Les organes centraux du tractus urogénital sont le testicule et l’ovaire, qui assurent la production de gamètes et d’hormones, et donc la fertilité de l’individu. Ces deux organes, parfaitement distincts et complémentaires, ont pour origine une gonade bipotentielle qui s’engagera vers une trajectoire de différenciation masculine ou féminine au cours de la vie fœtale. Les deux gonades vont par la suite subir plusieurs phases de différenciation et de développement de leurs populations cellulaires, afin d’acquérir leurs fonctions propres qui leur permettront d’assumer leur rôle à l’âge adulte. Depuis plus d’une quinzaine d’années, le concept de syndrome de dysgénésie testiculaire fait état d’un lien entre l’exposition du fœtus à des composés environnementaux et des anomalies du tractus urogénital. Bien que sujette à de vifs débats au sein de la communauté scientifique, cette hypothèse a attiré l’attention de la recherche sur les conséquences de l’exposition des mères aux xénobiotiques sur l’enfant à naître. La différenciation et le développement des gonades fœtales sont gouvernés par des programmes d’expression spécifiques de chaque sexe, dont de nombreuses zones d’ombres subsistent, notamment concernant la fraction non-codante exprimée par le génome humain. La première partie de cette thèse de doctorat présente, pour la première fois, le paysage transcriptionnel contrôlant ces processus complexes entre la 6ième et 17ième semaine de développement chez l’Homme. Grâce à l’avènement des technologies de transcriptomique, il est désormais possible d’identifier et d’observer l’expression des gènes de manière sensible et sans a priori. Le RNA-seq m’a donc permis de décrire de manière exhaustive la dynamique d’expression des gènes, pendant les stades précoces de la différenciation sexuelle, jusqu’aux phénomènes plus tardifs conduisant aux linéages des différentes populations cellulaires spécifiques du testicule et de l’ovaire. Dans une deuxième partie, mon travail de recherche s’est attaché à étudier l’impact de deux perturbateurs endocriniens suspectés, l’ibuprofène et le chlordécone, sur le programme d’expression du testicule fœtal humain. L’utilisation du RNA-seq m’a permis de définir et de comparer la signature toxicogénomique de chaque molécule afin de contribuer à la compréhension de leur mécanisme d’action et d’identifier les populations cellulaires affectées. Enfin, face à l’essor des technologies ultra-haut-débit dans les sciences de la vie, y compris dans les domaines de la reproduction, j’ai activement participé au déploiement d’une nouvelle version du Reprogenomic Viewer dans la dernière partie de ma thèse (http://rgv.genouest.org). Cet outil nternet a pour vocation de centraliser et de rendre accessibles les données de séquençage accumulées au sein de la communauté de la reproduction via des outils de visualisation intuitifs. / Fetal life is a crucial period for sexual reproduction when bipotential gonads differentiate into either a testis or an ovary. Gaining insights into the complex molecular events underlying this process is central to a better understanding of disorders of sexual development. The present work intends to improve the knowledge on molecular pathways at play during gonad development in humans using RNA-sequencing. This project particularly seeks to identify early transcriptional events that may play critical role in the regulatory network driving human sexual differentiation. To address this issue, we defined the transcriptional landscape of fetal human gonads by sequencing total RNA extracted from testes and ovaries between 6 and 17 gestational weeks. The resulting paired-end reads were mapped on the human genome and then assembled into transcripts using the Tuxedo suite. We next defined a high-confidence set of transcripts showing differential expression across samples. Clusters of co-expressed genes were subjected to functional analysis. The analysis of this massive RNA-seq dataset has led to a high-confidence set of 35,194 assembled transcripts; among which 32,391 known and novel isoforms coding genes (mRNAs), 1,209 to long non-coding (lnc) RNAs and 318 to novel unannotated transcripts/genes (NUTs). The dynamic of transcriptional landscape occurring during human fetal gonads development has been described and new genes and interesting candidates, including new genes, have been highlighted as potential key genes governing this biological process. The second interest of this work was the study of the impact of two endocrine disruptors, ibuprofene and chlordecone, on human fetal testis using RNA-seq. The transcriptional alteration induced by these compound in the gonad allowed a deeper understanding of their mechanisms of action of endocrine disruption. The last part of this work was the development of a new version of the ReproGenomics Viewer (http://rgv.genouest.org), a web tool dedicated to the integration and accumulation of sequencing data from studies performed in the field of reproduction.

Les WNTs sont des glycoprotéines sécrétées impliquées dans plusieurs processus tels que la spécification cellulaire, la prolifération, la différenciation, et beaucoup d’autres. Pour transmettre leur signal, les WNTs se lient aux récepteurs Frizzled (FZD) et au co-récepteur « Low-density-lipoprotein receptor Related Protein » (LRP) 6 ou 5, activant ainsi l’une des trois principales voies de signalisation: la voie de signalisation WNT/β-caténine (voie canonique), la voie « Planar Cell Polarity » (PCP) et la voie WNT/Ca2+ (voies non-canoniques). Des antagonistes de cette voie, les « Secreted Frizzled Related Protein » (SFRPs), peuvent aussi se lier aux WNTs pour empêcher leur liaison aux récepteurs FZDs. Bien que des rôles importants aient été associés à plusieurs composants de la voie des WNTs lors de la régulation de l’ovaire adulte, le fonctionnement exact de cette signalisation reste nébuleux. L’objectif global de cette thèse visait donc à mieux comprendre la voie de signalisation des WNTs au niveau de l’ovaire adulte de souris, par la caractérisation de deux autres composants de cette voie, FZD1 et SFRP4. La création et l’analyse de souris Fzd1 et Sfrp4 KO ont démontré que FZD1 est nécessaire pour la régulation des gènes associés à l’expansion du cumulus, dans le complexe ovocyte-cumulus (COC). Nous avons aussi constaté que SFRP4 avait un rôle à jouer lors de la régulation des gènes associés à l’expansion du cumulus mais cette fois, au niveau des cellules de la granulosa. Finalement, les résultats in vivo et in vitro de cette étude ont suggéré que la voie PCP, contrairement à la voie canonique, pourrait être modulée dans les cellules de la granulosa des souris Sfrp4 KO, possiblement grâce au signal induit par WNT4 et WNT5a. Ces données ont permis de créer un modèle hypothétique représentant la régulation de la signalisation ovarienne par les WNTs. Ce modèle servira de base pour l’élaboration de futurs projets de recherche visant à comprendre davantage la signalisation ovarienne et les possibles effets de sa dérégulation lors de processus pathologiques. Ces connaissances pourront ensuite être appliquées chez l’humain afin de traiter plusieurs maladies ou dérèglements ovariens. / WNTs are secreted glycoproteins that act to regulate several processes such as cell fate determination, proliferation, differentiation and many more. To transmit their signal, WNTs bind the co-receptors Frizzled (FZD) and Low-density-lipoprotein receptor Related Protein (LRP) 6 or 5, which leads to the activation of one of three signaling pathways: WNT/β-catenin (canonical), Planar Cell Polarity (PCP) or WNT/Ca2+ pathways (both non-canonical). Secreted Frizzled Related Proteins (SFRPs) are antagonists of WNT signaling that act by directly binding WNTs and preventing their interaction with FZD receptors. Even if members of the WNT signaling pathway have been found to have important roles in adult ovarian regulation, the exact mechanism(s) involved remain poorly understood. The global objective of this thesis was to better understand WNT signaling in the adult rodent ovary, by characterizing two components of this pathway: FZD1 and SFRP4. Generation and analyses of Fzd1 and Sfrp4 KO mice first demonstrated that FZD1 is required for the induction of cumulus expansion-related genes, in the cumulus-oocyte complex (COC). Also, we demonstrated that SFRP4 is also required for the regulation of cumulus expansion-associated genes but this time, in mural granulosa cells. In vivo and in vitro data suggested that the PCP pathway, and not the canonical pathway, could be induced in granulosa cells of Sfrp4 KO mice, possibly by WNT4 and WNT5a. All the data presented herein permitted the creation of a hypothetical model that summarizes the roles of WNT signaling in ovarian regulation. This model will serve to develop new projects that will ultimately result in the better understanding of ovarian signaling and related pathological processes. This knowledge may then be useful for the treatment of many human ovarian disorders.

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

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

L’hormone anti-Müllerienne (AMH) est un membre de la famille TGF-β impliquée dans la différenciation du tractus reproductif mâle. Elle est aussi exprimée par les cellules de la granulosa de l’ovaire adulte. Cependant, son rôle physiologique chez la femelle n’a pas encore été entièrement établi. Mon projet de thèse a pour objectif d’élucider le(s) rôle(s) de l’AMH dans le tractus reproductif femelle. L’AMH transduit ses effets par l’intermédiaire de deux récepteurs transmembranaires sérine/thréonine kinase : un récepteur de type II qui lui est spécifique (AMHR-II) et un récepteur de type I (ActR-IA, BMPR-IA, BMPR-IB) qu’elle partage avec les BMPs. Après fixation de l’hormone sur le récepteur de type II, celui-ci recrute et phosphoryle le récepteur de type I. Ce dernier phosphoryle à son tour les Smads spécifiques (Smad1, 5 et 8) qui s’associent à la Smad commune, Smad4. L’ensemble transloque dans le noyau et en association avec des facteurs de transcription régule les gènes cibles de l’hormone. L'utilisation de souris KO conditionnelles pour les récepteurs Acvr1 et Bmpr1a et d'une technique de siRNA dirigés contre chacun des trois récepteurs de type I a permis de mettre en évidence que le récepteur BMPR-IA est un acteur essentiel de la voie de signalisation de l'AMH dans les cellules de la granulosa. Pour déterminer la ou les Smad(s) impliquées, une technique de gènes rapporteurs, Smad-Gal4/UAS-luciférase, a été utilisée. Nous avons pu montrer que les Smad1 et 5 sont importantes pour la transduction du signal de l'AMH dans les cellules de la granulosa. Récemment des corécepteurs aux BMPs, les Repulsive Guidance Molecule (RGMs), ont été mis en évidence. L’AMH partageant sa voie de signalisation avec les BMPs, nous avons cherché à déterminer si ces corécepteurs pouvaient également intervenir dans la voie de signalisation de l’AMH. Il existe 3 types de RGMs: RGMa, RGMb et RGMc. Nous avons montré en q-PCR que seul RGMb est exprimé dans les cellules de la granulosa alors que les 3 RGMs sont exprimés dans l’ovaire. L'utilisation de siRNA dirigés contre RGMb a permis de montrer que ce récepteur n'est pas nécessaire à la transduction du signal de l'AMH. Actuellement, seuls deux gènes cibles de l’AMH sont connus dans les cellules de la granulosa : l’aromatase et le récepteur LH. Nous avons réalisé des analyses de puces à ADN (ou micro-array) pour décrire de nouveaux gènes cibles de l'AMH. L'analyse des puces a permis de décrire de nouveaux gènes régulés par cette hormone tels qu’Ovgp1 ou Kcnj2. La dernière partie de mon projet visait à déterminer un rôle potentiel de l'AMH dans l'utérus. En effet, le récepteur de cette hormone est exprimé dans le myomètre utérin de souris permettant de supposer qu’elle peut agir sur cet organe. Nous avons pu mettre en évidence une expression faible du gène de l’Amh dans l’utérus. En revanche, l’expression et la localisation de la protéine restent encore à définir. Une expérience de PCR-array a permis de montrer que de nombreux gènes sont différentiellement exprimés entre l’utérus Wt et l’utérus KO Amh. Ceci indique que l’AMH jouerait un rôle sur la régulation de la fonction utérine qu’elle soit exprimée ou non dans cet organe. / Anti-Müllerian hormone (AMH) is a member of the TGF-ß superfamily. AMH is well known for its role in Müllerian duct regression in male fetuses. Postnatally, AMH is secreted by granulosa cells (GCs) of small growing follicles (preantral and small antral). However, despite the increasing interest of ovarian AMH in clinics, little is known on its mechanism of action and its role in female reproductive tract. My PhD project focuses on the identification of AMH function in the female reproductive tract.AMH signals through a type II transmembrane serine/threonine kinase receptor (AMHR-II) which forms a complex with a type I serine/threonine kinase receptor (ActR-IA, BMPR-IA, BMPR-IB). The type II receptor phosphorylates serine and threonine residues of type I receptor. Once activated, the type I receptor phosphorylates the receptor-regulated Smads (R-Smad1/5/8) which interact with a common partner Smad4. The Smad complex accumulates into the nucleus and regulates target gene expression. This canonical signalling pathway is regulated at different levels, in particular by co-receptors which amplify or antagonize TGF-ß family members action. The type I receptors and R-Smads involved in AMH effects on post-natal GCs remain unknown. In addition, to date, no co-receptor has been found for AMH. To define the involvement of the different type I receptors, we used siRNA technology to inactivate Acvr1, Bmpr1a and Bmpr1b in GC. In parallele, we analysed GC extracted from conditional mutant mice for Acvr1 and Bmpr1a. We found that BMPR-IA is the most important type I receptor for AMH to transduce its signal in GC. A Smad-Gal4/UAS-luciferase reporter gene technology allowed us to show that Smad1 and 5 are involved in AMH signaling pathway. Recently, new BMPs coreceptors were found, RGMs for Repulsive Guidance Molecules. There are three RGMs : RGMa, b and c. Because AMH shares with BMPs its type I receptors and R-Smad proteins, we hypothesized that they also share the same co-receptors, the RGM. We showed that RGMb was the only one expressed in GC and after siRNA transfection we demonstrated that this coreceptor is not essential for AMH to transduce its signal.To date, only few AMH target genes have been identified. Aromatase (Cyp19a1) and LH receptor (Lhcgr) are down-regulated by AMH in rat and porcine GCs. We used micro-array technology (Affymetrix) by comparing Wt and knockout immature ovaries to find new AMH target genes. This experiment evidenced that Ovgp1 and Kcnj2 are two new potential AMH target genes in the ovary.The last part of my project was to define a potential role of AMH in murine uterus. Only one study showed that AMHR-II is expressed in the mouse myometrium. We showed that Amh gene is slightly expressed in uterus but the results are not confirmed at the protein level. Using PCR-array, we found a lot of differentially expressed genes between Wt and Amh KO uterus. Therefore, AMH could regulate uterine function through the modulation of different genes located in the myometrium.

Les WNTs sont des glycoprotéines sécrétées impliquées dans plusieurs processus tels que la spécification cellulaire, la prolifération, la différenciation, et beaucoup d’autres. Pour transmettre leur signal, les WNTs se lient aux récepteurs Frizzled (FZD) et au co-récepteur « Low-density-lipoprotein receptor Related Protein » (LRP) 6 ou 5, activant ainsi l’une des trois principales voies de signalisation: la voie de signalisation WNT/β-caténine (voie canonique), la voie « Planar Cell Polarity » (PCP) et la voie WNT/Ca2+ (voies non-canoniques). Des antagonistes de cette voie, les « Secreted Frizzled Related Protein » (SFRPs), peuvent aussi se lier aux WNTs pour empêcher leur liaison aux récepteurs FZDs. Bien que des rôles importants aient été associés à plusieurs composants de la voie des WNTs lors de la régulation de l’ovaire adulte, le fonctionnement exact de cette signalisation reste nébuleux. L’objectif global de cette thèse visait donc à mieux comprendre la voie de signalisation des WNTs au niveau de l’ovaire adulte de souris, par la caractérisation de deux autres composants de cette voie, FZD1 et SFRP4. La création et l’analyse de souris Fzd1 et Sfrp4 KO ont démontré que FZD1 est nécessaire pour la régulation des gènes associés à l’expansion du cumulus, dans le complexe ovocyte-cumulus (COC). Nous avons aussi constaté que SFRP4 avait un rôle à jouer lors de la régulation des gènes associés à l’expansion du cumulus mais cette fois, au niveau des cellules de la granulosa. Finalement, les résultats in vivo et in vitro de cette étude ont suggéré que la voie PCP, contrairement à la voie canonique, pourrait être modulée dans les cellules de la granulosa des souris Sfrp4 KO, possiblement grâce au signal induit par WNT4 et WNT5a. Ces données ont permis de créer un modèle hypothétique représentant la régulation de la signalisation ovarienne par les WNTs. Ce modèle servira de base pour l’élaboration de futurs projets de recherche visant à comprendre davantage la signalisation ovarienne et les possibles effets de sa dérégulation lors de processus pathologiques. Ces connaissances pourront ensuite être appliquées chez l’humain afin de traiter plusieurs maladies ou dérèglements ovariens. / WNTs are secreted glycoproteins that act to regulate several processes such as cell fate determination, proliferation, differentiation and many more. To transmit their signal, WNTs bind the co-receptors Frizzled (FZD) and Low-density-lipoprotein receptor Related Protein (LRP) 6 or 5, which leads to the activation of one of three signaling pathways: WNT/β-catenin (canonical), Planar Cell Polarity (PCP) or WNT/Ca2+ pathways (both non-canonical). Secreted Frizzled Related Proteins (SFRPs) are antagonists of WNT signaling that act by directly binding WNTs and preventing their interaction with FZD receptors. Even if members of the WNT signaling pathway have been found to have important roles in adult ovarian regulation, the exact mechanism(s) involved remain poorly understood. The global objective of this thesis was to better understand WNT signaling in the adult rodent ovary, by characterizing two components of this pathway: FZD1 and SFRP4. Generation and analyses of Fzd1 and Sfrp4 KO mice first demonstrated that FZD1 is required for the induction of cumulus expansion-related genes, in the cumulus-oocyte complex (COC). Also, we demonstrated that SFRP4 is also required for the regulation of cumulus expansion-associated genes but this time, in mural granulosa cells. In vivo and in vitro data suggested that the PCP pathway, and not the canonical pathway, could be induced in granulosa cells of Sfrp4 KO mice, possibly by WNT4 and WNT5a. All the data presented herein permitted the creation of a hypothetical model that summarizes the roles of WNT signaling in ovarian regulation. This model will serve to develop new projects that will ultimately result in the better understanding of ovarian signaling and related pathological processes. This knowledge may then be useful for the treatment of many human ovarian disorders.

L'hormone anti-Müllerienne (AMH) est un membre de la famille TGF-β impliquée dans la différenciation du tractus reproductif mâle. Elle est aussi exprimée par les cellules de la granulosa de l'ovaire adulte. Cependant, son rôle physiologique chez la femelle n'a pas encore été entièrement établi. Mon projet de thèse a pour objectif d'élucider le(s) rôle(s) de l'AMH dans le tractus reproductif femelle. L'AMH transduit ses effets par l'intermédiaire de deux récepteurs transmembranaires sérine/thréonine kinase : un récepteur de type II qui lui est spécifique (AMHR-II) et un récepteur de type I (ActR-IA, BMPR-IA, BMPR-IB) qu'elle partage avec les BMPs. Après fixation de l'hormone sur le récepteur de type II, celui-ci recrute et phosphoryle le récepteur de type I. Ce dernier phosphoryle à son tour les Smads spécifiques (Smad1, 5 et 8) qui s'associent à la Smad commune, Smad4. L'ensemble transloque dans le noyau et en association avec des facteurs de transcription régule les gènes cibles de l'hormone. L'utilisation de souris KO conditionnelles pour les récepteurs Acvr1 et Bmpr1a et d'une technique de siRNA dirigés contre chacun des trois récepteurs de type I a permis de mettre en évidence que le récepteur BMPR-IA est un acteur essentiel de la voie de signalisation de l'AMH dans les cellules de la granulosa. Pour déterminer la ou les Smad(s) impliquées, une technique de gènes rapporteurs, Smad-Gal4/UAS-luciférase, a été utilisée. Nous avons pu montrer que les Smad1 et 5 sont importantes pour la transduction du signal de l'AMH dans les cellules de la granulosa. Récemment des corécepteurs aux BMPs, les Repulsive Guidance Molecule (RGMs), ont été mis en évidence. L'AMH partageant sa voie de signalisation avec les BMPs, nous avons cherché à déterminer si ces corécepteurs pouvaient également intervenir dans la voie de signalisation de l'AMH. Il existe 3 types de RGMs: RGMa, RGMb et RGMc. Nous avons montré en q-PCR que seul RGMb est exprimé dans les cellules de la granulosa alors que les 3 RGMs sont exprimés dans l'ovaire. L'utilisation de siRNA dirigés contre RGMb a permis de montrer que ce récepteur n'est pas nécessaire à la transduction du signal de l'AMH. Actuellement, seuls deux gènes cibles de l'AMH sont connus dans les cellules de la granulosa : l'aromatase et le récepteur LH. Nous avons réalisé des analyses de puces à ADN (ou micro-array) pour décrire de nouveaux gènes cibles de l'AMH. L'analyse des puces a permis de décrire de nouveaux gènes régulés par cette hormone tels qu'Ovgp1 ou Kcnj2. La dernière partie de mon projet visait à déterminer un rôle potentiel de l'AMH dans l'utérus. En effet, le récepteur de cette hormone est exprimé dans le myomètre utérin de souris permettant de supposer qu'elle peut agir sur cet organe. Nous avons pu mettre en évidence une expression faible du gène de l'Amh dans l'utérus. En revanche, l'expression et la localisation de la protéine restent encore à définir. Une expérience de PCR-array a permis de montrer que de nombreux gènes sont différentiellement exprimés entre l'utérus Wt et l'utérus KO Amh. Ceci indique que l'AMH jouerait un rôle sur la régulation de la fonction utérine qu'elle soit exprimée ou non dans cet organe.

Le cancer est la première cause de morbi-mortalité dans le monde. La recherche de biomarqueurs diagnostiques, pronostiques et prédictives de la réponse aux traitements est capitale dans l’amélioration de la prise en charge de ce fléau mondial. Nous avons choisi une technique récente qui est la spectroscopie RMN HRMAS et des méthodes d’analyse statistique robustes (PCA et PLS-DA), afin d’établir les profils métaboliques des cancers épithéliaux de l’ovaire et des cancers mammaires. Nous avons établi, après un rappel théorique de la spectroscopie RMN HRMAS, un état d’art des applications médicales de cette technique, notamment gynécologiques chez la femme et urogénitales chez l’homme. Nous avons décrit les différentes étapes de la démarche établie pour l’analyse spectrale : préparation de l’échantillon tissulaire, acquisition RMN et analyse statistique. Nous avons montré que cette technique, permettant une analyse rapide (20 min) et non destructive d’échantillons tissulaires intacts, est applicable à la prise en charge thérapeutique des patientes atteintes de carcinomes ovariens et mammaires. Elle a permis, dans le cas des cancers de l’ovaire, de caractériser métaboliquement les trois types histologiques (séreux, endométrioïdes et mucineux) et le tissu ovarien sain, de générer des modèles statistiques permettant de classer les tumeurs borderline et de prédire la survie des patientes et la réponse à la chimiothérapie. Dans le cas des cancers du sein, elle a permis de discriminer métaboliquement les carcinomes mammaires, les fibroadénomes et le tissu sain et d’étudier métaboliquement les différents indicateurs histologiques des ces carcinomes. Nous projetons de confirmer ces résultats préliminaires très encourageants sur une plus grande cohorte. / Cancer is the leading cause of morbidity and mortality worldwide. The search for diagnostic, prognostic and predictive biomarkers of response to treatment is crucial in improving the management of this global scourge. We chose a new technique that is HRMAS NMR spectroscopy and robust statistical analysis methods (PCA and PLS-DA), to establish the metabolic profiles ofepithelial ovarian and breast cancers. We have determined, after a theoretical reminder of HRMAS NMR spectroscopy, a state of the art including medical applications of this technique, mainly gynecological in woman and uro-genital in man. We describe the different steps of the process established for spectral analysis : preparation of tissue sample, NMR acquisition and statistical analysis. We showed that this technique, allowing a rapid analysis (20 min) and non-destructive of intact tissue samples, is applicable to the therapeutic management of patients with breast and ovarian carcinomas. It has, in the case of ovarian cancer, characterize metabolically the three histological types (serous, endometrioid and mucinous) and healthy ovarian tissue, generate statistical models to classify borderline tumors and predict survival patients and response to chemotherapy. In the case of breast cancer, it could discriminate metabolically breast carcinomas, fibroadenomas and healthy tissue and study metabolically different histological indicators of these carcinomas. We plan to confirm these very encouraging preliminary results in a larger cohort.

Studies were funded by Colegio de Postgraduados, México. CONACyT, México. SRE, México. Ministère de l’Éducation du Québec, University of Montreal and an Operating Grant to B.D. Murphy from the Canadian Institutes of Health Research. / Résumé L’approvisionnement en cholestérol est un facteur limitant la stéroïdogenèse ovarienne. Pour cette raison, la majorité du cholestérol requis pour la synthèse des stéroïdes est importé de la circulation via les récepteurs des lipoprotéines de haute (HDL) et de basse densité (LDL) nommés scavenger receptor (SR-BI) et low-density lipoprotein receptor (LDLr). L’ARN messager de SR-BI est exprimé dans les ovaires de porcs durant toutes les étapes de la folliculogenèse ainsi que dans le corps jaune (CL). L’expression de la protéine SR-BI a également été détectée dans les follicules de souris lors du cycle œstral. Chez les deux espèces, l’expression est concentrée dans le cytoplasme et en périphérie des cellules du follicule. Les gonadotrophines induisent l'expression de SR-BI dans les cellules de la granulosa porcines, avec une expression cytoplasmique qui augmente durant la période périovulatoire, et avec une migration aux périphéries cellulaires durant la maturation du CL. Une conformation de 82 kDa de SR-BI est fortement exprimée dans le CL porcin, avec une conformation moins abondante de 57 kDa. Les différences entre les conformations sont attribuables à la glycosylation. La culture in vitro de follicules porcins avec des gonatrophines chorioniques humaines (hCG) a induit une hausse de régulation dépendante du temps du SR-BI de 82 kDa dans les cellules du granulosa. SR-BI et LDLr ont été exprimés réciproquement, avec LDLr étant le plus élévé dans les cellules folliculaires du granulosa et diminuant précipitamment avec la formation du CL. Pour explorer plus en détail les mécanismes d’approvisionnement en cholestérol de la stéroïdogenèse ovarienne, nous avons examiné des souris soumis à un traitement de désaccouplement de l'ovulation, et des souris portant la mutation nulle du gène Scarb1 (SR-BI-/-). Les résultats ont démontré que des ovocytes enfermés dans des structures lutéinisées expriment SR-BI. Les souris SR-BI-/ - présentaient de petits CLs, et de large follicules avec des cellules de thèque hypertrophiées et des kystes folliculaires avec des cavités remplies de sang et une diminution de 50% du niveau de progestérone dans le sérum. Les souris SR-BI-/ - traitées avec une combinaison de 20 g / g de mevinoline et 100  g / g de chloroquine ont démontré une diminution de 43% du niveau de progestérone sérique chez le type sauvage et de 30% chez les souris SR-BI-/ -. L’expression protéique de l’enzyme limitant pour la synthèse du cholestérol, 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase (HMGR), a augmenté chez les souris SR-BI-/-. Nous avons présenté des preuves démontrant que les cellules des follicules expriment le SR-BI durant la stéroïdogenèse et que la lutéinisation augmente l’expression de SR-BI. La maturation post-transcriptionelle est caractérisée par la glycosylation. Sous des conditions normales, l’expression de LDLr est arrêtée durant la lutéinisation. Ainsi SR-BI devient le facteur principal pour l’importation du cholestérol extracellulaire. En plus, la perturbation extracellulaire du cholestérol synthétisé de novo et l’absorption par les LDLr chez les souris SR-BI-/- diminuent la fonction lutéal. L’homéostasie du cholestérol ovarien est très importante pour une lutéinisation adéquate et sa perturbation mène à une réduction, mais non à un blocage complet, de la fonction lutéal. En conclusion, l’expression de SR-BI est un facteur important, mais non essentiel, pour maintenir l’homéostasie du cholestérol ovarien et la synthèse des stéroïdes, et la lutéinisation. Un réseau de mécanismes complémentaires et compensatoires d’approvisionnement en cholestérol agit en concert pour assurer la synthèse des stéroïdes ovariens. / Abstract Ovarian cholesterol supply is rate limiting to ovarian steroidogenesis. For this reason, the majority of cholesterol required for steroid synthesis is imported via scavenger receptor-BI (SR-BI) and the low-density lipoprotein (LDL) receptor from circulating HDL and LDL. SR-BI mRNA is expressed in pig ovaries at all stages of folliculogenesis and in the corpus luteum (CL). SR-BI protein expression in mouse ovary during estrous cycle was also detected. In both species, expression is concentrated in cytoplasm and periphery of follicular cells. Gonadotropins induce SR-BI expression in pig granulosa cells, with cytoplasmic expression increasing through the periovulatory period, with migration to the cell periphery as the CL matured. An 82-kDa form of SR-BI is strongly expressed in the pig CL, with the less abundant 57-kDa form, differences between forms are attributable to glycosylation. In vitro culture of pig follicles with human chorionic gonadotropin (hCG) induced time-dependent upregulation of 82-kDa SR-BI in granulosa cells. SR-BI and LDL receptor were reciprocally expressed, with the latter highest in follicular granulosa cells, declining precipitously with CL formation. To further explore mechanisms of cholesterol supply to ovarian steroidogenesis, we examined mice treated to uncouple ovulation and mice bearing null mutation of the Scarb1 gene (SR-BI-/-). Results show entrapped oocytes in luteinized structures expressed SR-BI. SR-BI-/- mice displayed small corpora lutea, large follicles with theca cells hypertrophied, follicular cysts with blood filled cavities and 50% decreased in plasma progesterone. In SR-BI-/- mice, treatment with a combination of 20 g/g of mevinolin and 100 g/g of chloroquine (CHLORO) was employed to disturbed cholesterol sources. Serum progesterone was reduced by 43% in wild type and 30% in SR-BI-/- mice. The protein expression of the rate-limiting enzyme for cholesterol synthesis, 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA reductase (HMGR) increased in SR-BI-/- mice. It was concluded that follicular cells express SR-BI during follicle development and luteinization causes upregulation of SR-BI expression. Posttranslational maturation is characterized by glycosylation. Under normal conditions expression of the LDLr (low density lipoprotein recepors) is extinguished during luteinization such that SR-BI becomes the principal means of importation of extracellular cholesterol. Further, perturbation of cholesterol de novo synthesis and uptake from LDLr in SR-BI-/- mice leads to a reduction of luteal function. Ovarian cholesterol homeostasis is central to adequate luteinization, and its perturbation leads to reduction, but not to complete impairment, of luteal function. We conclude that SR-BI expression is an important but not essential factor in maintaining ovarian cholesterol homeostasis, steroid synthesis and luteinization. A network of complementary and compensatory cholesterol supply mechanisms act in concert to assure ovarian steroid synthesis.

Le cancer de l’ovaire est un cancer ayant un taux de décès particulièrement élevé. Les patientes répondent habituellement bien aux traitements chimiothérapeutiques mais la majorité connaîtront une rechute. Plusieurs mécanismes ont été identifiés comme partiellement responsables du développement de la résistance clinique à la chimiothérapie, dont la réparation plus efficace de l’ADN par la réparation par excision de nucléotides (NER). L'un des agents communément utilisés pour traiter ce cancer est le cisplatine, qui induit des dommages à l'ADN réparés par le NER. Une étude précédente de notre laboratoire a démontré qu'une déficience uniquement en phase S de la réparation par le NER peut se produire. Cette déficience est aussi dépendante de la kinase ATR. Nous avons choisi de déterminer si cette déficience est présente dans certains cas de cancer de l’ovaire et si cette déficience joue un rôle sur la résistance à la chimiothérapie. Nos objectifs sont donc : (i) vérifier la présence de cette déficience dans diverses lignées isolées du cancer de l’ovaire ; (ii) vérifier si le traitement chimiothérapeutique par des agents à base de platine peut favoriser la survie de cellules ayant une meilleure capacité de réparation par le NER; (iii) mesurer la sensibilité de ces lignées au cisplatine et vérifier si ceci corrèle avec leur capacité de réparation par le NER en phase S; (iv) déterminer si cette déficience est causée par la kinase ATR dans ces lignées. Nous avons déterminé qu’une déficience importante de la réparation par le GG-NER en phase S est présente dans de nombreuses lignées. De plus, des lignées isolées d’une même patiente pré-chimiothérapie et post-chimiothérapie montrent une augmentation significative de leur capacité de réparation par le GG-NER en phase S, suggérant un rôle de ce processus dans la résistance à la chimiothérapie. Nous avons aussi démontré qu’il y a une corrélation entre la capacité de réparation en phase S par le GG-NER et la sensibilité des lignées au cisplatine. Toutefois, nos résultats suggèrent que cette déficience n’est pas causée par ATR dans ces lignées puisque la phosphorylation de H2AX en réponse aux UV est similaire dans toutes les lignées. En plus d’un important apport fondamental, cette étude permettra d’étudier un potentiel mécanisme de résistance aux traitements chimiothérapeutiques dans le cancer de l’ovaire humain. / Ovarian cancer is one of the most lethal cancers. Patients usually respond very well to chemotherapy but most will eventually relapse. Many molecular processes have already been shown to influence chemotherapy resistance, including more efficient DNA repair by nucleotide excision repair. One commonly used drug for the treatment of ovarian cancer is cisplatin, a drug inducing lesions on DNA that can be repaired by NER. A previous study in our lab has shown that NER can be deficient specifically in S-phase. This effect is dependent on the kinase ATR. Thus, we chose to explore the possibility that this deficiency has an impact on resistance to cisplatin. Our objectives are: (i) to study the repair profile by NER in S-phase in ovarian cancer cell lines; (ii) to test if chemotherapeutic treatment can modulate nucleotide excision repair in cell lines by selecting cells that repair damage by NER more efficiently; (iii) to measure the sensitivity of these cell lines to cisplatin; (iv) to test if this deficiency can be attributed to ATR signalling. We show in this study that many ovarian cancer cell lines have an important defect in GG-NER specifically in S-phase. Pairs of cell lines that were isolated before and after chemotherapeutic treatment show an increase in their GG-NER efficiency in S-phase, suggesting a role for this enzymatic process in chemotherapy resistance. Also, we have found a correlation between the efficiency of GG-NER in S-phase and the sensitivity to cisplatin in the cell lines used in our study. However, the defect in GG-NER in S-phase in these ovarian cancer cell lines doesn’t seem to be due to ATR because the phosphorylation of H2AX in response to UV is equivalent between the different cell lines. This study will have an impact on our understanding of the fundamental aspects of DNA repair but could also provide insights on a potential novel mechanism of resistance to chemotherapy.