La protéine kinase C alpha (PKCα) est une sérine/thréonine kinase ubiquitaire. Elle intervient dans la régulation de différentes fonctions cellulaires en interagissant avec de nombreuses protéines. Parmi ces dernières, nous avons réussi à identifier Trm61, la sous-unité catalytique de la m1A58 ARNt méthyltransférase qui joue un rôle essentiel dans la stabilité de l'ARNtiMet. Les études de localisation de PKCα et des deux sous-unités Trm6 et Trm61 ont permis de démonter que ces deux sous-unités ne partagent pas toujours les mêmes compartiments cellulaires : si la sous-unité Trm6 est toujours nucléaire, la Trm61 est pancellulaire et se co-localise avec PKCα dans le cytoplasme. Nous avons apporté la preuve que l'augmentation de l'expression de PKCα entraîne une diminution de Trm61, alors que la diminution de l'expression de PKCα s'accompagne d'une augmentation aussi bien de Trm61 que d'ARNtiMet et se traduit par une importante augmentation de la prolifération à forte densité cellulaire. Ce travail a permis également de démontrer que la sous-unité Trm61 est essentielle pour la survie des cellules C6. La surexpression de Trm6 et/ou de Trm61 a permis de pointer la Trm6 comme le déterminant essentiel du niveau de la m1A58 ARNt méthyltransférase fonctionnelle et de suggérer un rôle secondaire de Trm61 cytoplasmique dans la régulation de la prolifération de façon indépendante de l'action du complexe Trm6-Trm61. De façon intéressante, les gliomes de bas grade présentent des taux plus élevés d'ARNm PKCα que les glioblastomes et inversement pour les taux des ARNm TRM6 et TRM61, apportant un argument en faveur de la relevance de nos observations dans la tumorigenèse gliale humaine. / Protein kinase C alpha (PKCα) is a ubiquitous serine/threonine kinase. It is involved in the regulation of various cellular functions by interacting with many intracellular proteins. Among these, we were able to identify Trm61, the catalytic subunit of the tRNA m1A58 methyltransferase which plays an essential role in the stability of the tRNAiMet. Localization studies of PKCα, Trm6 and Trm61 demonstrated that these two subunits do not always share the same subcellular compartment: while Trm6 is strictly nuclear, Trm61 is both in the nucleus and in the cytoplasm where it co-localizes with PKCα. We also provided the evidence that the increased expression of PKCα induces a decrease in that of Trm61, while reduced PKCα expression is accompanied by an increase in both Trm61 and tRNAiMet levels. These changes in expression are accompanied by a significant increase in cell proliferation at high-density. This work has also shown that Trm61 subunit is essential for the survival of the C6 glioma cell line. Our results suggest that Trm6 is the essential determinant of functional tRNA m1A58 methyltransferase level and we discuss the possibility of a secondary role for cytoplasmic Trm61 in the regulation of the proliferation independently of Trm6-Trm61 action. Interestingly, human grade II and III gliomas expressed higher levels of PKCα mRNA than glioblastomas and inversely for TRM6 and TRM61 mRNA levels, arguing for a relevance of our observations for human gliomagenesis.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La relation entre l’obésité et le cancer, bien qu’établie par des études épidémiologiques, est peu connue. Pourtant, environ 25 % des cancers pourraient y être attribuables. Parmi les cancers reliés à l’obésité, les cancers du côlon, du sein chez les femmes ménopausées et de la prostate sont les plus fréquents. Des études sur modèles animaux ont suggéré une association positive entre une diète riche en gras et le développement du cancer mammaire et de la prostate. Nous avons étudié les mécanismes moléculaires par lesquels les acides gras influencent le devenir de lignées de cellules cancéreuses du sein et de la prostate. Ces travaux ont montré que les acides gras insaturés, dont l’oléate, induisent la prolifération cellulaire tandis que les acides gras saturés, dont le palmitate, diminuent la prolifération. Un traitement à l’oléate stimule la formation de gouttelettes lipidiques dans le cytoplasme des cellules de cancer du sein MDA-MB-231 et de la prostate DU145 alors qu’un traitement au palmitate entraîne l’apoptose. Le mécanisme d’action de l’oléate sur la prolifération a été étudié de façon plus approfondie. L’utilisation d’inhibiteurs pharmacologiques nous a permis de déterminer que l’effet prolifératif de l’oléate implique la voie PI3K/Akt, la voie ERK1/2 et l’activation d’un ou de plusieurs récepteur(s) couplé(s) aux protéines G (GPCR). L’oléate induit la phosphorylation rapide des protéines Akt et ERK1/2 dans les cellules de cancer du sein MDA-MB-231 et de la prostate DU145. Au cours des dernières années, deux GPCRs ont été identifiés comme étant activables par des acides gras à moyennes et à longues chaînes, GPR40 et GPR120. GPR40 étant exprimé dans plusieurs lignées cellulaires de cancer du sein et de la prostate contrairement à l’expression de GPR120 qui était inexistante dans la plupart des lignées, nous avons étudié l’implication de GPR40 dans l’effet prolifératif de l’oléate. Ces deux récepteurs n’étant pas exprimés dans les cellules épithéliales mammaires humaines en culture primaire, ces cellules ne répondent pas aux effets de l’oléate sur la prolifération et l’activation des voies de signalisation. L’activation des voies Akt et ERK1/2 par l’oléate dans les cellules MDA-MB-231 et DU145 est potentialisée par la surexpression du récepteur GPR40 et inhibée par l’utilisation d’un siRNA dirigé contre ce récepteur. Cependant, la prolifération induite par l’oléate ne semble pas affectée par la présence d’un siRNA dirigé contre GPR40. L’oléate étant un acide gras, il est capable d’entrer librement dans les cellules et une partie de ses effets sur la prolifération pourrait être attribuée à sa métabolisation. Un agoniste de GPR40, le GW9508, est en mesure d’activer GPR40 sans toutefois entrer dans les cellules ni activer le métabolisme de l’oléate. Le GW9508 stimule la phosphorylation des protéines Akt et ERK1/2 dans les cellules du cancer du sein MDA-MB-231 et de la prostate DU145, mais il n’est pas en mesure d’induire la prolifération cellulaire comme le fait l’oléate. Ces résultats nous permettent de mieux comprendre le mécanisme d’action de l’oléate sur les cellules de cancer du sein et de la prostate. L’oléate induit la signalisation de GPR40 qui est impliquée dans l’activation rapide des voies de signalisation Akt et ERK1/2. De son côté, l’effet prolifératif induit par l’oléate s’effectue par un mécanisme GPR40-indépendant, possiblement lié au métabolisme de l’oléate. / The relationship between obesity and cancer, although established by epidemiological studies, remains relatively unknown. However, about 25 % of cancers could be attributed to obesity. Among cancers that are affected by obesity, colon cancer, post-menopausal breast cancer and prostate cancer are the more frequent. Studies on animal models have suggested a positive association between high fat diets and de development of mammary and prostate cancer. We have studied the molecular mechanisms by which fatty acids influence breast and prostate cancer cells fate. This work has shown that unsaturated fatty acids, including oleate, can induce cellular proliferation while saturated fatty acids, including palmitate, reduce proliferation. An oleate treatment stimulates lipid droplets formation in the cytoplasm of breast cancer cells MDA-MB-231 and prostate cancer cells DU145 while a palmitate treatment induces apoptosis. The action mechanism of oleate on proliferation was studied more closely. Using pharmacological inhibitors, we determine that oleate-induced cell proliferation involves PI3K/Akt signaling pathway, ERK1/2 signaling pathway and the activation of one or many G protein coupled receptor(s) (GPCR). Oleate induces rapid Akt and ERK1/2 phosphorylation in breast cancer cells MDA-MB-231 and prostate cancer cells DU145. In the last few years, two GPCRs were identified as being activated by medium and long chain fatty acids, GPR40 and GPR120. GPR40 being expressed in many breast and prostate cancer cell lines while GPR120 expression was null in most cell lines tested, we studied the role of GPR40 in oleate-induced proliferation. Human epithelial mammary cells in primary culture did not express GPR40 nor GPR120 and failed to respond to oleate-induced cell proliferation or activation of signaling pathways. Akt and ERK1/2 signaling pathways activation by oleate in MDA-MB-231 and DU145 cells is potentiated by GPR40 over-expression and inhibited by the use of an siRNA directed against that receptor. However, oleate-induced cell proliferation does not seem to be affected by the presence of the siRNA directed against GPR40. Oleate being a fatty acid, it can enter cells freely by crossing the plasma membrane and part of its effects on proliferation could be attributed to its metabolism. A GPR40 agonist, GW9508, is able to activate GPR40 without entering the cells nor activating oleate’s metabolism. GW9508 stimulates Akt and ERK1/2 phosphorylation in breast cancer cells MDA-MB-231 and prostate cancer cells DU145, but does not induce cell proliferation as does oleate. These results help us to understand the action mechanism of oleate in breast and prostate cancer cells. Oleate induces GPR40 signalization which is involved in the rapid Akt and ERK1/2 signaling pathways activation. On the other hand, oleate-induced cell proliferation is carried out by a GPR40-independent mechanism, possibly linked to oleate’s metabolism.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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