed the relationship between the cytoskeletal blockage and the NMD inhibition. I identified two proteins that are implicated in the cytoskeletal rearrangement, which might be targeted to induce NMD inhibition and then the expression of truncated but functional protein from the mutated mRNA. H7 or CNMS1 might be coupled to an NMD inhibition strategy to improve the nonsense mutation correction. Knowing CNSM1 and H7 are so far the most efficient molecule capable of rescuing the expression of PTC-containing genes, these compounds represents a realistic hope for a new-targeted therapy for pathologies associated with nonsense mutations.

La théorie actuelle de l'immunosurveillance des cancers établit l'existence d'un système dynamique d'interaction entre le système immunitaire et les cellules tumorales. Plusieurs expériences majeures ont démontré l'importance du système immunitaire et en particulier des lymphocytes T dans la surveillance des cancers et dans l'efficacité des thérapies antitumorales. Certains traitements utilisés contre le cancer peuvent en effet stimuler ou inhiber la réponse immunitaire antitumorale. En plus de leur effet cytotoxique sur les cellules cancéreuses ces médicaments, tel que le Sorafenib, peuvent inhiber des cellules immunosuppressives telles que les Treg et les MDSC. D'autres chimiothérapies, telle que l'Oxaliplatine, peuvent induire une mort cellulaire immunogène nécessaire à leur efficacité clinique. L'Oxaliplatine est également connue pour ajouter des groupements alkyles sur les bases puriques de l'ADN à l'origine de mutations. Parallèlement, la caractérisation de nombreuses mutations immunogènes a été menée au cours des dernières années sans que le rôle des traitements dans l'apparition de celle-ci n'ait été recherché. Les mutations spécifiques des agents alkylants correspondent à une modification des bases AG, GG et de la base en S' de groupe AG ou GG. Ces mutations permettraient de diversifier le répertoire antigénique en créant des néoantigènes reconnus par les lymphocytes T. L'objectif principal de ce travail a été d'identifier de nouveaux épitopes immunogènes issus d'antigènes de tumeurs en utilisant une stratégie d'immunologie inverse. La première partie a permis l'identification de trois néoépitopes immunogènes restreints par le CMH-II et potentiellement impliqués dans la rémission complète d'un patient atteint d'un hépatocarcinome métastatique traité par Sorafenib. L'immunogénicité de ces trois néoépitopes issus des protéines HELZ2, MLL2 et IL-1β mutées a été validée après stimulation in vitro des lymphocytes T du patient. La seconde partie, portant sur l'identification de néoantigènes induits par Oxaliplatine a permis de poursuivre la caractérisation des mutations chimioinduites et d’identifier 26 néoépitopes potentiellement présentés par les CMH de classe I.Ces travaux renforcent le lien entre système immunitaire et l’efficacité des chimiothérapies. Ils suggèrent pour la première fois que les chimiothérapies pourraient augmenter l’immunogénicité des tumeurs, en augmentant le répertoire des néoantigènes. / The current theory of cancer immunosurveillance establishes the existence of a dynamic system o interaction between the immune system and tumor cells. Several major experiments have demonstrated th importance of the immune system and in particular T cells in cancer surveillance and the effectiveness of anti tumor therapies. Treatments used against cancer can stimulate or inhibit the immune response to tumor. I addition to their cytotoxic effect on cancer cells, these drugs, such as Sorafenib, can inhib' immunosuppressive cells such as Treg and MDSC. Other chemotherapies, such as Oxaliplatin, can induce a immunogcnic cell death required for its efficacy. Oxaliplatin is a1so known to add alkyl groups on the puri bases that cause DNA mutations. At the same titne, the characterization of many immunogenic mutations ha been carried out in recent years without evaluating the role of treatments in the appearance of suc immunogenic mutations. The specific mutations of the alkylating agents correspond to a modification of th AG, GG bases and 5' base of the AG or GG motif. These mutations would diversify the antigenic repertoire b creating neo-antigens recognized by T cells. The main objective of this work was to identify new immunogenic epitopes derived from tumor antigens using a reverse immunology strategy. The first part identified three immunogenic neoepitopes restricted by MHC-11 and potentially involved in the complete remission of a patient with metastatic hepatocarcinoma treated with Sorafenib. The immunogenicity of these three neoepitopes derived from mutated HELZ2, MLL2 and IL-1The main objective of this work was to identify new immunogenic epitopes derived from tumor antigens using a reverse immunology strategy. The first part identified three immunogenic neoepitopes restricted by MHC-11 and potentially involved in the complete remission of a patient with metastatic hepatocarcinoma treated with Sorafenib. The immunogenicity of these three neoepitopes derived from mutated HELZ2, MLL2 and IL-1β proteins was validated after in vitro stimulation of the patient's T cells. The second pati, dealing with the identification of neoantigens induced by Oxaliplatin, made it possible to characterize chemoinduced mutations and to identify 26 neoepitopes potentially presented by MHC-I. This work reinforces the link between the immune system and the effectiveness of chemotherapy. The suggest for the first time that chemotherapy could increase tumor immtmogenicity by increasing the repertoir of neo-antigens. proteins was validated after in vitro stimulation of the patient's T cells. The second pati, dealing with the identification of neoantigens induced by Oxaliplatin, made it possible to characterize chemoinduced mutations and to identify 26 neoepitopes potentially presented by MHC-I. This work reinforces the link between the immune system and the effectiveness of chemotherapy. The suggest for the first time that chemotherapy could increase tumor immtmogenicity by increasing the repertoir of neo-antigens.