La protéine RFX3 appartient à une famille de facteurs de transcription RFX (Regulatory Factor X) très conservée au cours de l'évolution. Avec plusieurs autres membres de cette famille, RFX3 est impliquée dans la régulation de l'expression de gènes nécessaires pour l'assemblage et la fonction des cils. L’objectif de mon travail de thèse a été de comprendre le rôle du facteur de transcription RFX3 au cours du développement du poumon de la souris. RFX3 est exprimée dès le début du développement pulmonaire dans les cellules du mésenchyme et de l'épithélium, de manière corrélée à la présence de cils primaires. En absence de RFX3, le nombre des cils primaires est réduit. A la naissance, l’expression de RFX3 se restreint aux cellules multiciliées de l'épithélium bronchique. Les poumons de souris Rfx3-/- ou conditionnellement inactivées pour Rfx3 dans le mésenchyme, présentent un défaut de formation des alvéoles, associé à un nombre réduit de précurseurs des myofibroblastes en cours de migration en périphérie des poumons. In vivo, le nombre de précurseurs des myofibroblastes chez les souris Rfx3-/- est diminué. En culture primaire, les myofibroblastes Rfx3-/- ont une capacité proliférative réduite, ainsi qu'une altération du comportement migratoire. La voie induite par le PDGFAA, facteur de croissance responsable de la migration des myofibroblastes in vivo, est intact chez les myofibroblastes Rfx3-/-. En conclusion, RFX3 régule la croissance des cils primaires et gouverne la différentiation des myofibroblastes pendant le développement du poumon. Ce travail de thèse suggère donc une nouvelle fonction des cils primaires durant le développement pulmonaire / RFX3 belongs to the regulatory factor X (RFX) family transcription factors that are conserved in a wide range of species. With several other members of this family, RFX3 is involved in regulating the expression of genes required for assembly and function of cilia. The aim of my thesis was to understand the role of the transcription factor RFX3 during mouse lung development. RFX3 is expressed early in lung development in mesenchymal and epithelial cells, correlated to the presence of primary cilia. In the absence of RFX3, the number of primary cilia is reduced. At birth, RFX3 expression is restricted to multiciliated cells of the bronchial epithelium. The lungs of Rfx3-/- mice, or conditionally inactivated for Rfx3 in the mesenchyme, exhibit an alveolarization defect, associated with a reduced number of myofibroblast precursors that migrate in the lung periphery. In vivo, the number of myofibroblast precursors in Rfx3-/- mice is reduced. In primary culture, Rfx3-/- myofibroblasts have a reduced proliferative capacity, and an altered migratory behavior. The pathway induced by PDGFAA, a growth factor responsible for the myofibroblast migration in vivo, is intact in Rfx3-/- myofibroblasts. In conclusion, RFX3 regulates the growth of primary cilia and governs the differentiation of myofibroblasts during lung development. This thesis suggests a novel function of primary cilia during lung development

La cellule musculaire lisse (CML) a un rôle pivot dans la physiopathologie de l’asthme. Dans ce travail de thèse nous avons pu mettre en avant l’implication du récepteur de type 2 activé par les protéases (PAR-2) dans une composante majeure du remodelage bronchique : la prolifération musculaire lisse. Dans le premier travail, nous avons montré une augmentation de l’expression du PAR-2 au niveau des CML bronchiques d’asthmatiques in vitro. La réponse calcique est dépendante du niveau d’expression du récepteur, mais n’influence pas la réponse proliférante. La stimulation répétée du PAR-2 augmente la prolifération des seules CML d’asthmatiques, par un mécanisme dépendant de la voie ERK. Dans le second travail, nous avons montré que la production basale d’un épithélium reconstitué entraine une prolifération plus importante des CML d’asthmatiques comparée aux CML de témoins. Une augmentation supplémentaire de la prolifération des seules CML d’asthmatiques a été observée, après activation par le surnageant d’épithélium stimulé par des acariens de maison comparé au surnageant épithélial non stimulé. Ce mécanisme est dépendant du PAR-2 épithélial, qui induit la production de leucotriènes C4, sur des CML dont l’expression du récepteur (CysLTR1) est augmentée chez l’asthmatique. Ces résultats apportent de nouvelles connaissances dans le remodelage musculaire lisse bronchique de l’asthmatique et met en avant le PAR-2 comme cible thérapeutique potentielle. / Smooth muscle cells (SMC) play an important role in asthma pathophysiology. In this thesis, we have highlighted the involvement of protease activated receptor type-2 (PAR-2) in SMC proliferation, which is a major component of airway remodeling. In the first study, we have shown an increased expression of PAR-2 in asthmatic bronchial SMC in vitro. Calcium response is dependent on the expression level of PAR-2, which does not affect the proliferative response. Repeated stimulation of PAR-2 increases the proliferation of asthmatics SMC only, by an ERK-dependent mechanism. In the second study, we have demonstrated that the basal production of reconstituted epithelium leads to a greater proliferation of asthmatics SMC compared to controls. Increased proliferation of asthmatics SMC only was observed, after stimulation with supernatant of the epithelium stimulated by house dust mites (HDM) compared to unstimulated epithelial supernatant. This mechanism is epithelial PAR-2-dependent, which induces the production of leukotrienes C4, whose receptor expression (CysLTR1) is increased in asthmatics SMC. These results provide new insights into bronchial smooth muscle remodeling in asthma and highlights the PAR-2 as a potential therapeutic target.

L’embryologie de la surrénale humaine et la pathogénie de l’hypoplasie congénitale des surrénales sont mal connues et complexes. L’une pouvant expliquer l’autre, nous présentons, à partir de 119 fœtus humains normaux de12 à 36 semaines de développement (SD), une étude cinétique histologique et moléculaire de la surrénale fœtale et nous décrivons 3 cas d’hypoplasie surrénalienne. Après un rappel des mécanismes moléculaires connus, régulant ensemble l’embryologie surrénalienne, gonadique et hypophysaire et ceux de l’hypoplasie surrénale congénitale, nous présentons nos résultats. Dans la corticosurrénale humaine fœtale normale, les cellules du cortex permanent prolifèrent et, dès la 12ème SD, expriment la NCAM, la 3β-HSD et la P450 c21. Elles ont la capacité de synthétiser des minéralocorticoïdes et/ou du cortisol. Les cellules du cortex fœtal ne prolifèrent pas et expriment ni la 3β-HSD, ni la NCAM. La médullosurrénale est formée par des neuroblastes immatures (CgA-, NCAM+) qui migrent et prolifèrent de la périphérie vers le centre de la glande, où ils se différencient en neuroblastes matures (CgA+). Dans les deux cas d’hypoplasie surrénale de type anencéphalique, avec absence de mutation de DAX-1 et de SF-1, la dysembryoplasie surrénalienne est probablement d’origine hypophysaire, par absence de cellules gonadotropes. Dans le 3ème cas, jamais décrit, associant un RCIU, une hypoplasie surrénalienne congénitale, une ambiguïté sexuelle, une absence de différenciation des cellules antéhypophysaires, l’absence de mutation de gènes connus (DAX-1, SF-1, SRY, FGF9, SOX2, SOX3, SOX5 et SOX9) suggère l’existence de nouveaux gènes régulant la différenciation précoce de ces trois glandes endocrines. / The embryology of the human adrenal and the pathogenesis of the hypoplasia adrenal congenital are complex and not well known. We studied the histological and functional characteristics of the fetal human adrenal in normal fetuses aged 12 to 36 weeks development (WD) and presented three cases of congenital adrenal hypoplasia with pituitary abnormalities. In the human fetal adrenal cortex, only the cells of the definitive zone proliferate from the 12th WD. We observe the expression of an adherence protein (NCAM) and of two steroidogenesis enzymes (3β-HSD and P450 c21) in the definitive zone cells, attesting to the capacity of these cells to synthesize mineralocorticoids and/or cortisol. In the fetal zone, only P450 c21 immunoreactivity is detected. The adrenal medulla is formed by immature neuroblasts (CgA -, NCAM+) which migrate and proliferate from the periphery toward the center of the gland, where they differentiate in mature neuroblasts (CgA+). In the two cases of congenital adrenal hypoplasia of anencephalic type without DAX 1 and SF-1 mutation, the cause is probably from pituitary origin and related to absence of gonadotrope cells. In the third case of congenital adrenal hypoplasia, never described, combining a retard intrauterine development, a congenital adrenal hypoplasia, sexual ambiguity, pituitary abnormalities. The absence of mutation of known genes (DAX -1, SF -1, SRY, FGF9, SOX2, SOX3, SOX5 and SOX9) suggests the existence of new genes regulating early differentiation of the adrenal, the gonad and the pituitary.

Pour étudier le rôle de c-Jun dans les macrophages, nous avons développé deux modèles murins présentant une délétion spécifique de Jun dans la lignée de cellules myéloïdes. Le 1er modèle (JunΔCsf1r) a une délétion de c-Jun dans les cellules myéloïdes et leurs progéniteurs. Le 2nd modèle (JunΔLyz2) a une perte de c-Jun dans les cellules myéloïdes matures. L'analyse de ces modèles a montré que l'expression de c-Jun n'est pas nécessaire à l'homéostasie des macrophages tissulaires, mais est essentiel à l'expansion des macrophages de la MO et des progéniteurs de la rate. De plus, l'absence d'expression de c-Jun dans les macrophages inhibe leur prolifération induite par le facteur de croissance Csf1 in vitro. Et nous avons montré que ce défaut de prolifération était indépendant de JNK. Par ailleurs, mes travaux ont révélé que c-Jun est nécessaire pour inhiber l'expression basale des inhibiteurs du cycle cellulaire dans les macrophages, en particulier p16 qui joue un rôle important dans la sénescence cellulaire et dans la perte de la capacité de prolifération.Enfin, l'absence de c-Jun induit l'accumulation de cellules souches hématopoïétiques (HSC) dans la MO des souris JunΔCsf1r, mais aussi une diminution des progéniteurs myéloïdes (GMP/CMP). Des expériences effectuées sur des souris chimériques reconstituées avec un mélange de cellules précurseurs de MO de souris JunΔCsf1r et de souris contrôles en proportions égales ont montré que les HSCs n'exprimant pas c-Jun présentent un défaut de reconstitution de toutes les lignées hématopoïétiques, suggérant ainsi un rôle important de c-Jun dans l'homéostasie et dans la fonction des cellules souches hématopoïétiques. / To study the role of c-Jun in macrophages we have generated mice with a targeted deletion of Jun in the myeloid lineage. We used two transgenic mice: (JunΔCsf1r) where c-Jun is deleted in all myeloid cells and their progenitors, or the (JunΔLyz2) mice where c-Jun is deleted in mature myeloid cells. My analysis showed that c-Jun expression is not required for the maintenance of tissue macrophages, however it is critical for macrophage expansion from BM and splenic progenitors. There was a strong reduction in accumulation of monocyte-derived macrophages in mice where c-Jun expression was deleted in myeloid progenitors (JunΔCsf1r), compared to littermate control mice or the deletion of c-Jun in mature myeloid cells (JunΔLyz2). My further experiments showed that the deletion of c-Jun in macrophages inhibited Csf1-mediated proliferation in vitro. Activation of c-Jun is regulated by Jun N-terminal kinase (JNK), I showed in my experiments that the role of c-Jun in macrophage proliferation was JNK-independent. I show that c-Jun in macrophages is required to repress basal expression of cell cycle inhibitors, as p16, which is linked to cell senescence and loss of proliferative capacity.Finally, we observed that loss of c-Jun results in accumulation of hematopoietic stem cells (HSC) in the BM of JunΔCsf1r mice, but associated with a decrease in myeloid progenitors (GMP and CMP). Furthermore, competitive radiation-chimera experiments showed c-Jun deficient HSC are defective in their ability to repopulate all haematopoietic lineages, suggesting c-Jun has an important role in HSC homeostasis and function.

CARM1 et PRMT1 sont 2 Protein Arginine MethylTransferases (PRMTs) impliquées dans la prolifération et dérégulées dans le cancer. La dimérisation est une caractéristique commune aux PRMTs. PRMT1 et CARM1 coopèrent dans la régulation des gènes mais il n'existe pas de données concernant un hétérodimère CARM1/PRMT1. Nous avons trouvé que PRMT1 et CARM1 sont surexprimées dans le cancer du poumon non à petites cellules et dans 2 lignées d'adénocarcinomes pulmonaires, A549 et H1299. Les siPRMT1 réduisent la prolifération cellulaire et facilitent la différentiation. Les siCARM1 produisent un effet similaire mais, comme ceci a déjà été décrit, suppriment l'expression de PRMT1 en plus de celle de CARM1. Ainsi, CARM1 peut-elle réduire la prolifération par un effet direct ou en inhibant PRMT1. Ce résultant souligne l'intérêt d'étudier la formation de l'hétérodimère CARM1/PRMT1. Nous avons trouvé que dans les cellules A549, CARM1 n'est pas phosphorylée sur la sérine 228, interagit avec PRMT1, méthyle les promoteurs de 2 gènes cibles (Sox2 et Nanog) et est localisée dans le noyau. Dans les cellules H1299, CARM1 est phosphorylée sur la sérine 228, n'interagit pas avec PRMT1, ne méthyle pas les promoteurs de Sox2 et Nanog et est localisée dans le cytoplasme. L'inhibition de la kinase MAP2K3 empêche la phosphorylation de CARM1 sur la sérine 228 et restaure l'interaction CARM1/PRMT1 dans les cellules H1299. En conclusion, l'invalidation de PRMT1 réduit la prolifération dans les cancers du poumon. L'invalidation de CARM1 réduit aussi la prolifération probablement par l'intermédiaire de la suppression de PRMT1. Nous suggérons que MAP2K3 est la kinase qui phosphoryle CARM1 sur la sérine 228 et que cette phosphorylation inhibe l'interaction CARM1/PRMT1. La formation de l'hétérodimère CARM1/PRMT1 pourrait constituer un moyen pour réguler l'activité de ces 2 enzymes / PRMT1 and CARM1 are 2 Protein Arginine MethylTransferases (PRMTs) implicated in cell proliferation and deregulated in cancer. Dimerisation is a conserved feature in the PRMT family. PRMT1 and CARM1 cooperate in gene regulation but CARM1/PRMT1 heterodimer is not yet characterised. We report that, PRMT1 and CARM1 are overexpressed in non-small cell lung cancer samples and in 2 lung adenocarcinoma cell lines, A549 and H1299. siPRMT1 reduce proliferation and promote differentiation. siCARM1 yield similar consequences but, as this was previously described, suppress PRMT1 expression in addition to CARM1 expression. Thus CARM1 might reduce proliferation by a direct effect or alternatively through PRMT1 suppression. This result reinforces the interest of investigating the CARM1/PRMT1 heterodimer formation. We found that in A549 cells, CARM1 is not phosphorylated at serine 228, interacts with PRMT1, methylates the promoter of 2 target genes (Sox2 and Nanog) and is localized in the nucleus. In H1299 cells, CARM1 is phosphorylated at serine 228, does not interact with PRMT1, does not methylate Sox2 and Nanog promoters and is localized in the cytoplasm. Inhibition of the kinase MAP2K3 prevents the phosphorylation of CARM1 at serine 228 and restores CARM1/PRMT1 interaction in H1299 cells. In conclusion, we propose that PRMT1 knock-down reduces proliferation in lung cancer. CARM1 knock-down reduces proliferation probably through the suppression of PRMT1. We suggest that MAP2K3 is the candidate kinase that phosphorylates CARM1 at serine 228 and that phosphorylation inhibits CARM1/PRMT1 interaction. CARM1/PRMT1 heterodimer formation might be a way of regulating the activities of these enzymes

Introduction et objectifs : Les méningiomes sont des tumeurs intracrâniennes pour la plupart de bas grade, dont les récidives sont cependant fréquentes. Le premier objectif de cette étude est d'évaluer la valeur pronostique de marqueurs de prolifération dans une série de 60 méningiomes. HuR (ELAV-like 1) est une protéine pro-oncogène pouvant stimuler la prolifération et la survie cellulaire. Dans la seconde partie de cette étude, nous analysons l'expression de HuR et les effets de l'inhibition de HuR sur la prolifération, l'apoptose et la résistance à l'hypoxie. Résultats : Il existe une corrélation significative entre le grade histologique et l'expression nucléaire de MCM6 (p<0,001), Ki-67 (p<0,001) et PHH3 (p<0,001), et une corrélation inverse entre ces marqueurs et la survie sans récidive (Cox ; MCM6 : p<0,001 ; Ki-67 : p=0,003 ; PHH3 : p=0,037). L'expression cytoplasmique de HuR est corrélée négativement avec la survie sans récidive (p=0,028), et positivement avec le grade (I vs II : p=0,0007), l'indice mitotique (p=0,0001), Ki-67 (p=0,0007) et MCM6 (p=0,0009). In vitro, l'inhibition de HuR (siRNA) entraîne une diminution de la croissance cellulaire (p=0,0004) et de la prolifération (Ki-67, p=0,0004), et une augmentation de l'apoptose (caspase 3 clivée, p=0,002), ces différents effets étant significativement augmentés en hypoxie. L'inhibition de HuR entraîne également une diminution de SIRT1 en normoxie (p=0,01) et en hypoxie (p=0,0006). Conclusion : MCM6 est un marqueur efficace pour identifier les méningiomes à haut risque de récidive. HuR est un marqueur de mauvais pronostic, dont l'inhibition permet de diminuer la prolifération cellulaire et d'augmenter l'apoptose / Introduction and objectives: Meningiomas are frequent and in most of cases low grade intracranial tumors, with frequent recurrences. The first objective of this study was to evaluate the prognostic value of proliferation and cell cycle markers in a series of 60 meningiomas. HuR (ELAV-like 1) is a pro-oncogenic protein that stimulates cell proliferation and survival. In the second part of this study, the objective was to evaluate HuR expression, and the effects of HuR inhibition on proliferation, apoptosis and resistance to hypoxia. Results: We found a significant correlation between histological grade and nuclear staining for MCM6 (p<0.001), Ki-67 (p<0.001) and PHH3 (p<0.001), and an inverse correlation between these markers and reccurence free survival (Cox; MCM6: p<0.001; Ki-67: p=0.003; PHH3: p=0.037). Cytoplasm staining for HuR was significantly stronger in atypical meningiomas (grades I vs II: p=0.0007), inversely correlated with progression free survival (p=0.028), and was positively correlated with mitotic index (p=0.0001), Ki-67 (p=0.0007) and MCM6 (p=0.0009). In vitro, HuR inhibition (siRNA) led to a significant decrease of cell growth (p=0.0004) and proliferation (Ki-67, p=0.0004), and an increase of apoptosis (cleaved caspase 3, p=0.002). These effects were significantly increased under hypoxia, comparing with normoxia. When HuR was inhibited, SIRT1 was decreased, both under normoxia (p=0.01) and hypoxia (p=0.0006). Conclusion: In conclusion, MCM6 is an efficient marker to identify meningiomas with high risk of recurrence. HuR is correlated with a poor prognosis. Its inhibition allows to decrease cell proliferation and to increase apoptosis

L'insuline, hormone clé du contrôle de l'homéostasie métabolique, exerce également des effets trophiques sur la croissance et la prolifération cellulaire. Des études épidémiologiques ont récemment montré que les individus obèses ou diabétiques de type 2 ont un risque plus élevé de développer des cancers et elles ont également suggéré que l’insuline jouerait un rôle dans ce développement tumoral. Ainsi, une signalisation adéquate en aval du récepteur de l’insuline est indispensable pour éviter des processus physiopathologiques. La signalisation de l’insuline est contrôlée par des mécanismes de rétrocontrôle, dont l’adaptateur moléculaire Grb14 qui agit comme un inhibiteur endogène de l’activité catalytique du RI. L’objectif de ma thèse a été d’étudier les conséquences métaboliques et mitogéniques de l’inhibition de Grb14 in#vivo spécifiquement dans le foie de souris. Dans une première étude, nous montrons que sept jours après l’invalidation de Grb14, les souris présentent une activation des voies de signalisation de l’insuline, qui s’accompagne d’une amélioration de la tolérance au glucose et de la production hépatique de glucose. Cependant, de façon paradoxale, la voie de la lipogenèse est très fortement diminuée. En décryptant le mécanisme moléculaire impliqué, nous montrons que l’inhibition de Grb14 permet la libération de la protéine p62/sqstm1 qui active le facteur de transcription Nrf2, ce qui entraine une inhibition du récepteur nucléaire pro-lipogénique LXR. De façon intéressante, l’invalidation de Grb14 chez des souris ob/ob permet de restaurer la glycémie et la stéatose hépatiques à des valeurs comparables aux témoins. Cette étude a ainsi permis de mettre en évidence une nouvelle voie de régulation de la lipogenèse hépatique. Dans une deuxième étude, nous nous sommes intéressés à l'action mitogénique de l'insuline. Nous montrons que 48 heures après l'inhibition de Grb14, les hépatocytes, qui sont des cellules quiescentes, entrent massivement dans le cycle cellulaire. Ce processus est dépendant de l’expression du RI et est médié par la signalisation PI3K/Akt/mTORC1 et la voie Rb/E2F1. Ces données révèlent ainsi que l'insuline est un puissant facteur mitogène dans le foie et que son action est étroitement contrôlée par l’adaptateur Grb14. D’un point de vue physiopathologique, nous avons pu mettre en évidence une diminution de significative de 58% de l’expression de Grb14 dans une collection de 70 CHC humains, apportant ainsi une explication moléculaire à une action pro-tumorigène de l’insuline dans le foie. L’ensemble de ces deux études permet de placer Grb14 au centre de la régulation des actions métaboliques et mitogéniques de l’insuline dans le foie. / Insulin is a key hormone controling metabolic homeostasis which also exerts having trophic effects on cell growth and proliferation. Epidemiological studies have recently shown that obese and type 2 diabetes patients are at higher risk of developing cancers, suggesting that insulin could be involved in tumor development. Proper signaling downstream the insulin receptor is thus essential to prevent pathophysiological processes. Insulin signaling is controlled by feedback mechanisms including the molecular adapter Grb14 which acts as an endogenous inhibitor of the IR catalytic activity. The aim of my PhD was to investigate the metabolic and mitogenic consequences of liver specific Grb14 inhibition in mouse. In the first study, we showed that after seven days of Grb14 invalidation, liver insulin signaling is enhanced, resulting in improved glucose tolerance and diminished hepatic glucose production. However, paradoxically, lipogenesis was greatly decreased. Deciphering the molecular mechanism, we show that Grb14 inhibition leads to the release of its partner p62/SQSTM1, inducing the activation of the Nrf2 transcription factor, which ultimatly inhibited the pro-lipogenic LXR nuclear receptor. Interestingly, Grb14 invalidation in ob/ob mice can restore blood glucose and hepatic steatosis comparable to control values. The study thus highlighted a new pathway controlling lipogenesis that could be targetted to improve metabolic diseases. In the second study, we were interested in insulin mitogenic action. We showed that 48 hours after Grb14 inhibition, hepatocytes that are quiescent cells, massively go through one cell cycle. This process depend on IR expression and is mediated by the PI3K/Akt/mTORC1 pathway and the Rb/E2F1 complex. Our data thus suggest that insulin is a potent mitogenic factor in the liver whose action is closely controlled by the Grb14 adapter in physiological conditions. Importantly, Grb14 expression is significantly decreased in a collection of human HCC, hence bringing out a molecular basis for a pro-tumorigenic action of hyperinsulinemia. Together these two studies reveal that Grb14 is a crucial gatekeeper of insulin metabolic and mitogenic actions in the liver.

Le muscle squelettique est le plus grand organe du corps humain. Il est maintenant admis que c'est un organe sécréteur de cytokines qui jouent un rôle important comme signaux paracrines et endocrines. Récemment, il a été démontré que le muscle squelettique sécrète aussi des nanovesicules appelées « exosomes ». Dans ce contexte, notre équipe a démontré que les exosomes sécrétés par les cellules musculaires avaient un effet paracrine et étaient impliqués dans la prolifération et la différenciation musculaire. Comme il est admis que la masse musculaire est affectée par différentes situations physiologiques (la nutrition et l'activité physique) ou pathologiques (obésité, le diabète et la sarcopénie), nous nous sommes demandés, dans un premier temps, quel était le rôle des exosomes dans la régulation de la masse musculaire et s'ils pouvaient modifier les dialogues muscle-organes insulino-sensibles au cours d'un régime riche en acide gras saturé. Ces travaux ont donné lieu à 2 articles publiés dans « Diabetologia ». Dans ces deux articles, nous avons démontré dans un modèle de souris que le muscle, en situation d'insulino-résistance due à un régime riche en acide gras saturé, sécrète plus d'exosomes. De plus, ces exosomes ont une composition modifiée en acides gras et en microARN. In vitro, cette nouvelle population d'exosomes affectent la prolifération des cellules receveuses i.e. ; cellules musculaires et cellules béta pancréatiques, in vitro, en régulant les gènes du cycle cellulaire et de différenciation dans les cellules musculaires receveuses et le gène pitx2 dans les cellules beta. Ces travaux suggèrent que les exosomes sécrétés par le muscle squelettique, perturbent l'homéostasie musculaire et pancréatique durant un régime riche en acide gras saturé.Dans un deuxième temps, nous avons réalisé une étude technique afin de déterminer les conditions optimales pour isoler la quantité maximale des exosomes, relarguées par les cellules musculaires. Cette étude, publiée dans « BMC Biotechnology », a démontré que cultiver des cellules musculaires dans un milieu sans exosomes de sérum de veau ou de cheval, ralentie leur prolifération et par conséquent leur différenciation. Ceci suggère que les exosomes des sérums des milieux de culture participent à la croissance des cellules musculaires. De façon intéressante, ce résultat mime le cross-talk entre myoblastes et myotubes précédemment démontré au laboratoire et laisse suggérer un rôle plus général des exosomes circulant dans les processus d'hypertrophie, hyperplasie mis en place durant le développement. De plus, ces résultats indiquent que les exosomes pourraient participer aux cross-talks entre espèces / Skeletal muscle (SkM) is considered as a secretory organ, it secretes cytokines named myokines that can act either locally (autocrine) or systemically (endocrine). In addition to myokines, SkM secretes nanovesicles named exosomes (SkM-Exos). Previous work from the laboratory have demonstrated that myotube- and myoblastderived exosomes were involved in the process of myogenesis and could transfer their content to target cells. In this work, we determined whether SkM-Exos wereinvolved in lipid-induced insulin resistance and participate in organ cross-talk during the development of obesity. Firstly, we determined the effect of high fat diet on SkM-Exo release and on their miRNA and lipid composition. In addition, we determined the biological effect of these exosomes on skeletal muscle and pancreatic recipient cells. Results are published in 2 separate papers in “Diabetologia”. In these two studies, exosomes were collected from quadriceps muscles of C57Bl/6 mice fed for 16 weeks with either a standard chow diet (SD) or an SD enriched with 20% palm oil (HP) or from C2C12 cells exposed to 0.5 mmol/l palmitate (EXO-Post Palm), oleate (EXO-Post Oleate) or BSA (EXO-Post BSA). We treated skeletal muscle cells or β pancreatic cells with these muscle-released exosomes. We found that exosomes from HP fed mice, EXO-Post Palm and EXO-Post Oleate induced myoblast and β pancreatic islet proliferation and modified the expressions of genes involved in cell cycle and muscle differentiation but did not alter insulin-induced Akt phosphorylation in muscle cells. Lipidomic analyses showed that exosomes from palmitate-treated cells were enriched in palmitate, indicating that exosomes likely transfer the deleterious effect of palm oil between muscle cells by transferring lipids. Also, we demonstrated that these exosomes likely transfer their miRNA contents resulting in beta pancreatic islet hypertrophy during type 2 diabetes mellitus (T2D). Moreover, muscle exosomes were incorporated into various tissues in vivo, including the pancreas and liver, suggesting that SkM could transfer specific signals through the exosomal route to key metabolic tissues in vivo. So, SkM derived exosomes altered muscle and β pancreatic cell homeostasis during lipid induced insulin resistant diet. Secondly, another work was conducted in order to answer to a technical problem about optimal conditions needed to obtain, in vitro, the highest concentration of exosomes from muscle cells when grown in a depleted-exosome medium. This work was published in “BMC Biotechnology”. In this study, we found that depleting culture media from exosomes affected skeletal muscle cell proliferation. In addition, removal of serum-EVs from culture medium affects gene and miRNA expressions and likely the proteome of the cells. Interestingly, our data showed that we can recapitulate the cross-talk between myoblast and myotubes previously demonstrated in the laboratory by using exosomes from serum as well. Indeed, serum derived-exosomes, like myotube derived-exosomes, can affect proliferation of myoblasts and induce their entrance in the differentiation process. This result implies that bovine exosomes can transfer specific signals to cells from unrelated species (i.e. ; to mice, rats and human) and thus that part of exosome composition is evolutionarily conserved between these lower and higher order mammalian species. Generally speaking, these results suggest that exosomes in body fluids could have an unsuspected function during embryogenesis and in the regulation of cellular adaptations that lead to hypertrophy, hyperplasia and metaplasia

Les ADAMs forment une sous-famille d’enzymes appelées “métalloprotéases”. Elles sont impliquées dans de nombreux processus aussi bien physiologiques que pathologiques de par leur capacité à cliver un certain nombre de substrats tels que des facteurs de croissance, des cytokines ou des protéines d’adhérence. Malgré de nombreuses études sur l’activité des ADAMs, on ne connaît que très peu d’éléments de leur régulation.Les tétraspanines constituent une super-famille de protéines membranaires ayant en commun une structure particulière. Elles sont impliquées dans un grand nombre de processus biologiques fondamentaux tels que la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes… Les tétraspanines interagissent non seulement entre elles mais aussi avec un certain nombre de partenaires protéiques à la membrane plasmique, formant ainsi un réseau multi-moléculaire appelé « réseau de tétraspanines » ou « tetraspanin web ». Les travaux précédents de notre laboratoire ont montré que la métalloprotéase ADAM10 est associée au réseau de tétraspanines. Cependant, la tétraspanine en association directe avec ADAM10 permettant à cette dernière d’être incluse dans le réseau n’avait jusqu’ici pas été identifiée.Tout d’abord, afin d’établir un modèle permettant une mesure de la modulation de l’activité d’ADAM10 par les tétraspanines, nous avons démontré que l’engagement des tétraspanines par des anticorps monoclonaux augmente le clivage d’E-cadhérine par ADAM10. De plus, l’activation d’un récepteur muscarinique à l’acétylcholine permet aussi une augmentation du clivage d’E-cadhérine mais de manière ADAM17-dépendante cette fois. La transactivation de l’EGFR n’est pas impliquée dans la régulation muscarinique du clivage de l’E-cadhérine alors que l’activation directe de l’EGFR par un de ses ligands conduit, elle, à une stimulation de ce clivage.Revenant à notre quête initiale des conséquences de l’interaction entre ADAM10 et les tétraspanines, nous avons démontré que la métalloprotéase ADAM10 interagit avec l’ensemble des membres de la sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines « TspanC8 » regroupant Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 et Tspan33. Ces interactions ainsi que l’expression relative de chacun des membres des TspanC8s influent sur la sortie d’ADAM10 du réticulum endoplasmique. ADAM10 et son interaction avec les TspanC8s sont conservées dans l’Evolution et jouent un rôle dans la régulation de la voie de signalisation Notch. Lorsque nous avons examiné plus en détail l’interaction entre la tétraspanine Tspan5 et ADAM10, nous avons découvert qu’elle avait un effet négatif sur les expressions membranaires et totales d’ADAM10. De plus, cette interaction semble impliquée dans la prolifération de la lignée cellulaire PC3 dérivée de cancer de la prostate. En effet, la surexpression de Tspan5 cause une croissance diminuée de cette lignée. Cette inhibition semble due à un ou plusieurs facteurs solubles qui pourraient être sécrétés moins efficacement par les cellules surexprimant Tspan5 que par leurs homologues sauvages. Egalement, de manière inattendue, les cellules PC3 surexprimant Tspan5 sont totalement insensibles aux drogues ciblant le récepteur à tyrosine-kinase EGFR alors que la croissance des PC3 sauvages est très réduite après de tels traitements. Ceci impliquant donc que la croissance de ces dernières est au moins partiellement dépendante de la signalisation EGFR. Enfin, nous montrons qu’un autre récepteur à tyrosine-kinase appelé EphA2 pourrait avoir un rôle important dans la régulation de la dépendance à la signalisation EGFR des cellules PC3. / ADAMs are a sub-family of enzymes called “metalloproteases” which are implicated in a variety of physiological as well as pathological processes through their ability to cleave a number of substrates including growth factors, cytokines or adhesion proteins. Despite numerous studies on ADAM activity, very little is known about their regulation.Tetraspanins form a super-family of membrane proteins with a common conserved structure. They are implicated in numerous biological processes including migration, intercellular interactions, immune response, gamete fusion… Tetraspanins are known to interact with one another and with a restricted number of protein partners at the cell surface, thus forming a multi-molecular network referred to as « the tetraspanin web ». Previous studies in our laboratory have shown that the metalloprotease ADAM10 is associated to the tetraspanin web. Nevertheless, the tetraspanin in direct interaction with ADAM10 enabling it to be part of the web was not identified at the time. To begin with, in order to establish a model providing a read-out for a modulation of ADAM10 activity by tetraspanins, we demonstrate that tetraspanin engagement by monoclonal antibodies enhances E-cadherin shedding by ADAM10. Furthermore, muscarinic receptor activation also augments E-cadherin shedding but this time in an ADAM17-dependent manner. This occurs without the intervention of EGFR transactivation whereas a direct EGFR activation is able to stimulate E-cadherin shedding. Refocusing on the initial subject of the consequences of an interaction between ADAM10 and the tetraspanins, we conclusively show that the metalloprotease ADAM10 interacts with members of the conserved TspanC8 subfamily consisting of tetraspanins Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 and Tspan33. These interactions and the relative expression of each of the TspanC8 members play a role in ADAM10 trafficking. ADAM10 and TspanC8 interactions are conserved throughout the Evolution and play a role in Notch signaling pathway regulation. When we examined in more details the particular interaction between the tetraspanin Tspan5 and ADAM10, we discovered that it had a negative effect on ADAM10 membrane as well as total expression. Moreover, this interaction seems to have implications on prostate cancer PC3 cell proliferation as Tspan5 overexpression causes a diminished growth rate. This inhibition could be caused by one or more soluble factors which could be less secreted by cells overexpressing Tspan5 than wild-type counterparts. Furthermore, oddly enough, PC3 cells overexpressing Tspan5 were completely unaffected by drugs targeted against the tyrosine-kinase receptor EGFR whereas this type of treatment impaired PC3 WT cell growth which therefore seems at least partly dependent on EGFR signalling. Finally, we reveal that another tyrosine-kinase receptor called EphA2 could play the proeminent role of regulating EGFR signalling-dependence in PC3 cells.

L’inactivation du gène de susceptibilité au rétinoblastome (rb) est une étape préalable au développement de nombreux cancers. De façon cohérente avec son rôle de suppresseur de tumeur, pRb inhibe la prolifération cellulaire. Le rôle de pRb dans le contrôle de l’apoptose est plus complexe et les mécanismes moléculaires sous-jacents à ces fonctions sont peu décrits.La drosophile possède un homologue de rb, appelé rbf1. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé la voie d’apoptose induite par Rbf1 dans un tissu prolifératif. J’ai pu montrer que Rbf1 coopère avec le facteur de transcription dE2F2 et le complexe dREAM pour stimuler la transcription du gène how codant pour une protéine de liaison aux ARN capable d’induire la dégradation des transcrits de l’inhibiteur de caspases diap1. Par ailleurs, ces protéines répriment la transcription du gène buffy (gène anti apoptotique de la famille Bcl 2) et ainsi déclenchent une voie de mort mitochondriale dépendante de debcl (gène pro apoptotique de la famille Bcl 2). La fragmentation du réseau mitochondrial, dépendante de la protéine pro-fission Drp1, favorise l’accumulation d’espèces activées de l’oxygène, à l'origine de l'activation de la voie JNK et in fine de l’apoptose. Ces travaux précisent le mode d'action des protéines de la famille Bcl-2 de drosophile. Ils apportent de nouvelles données concernant le rôle pro-apoptotique de Rbf1 et devraient permettre de mieux comprendre l'activité suppresseur de tumeur de pRb. Enfin, j’ai pu montrer que l’apoptose induite par Rbf1 conduit à un mécanisme de prolifération compensatoire et caractériser pour la première fois des acteurs spécifiques de la voie JNK impliqués dans ce mécanisme. / The inactivation of the retinoblastoma susceptibility gene (rb) is a preliminary step in the development of many cancers. Consistent with its role of tumor suppressor, pRb inhibits cell proliferation. The role of pRb in apoptosis control is more complex and the molecular mechanisms underlying these functions are poorly described.rbf1 is the rb Drosophila homologue. During my PhD, I characterized the apoptosis pathway induced by Rbf1 in a proliferative tissue. I showed that Rbf1 cooperates with the dE2F2 transcription factor and with the dREAM complex to stimulate the transcription of how gene coding for a RNA binding protein able to induce the degradation of diap1 caspase inhibitor transcripts. Furthermore, Rbf1/dE2F2 proteins repress the transcription of buffy (anti-apoptotic gene of Bcl-2 family) and thus trigger a mitochondrial death pathway dependent of debcl (pro-apoptotic gene of Bcl-2 family). A mitochondrial fragmentation dependent of the Drp1 pro-fission protein promotes the accumulation of reactive oxygen species, which in turn causes JNK pathway activation, leading ultimately to apoptosis. This work clarifies the mechanism of action of Bcl-2 proteins in drosophila. It brings new data about Rbf1 pro-apoptotic function and should provide a better understanding of pRb tumor suppressor activity. Finally, I showed that Rbf1-induced apoptosis leads to compensatory proliferation and defined for the first time specific actors of the JNK pathway involved in this proliferation.