Le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) est la forme de cancer gynécologique la plus létale. Ainsi, la compréhension des changements moléculaires associés à ce cancer métastatique ovarien peut mener à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques essentielles. La glycosylation, une modification post-traductionnelle, joue un rôle important dans de nombreuses fonctions cellulaires. Cette glycosylation participe à des événements physiopathologiques majeurs durant la progression tumorale. De plus, il a été prouvé que l’expression aberrante des structures glycanes interfère avec des mécanismes cellulaires comme l’adhésion, la migration et la prolifération des cellules. Dans ce contexte, notre laboratoire a récemment montré que le gène codant pour la protéine N-acétylgalactosaminyltransférase 3 (GALNT3), membre de la famille des GalNAcTransférases (GalNAc-Ts), est hypométhylé et que la protéine GALNT3 est plus fortement exprimée dans les tumeurs CEO dont la sévérité est de grade élevé (“high-grade (HG) serous”), en comparaison avec des tumeurs à potentiel malin faible (“low malignant potential (LMP) ”) et des tissus ovariens normaux. Ces observations indiquent un fort potentiel oncogénique pour le gène GALNT3 dans les stades avancés du CEO. Ces premières constatations suggèrent également que la surexpression de GALNT3 peut jouer un rôle important dans la tumorigenèse du CEO en augmentant sa dissémination via une O-glycosylation de type mucine aberrante. Ces glycosylations anormales peuvent donc être impliquées dans la carcinogenèse ovarienne et nécessitent une étude approfondie. Dans ce projet de recherche, nous proposons d’approfondir les observations déjà obtenues in vitro en utilisant un modèle in vivo chez la souris, afin d’élucider le rôle fonctionnel de la GALNT3 et d’autres membres de cette famille dans la progression du CEO. A partir d’une étude de glycoprotéomique indépendante de la masse, qui a permis d’identifier des glycopeptides intacts ou métaboliquement marqués, ce projet de recherche a rendu possible la définition précise du rôle de GALNT3 dans la O-glycosylation des cibles de type mucine au sein des cellules CEO. Ainsi, via une recherche ciblée dans la base de données « SwissProt » du protéome humain, nous avons trouvé plusieurs centaines de glycoprotéines et glycopeptides uniques, différemment exprimés dans les clones cellulaires dépourvus en iv GALNT3 KD. Par la suite, nous avons identifié les gènes codant pour ces glycoprotéines et glycopeptides. Nous avons notamment trouvé, parmi la liste, un groupe de gènes impliqués dans le métabolisme cellulaire dont les modifications post-traductionnelles sont, de manière intéressante, principalement supprimées dans les clones GALNT3 KD. De plus, nous nous sommes intéressés aux autres membres de la famille des GalNAc-Ts dans le CEO et nous avons montré que de multiples membres et pas uniquement GALNT3 peuvent jouer un rôle important dans la dissémination et la progression du CEO. De plus, une découverte très intéressante fut la redondance possible des rôles joués par certains membres de la famille des GalNAc-Ts dans le CEO. Ainsi, nous avons identifié GALNT6 qui serait, à l’image de GALNT3, impliquée dans la dissémination et la progression du CEO. Cette implication du GALNT6 est supportée par le fait que cette protéine a les mêmes fonctions que GALNT3, suggérant un effet compensatoire de GALNT6 en absence de GALNT3. Pour tester cette hypothèse, nous avons abolie l’expression des deux protéines GALNT3 et GALNT6, in vivo, et nous avons observé une effet significatif sur la formation des tumeurs et la survie des animaux. Pour la suite de ce projet, nous proposons d’analyser la structure glycane des différentes glycoprotéines identifiées dans les cellules cancéreuses, afin de déterminer les altérations des modifications O-glycanes suite à la perte d’expression de GALNT3 et d’autres membres de la famille des GalNAc-Ts. En conclusion, notre étude contribue à comprendre la participation du glycoprotéome dans la tumorigenèse du CEO et à identifier d’autres cibles de type mucine ou des O-glycoprotéines dont l’expression aberrante serait modulée dans le CEO. Ainsi, pris dans son ensemble, ce projet de recherche montre la possibilité de discriminer entre des cellules cancéreuses et des cellules contrôles via les glycosylations de leurs protéines et permet d’entrevoir la glycobiologie comme une voie prometteuse pour l’identifier de nouveaux biomarqueurs pour le diagnostic du CEO. / Epithelial ovarian cancer (EOC) is the most lethal gynecologic malignancy, thus understanding the molecular changes associated with ovarian cancer metastasis could lead to the identification of essential therapeutic targets. Glycosylation is a post-translational modification (PTM) of proteins playing a major role in various cell properties. Glycosylation participates in major pathophysiology events during tumor progressions, and the aberrant expression of glycan structures was shown to interfere with cell properties such as cell adhesion, migration, and proliferation. The lab has previously identified the polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferase 3 (GALNT3) gene, a member of the GalNAc-Transferases (GalNAc-Ts) gene family, as hypomethylated and overexpressed in high-grade (HG) serous EOC tumors, compared to low malignant potential (LMP) EOC tumors and normal ovarian tissues. Taken together, the data obtained were indicative of a strong oncogenic potential of the GALNT3 gene in advanced EOC and suggest that GALNT3 overexpression might contribute to EOC dissemination through aberrant mucin O-glycosylation, thus specifying some of the putative mechanisms of abnormal glycosylation implicated in ovarian carcinogenesis, which warrant further investigation. The current research project focused on expanding the in vitro observations obtained by using animal models to investigate in vivo the functional significance of GALNT3 and other close members of the GalNAc-Ts gene family in serous EOC progression. Moreover, by applying a mass-independent chemical glycoproteomics platform to characterize intact, metabolically labeled glycopeptides, this project more profoundly characterized the role of GALNT3 in aberrant O-glycosylation of mucin-like targets in EOC cells. Isotopically recorded ions were searched against the Swiss-Prot human proteome; and data obtained were indicative of hundreds of unique glycoproteins and glycopeptides that were differentially expressed upon GALNT3 KD. Related gene groups were identified, and interestingly, genes implicated in mechanisms of cellular metabolic functions, and PTMs were found to be predominantly suppressed in GALNT3 KD clones. In accordance, we also investigated the role of other members of the GalNAc-T family in EOC and we showed that multiple members and not only GALNT3 can play an important role in EOC cancer dissemination and progression. One very interesting finding was the redundant role some members of the GalNAc-T family members play in EOC. We investigated the compensatory functions of GALNT3 and GALNT6, and we were able to demonstrate these two genes can impose that synthetic backup. Furthermore, we found that and their ablation can affect animal survival and tumor formation as observed both in vivo and in vitro. In continuation of this work, this project will focus on analyzing the glycan structures of those differentially expressed glycoproteins, to further examine the specific O-glycans alterations associated with the GALNT3 and other members of the GalNAc-Ts upon gene knockout (KO). Fully elaborated glycopeptides can reveal structural details of the glycoproteome, thus our results could give important information on the glycome in EOC cells, and the identification of other O-glycoproteins/mucin-like targets whose aberrant expression may be modulated by these in EOC. Taken together, the ability to mark differences in the glycosylation of proteins between cancer cells and control cells can emphasize glycobiology as a promising field for potential biomarker identification.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Les AAV constituent des vecteurs viraux très utilisés en thérapie génique. Cependant une limite à leur utilisation est leur large tropisme, soit leur capacité à infecter plusieurs types de cellules. Pour y remédier, il a été question dans ce projet de produire des AAV2 recombinants dont la capside a été modifiée par l'insertion d'un anticorps à domaine unique (single domain antibody, sdAb) pour permettre une transduction spécifique de cellules du cancer de l'ovaire : les SKOV3. Ces cellules expriment à leur surface le récepteur tyrosine kinase Axl et l'anticorps inséré dans la protéine VP1 de la capside virale, lui est spécifique. Les AAV contenant l'anticorps (AAV-sdAb) ont été produits par transfection transitoire de cellules HEK293SF-3F6, puis purifiés par ultracentrifugation avec différents gradients d'Iodixanol et concentrés par filtration tangentielle avec des membranes à fibres creuses (Hollow fibers). L'insertion de l'anticorps dans la capside de l'AAV2 a été faite en utilisant 2 types de séquences de liaison : une courte et une longue. La production des AAV-sdAb avec courte séquence de liaison et exprimant la protéine fluorescente verte (GFP) comme gène rapporteur s'est avéré difficile alors que celle avec la plus longue séquence a permis d'obtenir des titres vingt fois plus élevés. Pour démontrer une transduction spécifique des cellules cibles SKOV3, les plasmides permettant de produire les AAV-sdAb ont été mutés pour inhiber le site d'attachement des AAV2 au sulfate d'héparine, principal récepteur auquel il se lie à la surface des cellules hôtes. Les résultats obtenus ont permis de démontrer que le tropisme des AAV2 a été altéré par les mutations et que les AAV-sdAb infectent de façon spécifique les cellules SKOV3 qui expriment le récepteur Axl auquel l'anticorps inséré est spécifique. Ce projet a ainsi démontré qu'il est possible de modifier le tropisme des AAV à l'aide d'anticorps à domaine unique. / The use of adeno-associated viruses (AAV) as vectors for gene therapy has increased in recent years. However, a major drawback to their use is the large tropism, allowing the infection of many types of cells. To overcome that issue, we incorporated in this project a single-domain antibody (sdAb) into the capsid of AAV serotype 2 (AAV2) to enable it to specifically bind to a receptor tyrosine kinase Axl expressed on the surface of ovarian cancer cells SKOV3. The sdAb against Axl was inserted into the VP1 capsid subunit of AAV2. In order to investigate their targeting efficacy, AAV with the modified capsid (AAV-sdAb) were produced by transient transfection of HEK293SF-3F6 cells, purified by ultracentrifugation using Iodixanol step-gradients and concentrated by tangential-flow filtration using Hollow fiber membranes. In this study, two types of linker sequences, short and long were used for the insertion of the sdAb into VP1. Production of infectious AAV particles expressing GFP as a reporter proved to be difficult when using the short linker sequence, while production using the longer linker led to titers twenty times higher. To prove a specific transduction of Axl-expressing cells (SKOV3), plasmids required for AAV-sdAb production were mutated to inhibit the binding of AAV2 to its main receptor on cell surface: heparan sulfate. Characterization of those AAV-sdAb showed that the mutations led to an altered tropism for AAV2's natural receptor and more importantly, the viral vectors infect specifically the Axl-expressing cells SKOV3 as a result of the inserted anti-Axl antibody. Therefore, this study proved that it is possible to modify the tropism of AAV by using a single-domain antibody.

Le cancer épithélial des ovaires (CEO) est classifié en sous types histopathologiques identifiés tel que séreux, endométrioide, à cellules claires et mucineux. Une analyse génétique réalisée au niveau moléculaire a suggéré un rôle pour des gènes suppresseurs de tumeur localisés sur le bras court du chromosome 3p21.3 dans la pathogénèse du CEO de type séreux. Notre objectif était d’évaluer le profil d’expression de HYAL-1, localisé dans cette même région, dans les différents sous types du CEO, et de vérifier une éventuelle corrélation avec l’expression des récepteurs d’hormones stéroïdiennes. Pour se faire, nous avons analysé par RT-PCR quantitative l’expression de l’ARNm de HYAL-1, des récepteurs d’estrogène (ER-α et ER-β) et du récepteur de progestérone (PR) dans des échantillons de tissus extraits de tumeurs du CEO provenant de deux cohortes indépendantes et dans des lignées cellulaires. Nous avons également réalisé des analyses bioinformatiques à partir de l’expression de ces gènes en ayant recours à une base de données de microarray disponible en ligne et ouverte au public. Par la suite, nous avons mesuré l’activité enzymatique de HYAL-1 dans des lignées cellulaires du CEO et dans des échantillons de plasma. Nos résultats ont montré que l’expression de l’ARNm de HYAL-1 était élevée dans le type à cellules claires et mucineux mais non dans les types séreux et endométrioides, autant dans les échantillons sains que de ceux provenant de tumeurs bénignes. De façon cohérente, le niveau d’ARNm et l’activité enzymatique de HYAL-1 étaient élevés dans les lignées cellulaires à cellules claires et mucineuses. Nous avons aussi démontré qu’il y avait une corrélation inverse entre les niveaux de l’ARNm de HYAL-1 et ceux d’ER-α et PR dans les échantillons de tissus de CEO du type mucineux et à cellules claires. De façon similaire, nous avons noté que l’activité de HYAL-1 était élevée dans le plasma de ces mêmes patients. En conséquence nos travaux proposent HYAL-1 en tant que biomarqueur potentiel dans le cas des CEO de type à cellules claires et mucineux présentant un faible niveau d’expression d’ER-α et PR. / Epithelial ovarian cancer (EOC) is morphologically heterogeneous being classified as serous, endometrioid, clear cell, or mucinous. Molecular genetic analysis has suggested a role for tumor suppressor genes located on chromosome 3p in the pathogenesis of serous EOC. Our objective was to evaluate the expression of HYAL-1, located at chromosome 3p21.3, in these EOC subtypes, and to verify a possible correlation with the expression of steroid hormone receptors. We analyzed the mRNA expression of HYAL-1, estrogen receptor (ER)-α, ER-β and progesterone receptor (PR) in EOC tumor samples and cell lines using quantitative RT-PCR. We also performed bioinformatics analyses on the expression of these genes using a publicly available microarray dataset. HYAL-1 enzyme activity was measured in EOC cell lines and in plasma samples from patients. We found that HYAL-1 mRNA expression was elevated in clear cell and mucinous EOC tissue samples, but not in serous and endometrioid samples, normal ovaries or benign tumors. Significantly, similar results were obtained by two different techniques and with tissue sample cohorts from two independent institutions. Concordantly, HYAL-1 mRNA levels and enzyme activity were elevated in EOC cell lines derived from clear cell and mucinous subtypes. We also showed that HYAL-1 mRNA was inversely correlated to that of ER-α and PR, but not to that of ER-β, specifically in clear cell and mucinous EOC tissue samples. HYAL-1 activity was also high in the plasma of patients with these EOC subtypes. Our results suggest Hyaluronidase-1 as a potential target/biomarker for clear cell and mucinous EOCs and especially in tumors with low levels of ER-α and PR.

Le cancer épithélial des ovaires (CEO) est classifié en sous types histopathologiques identifiés tel que séreux, endométrioide, à cellules claires et mucineux. Une analyse génétique réalisée au niveau moléculaire a suggéré un rôle pour des gènes suppresseurs de tumeur localisés sur le bras court du chromosome 3p21.3 dans la pathogénèse du CEO de type séreux. Notre objectif était d’évaluer le profil d’expression de HYAL-1, localisé dans cette même région, dans les différents sous types du CEO, et de vérifier une éventuelle corrélation avec l’expression des récepteurs d’hormones stéroïdiennes. Pour se faire, nous avons analysé par RT-PCR quantitative l’expression de l’ARNm de HYAL-1, des récepteurs d’estrogène (ER-α et ER-β) et du récepteur de progestérone (PR) dans des échantillons de tissus extraits de tumeurs du CEO provenant de deux cohortes indépendantes et dans des lignées cellulaires. Nous avons également réalisé des analyses bioinformatiques à partir de l’expression de ces gènes en ayant recours à une base de données de microarray disponible en ligne et ouverte au public. Par la suite, nous avons mesuré l’activité enzymatique de HYAL-1 dans des lignées cellulaires du CEO et dans des échantillons de plasma. Nos résultats ont montré que l’expression de l’ARNm de HYAL-1 était élevée dans le type à cellules claires et mucineux mais non dans les types séreux et endométrioides, autant dans les échantillons sains que de ceux provenant de tumeurs bénignes. De façon cohérente, le niveau d’ARNm et l’activité enzymatique de HYAL-1 étaient élevés dans les lignées cellulaires à cellules claires et mucineuses. Nous avons aussi démontré qu’il y avait une corrélation inverse entre les niveaux de l’ARNm de HYAL-1 et ceux d’ER-α et PR dans les échantillons de tissus de CEO du type mucineux et à cellules claires. De façon similaire, nous avons noté que l’activité de HYAL-1 était élevée dans le plasma de ces mêmes patients. En conséquence nos travaux proposent HYAL-1 en tant que biomarqueur potentiel dans le cas des CEO de type à cellules claires et mucineux présentant un faible niveau d’expression d’ER-α et PR. / Epithelial ovarian cancer (EOC) is morphologically heterogeneous being classified as serous, endometrioid, clear cell, or mucinous. Molecular genetic analysis has suggested a role for tumor suppressor genes located on chromosome 3p in the pathogenesis of serous EOC. Our objective was to evaluate the expression of HYAL-1, located at chromosome 3p21.3, in these EOC subtypes, and to verify a possible correlation with the expression of steroid hormone receptors. We analyzed the mRNA expression of HYAL-1, estrogen receptor (ER)-α, ER-β and progesterone receptor (PR) in EOC tumor samples and cell lines using quantitative RT-PCR. We also performed bioinformatics analyses on the expression of these genes using a publicly available microarray dataset. HYAL-1 enzyme activity was measured in EOC cell lines and in plasma samples from patients. We found that HYAL-1 mRNA expression was elevated in clear cell and mucinous EOC tissue samples, but not in serous and endometrioid samples, normal ovaries or benign tumors. Significantly, similar results were obtained by two different techniques and with tissue sample cohorts from two independent institutions. Concordantly, HYAL-1 mRNA levels and enzyme activity were elevated in EOC cell lines derived from clear cell and mucinous subtypes. We also showed that HYAL-1 mRNA was inversely correlated to that of ER-α and PR, but not to that of ER-β, specifically in clear cell and mucinous EOC tissue samples. HYAL-1 activity was also high in the plasma of patients with these EOC subtypes. Our results suggest Hyaluronidase-1 as a potential target/biomarker for clear cell and mucinous EOCs and especially in tumors with low levels of ER-α and PR.

Résumé : Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) affecte 6-10% des femmes en âge de procréer et est la principale cause d’infertilité anovulatoire. Cette condition est principalement caractérisée par une hyperandrogénie provenant des ovaires et des glandes surrénales. De plus en plus d’études, à la fois in vivo et in vitro, indiquent qu’une surexposition ovarienne en gras, de même que les mécanismes lipotoxiques subséquents pourraient causer l’hyperandrogénie chez ces femmes. Ainsi, cette étude vise à 1) évaluer l’implication des gras et de l’inflammation folliculaire dans la production des androgènes ovariens par une étude de corrélation; et 2) comparer les niveaux folliculaires de gras, métabolites lipidiques et marqueurs inflammatoires entre les femmes SOPK et non-SOPK. Cette étude transversale a recruté 80 femmes en cours de fécondation in vitro. Treize étaient SOPK, 58 étaient non-SOPK et 9 avaient un diagnostic incertain. Les participantes au projet avaient un âge moyen de 33 ± 4 ans. Tout groupe confondus, les niveaux folliculaires de testostérone corrélaient avec les gras (r=0,381; P=0,001; indépendamment de l’IL-6), les acylcarnitines (r≥0,255; tout P=0,008; non indépendamment des gras) et l’IL-6 (r=0,300; P=0,009; indépendamment des gras). De plus, les niveaux folliculaires de gras corrélaient avec les acylcarnitines (r≥0,594; tout P<0,001). Lorsque comparées aux femmes non-SOPK, les femmes SOPK étaient plus obèses (BMI: 31,2 vs. 25,1 kg/m2; P=0,009) et avaient des niveaux folliculaires plus élevés de testostérone (12,9 vs. 0,29 nM; P=0,001), de gras (P=0,001), d’acylcarnitines (tout P=0,001) et du marqueur inflammatoire IL-6 (13,0 vs. 8.6 pg/mL; P=0,018), le tout indépendamment de l’IMC. Les résultats suggèrent qu’une exposition intra-ovarienne en gras pourrait contribuer à une augmentation de la production des androgènes. Les mécanismes pourraient inclure une β-oxydation insuffisante, illustré par des acylcarnitines élevés, menant à l’accumulation de métabolites lipidiques toxiques, et une inflammation ovarienne, possiblement suite à une infiltration de macrophages. Ces deux mécanismes semblent être indépendants. De plus, l’environnement ovarien des femmes SOPK est caractérisé par une élévation des gras, de métabolites lipidiques et de marqueurs inflammatoires. Il peut donc être proposer que l’hyperandrogénie caractéristique du SOPK soit causée en partie par la lipotoxicité. // Abstract : Polycystic ovary syndrome (PCOS) affects 6-10% of the women of childbearing age and is the main cause of anovulatory infertility. It is mainly characterised by hyperandrogenism that can originate from the adrenal gland and the ovaries. A growing number of evidences, either in vivo or in vitro, points toward an overexposition to fat and lipotoxic mechanisms (lipid induced cellular toxicity) as the cause of PCOS hyperandrogenesis. Therefore, we aimed to: 1) evaluate the implication of follicular fluid (FF) levels of fat and inflammation markers in the ovarian production of androgens through a correlation analysis; and 2) compare FF levels of lipids, lipid metabolite levels and inflammation markers between PCOS and non-PCOS women. This cross-sectional controlled study was performed with 80 women undergoing an IVF procedure. Among them, 13 were PCOS, 58 were non-PCOS and 9 had an uncertain diagnosis. Participants were aged 33 ± 4 years old and had an average body mass index (BMI) of 25.7 ± 6.2. When analysing all women, follicular levels of testosterone correlated significantly with fat (NEFA + triglycerides) (r=0.381; P=0.001; independently of l’IL-6), acylcarnitines (r≥0.255; all P=0.008; not independently of fat) and l’IL-6 (r=0.300; P=0.009; independently of fat). Moreover, follicular levels of fat significantly correlated with acylcarnitines (r≥0.594; all P<0.001). When compared to non-PCOS women, PCOS women were significantly more obese (BMI: 31.2 vs. 25.1 kg/m2, P=0.009) and had significantly higher follicular levels of testosterone (12.9 vs. 0.29 nM, P=0.001), fat (P=0.001), acylcarnitines (all P=0.001) and inflammatory marker IL-6 (13.0 vs. 8.6 pg/mL, P=0.018), everything independently of BMI. Our results suggest that intra-ovarian exposure to fat may be responsible for the increased production of androgens. Mechanisms are likely to include an insufficient β-oxidation, leading to the accumulation of toxic lipid metabolites, and ovarian inflammation, possibly through macrophage infiltration. Both these mechanisms seem independent of one another. Also, intra-ovarian environment of PCOS women are characterized by increased levels of fat, acylcarnitines and inflammatory marker. It can thus be proposed that lipotoxic mechanisms are responsible for the increased production of androgen that is characteristic of PCOS women.

Diagnostiqué par la présence d'une hyperandrogénie et d'une dysfonction ovarienne, le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) est le désordre endocrinien le plus fréquent chez les jeunes femmes affectant 6 à 10% d'entre elles. Ces dernières présentent fréquemment divers défauts métaboliques. Par ailleurs, le SOPK semble avoir une composante génétique importante. L'hypothèse principale soutenue dans ce mémoire est que les acides gras non-estérifiés (AGNE) sont impliqués dans la physiopathologie du SOPK, tout comme ils sont impliqués dans le risque accru de diabète de type 2. Le premier objectif est de mieux comprendre le métabolisme des AGNE chez les femmes ayant un SOPK en comparaison à des femmes saines et ceci, en lien avec leur sensibilité hépatique et musculaire à l'insuline, leur sécrétion d'insuline et leur hyperandrogénie. Ce premier volet de l'étude a aussi pour objectif de quantifier l'amélioration du métabolisme des AGNE et de la sensibilité à l'insuline chez les femmes avec SOPK, après la prise d'une médication qui permet spécifiquement d'améliorer le métabolisme des AGNE, soit un agoniste des récepteurs activés par les proliférateurs des peroxysomes gamma (PPARy) en comparaison avec des médications qui ne font que diminuer les niveaux d'insuline, soit l'acarbose ou le diazoxide. Pour ce faire, les femmes SOPK devaient effectuer quatre ou cinq visites composées d'une hyperglycémie provoquée orale (HGPO) ou d'un clamp euglycémique-hyperinsulinémique avec utilisation de traceurs. Nos résultats préliminaires montrent que les femmes SOPK ont des niveaux d'AGNE ainsi qu'un rythme d'apparition des AGNE plus élevés que les témoins. Puisque le recrutement des participantes randomisées sur les bras de traitement n'a pas encore été atteint, il n'est pas possible pour le moment d'établir une corrélation entre l'amélioration du métabolisme des AGNE et la diminution de l'hyperandrogénie. Comme ce ne sont pas toutes les femmes obèses ou résistantes à l'insuline qui présentent un SOPK, le deuxième objectif est de déterminer s'il y a un facteur primaire, possiblement héréditaire, pourrait caractériser les femmes ayant un SOPK et expliquer sa prépondérance héréditaire. Ces travaux font l'objet d'un article original qui est incorporé dans ce mémoire. Pour ce faire, nous avons étudié 9 filles dont la mère ou une soeur avait un SOPK (SOM) et 10 filles témoins sans lien familial de SOPK et âgées entre 8 et 14 ans. Les jeunes filles devaient effectuer une HGPO ainsi qu'une hyperglycémie par voie intraveineuse pour mesurer la sensibilité à l'insuline ainsi que différents androgènes et les AGNE. Les résultats de cette étude ont montré une augmentation de l'hyperandrogénie, une résistance à l'insuline et surtout, une réduction de la suppression de la lipolyse induite par l'insuline chez les jeunes filles prédisposées au SOPK comparativement aux contrôles le tout indépendamment de l'adiposité. En conclusion, les résultats obtenus par nos deux études portent à croire qu'une altération du métabolisme des AGNE pourrait être impliquée dans le développement du SOPK et que l'apparition du SOPK pourrait être liée à une dysfonction adipocytaire. // Abstract: Polycystic ovary syndrome (PCOS) is the most frquent endrocrine disorder in young women in North America. Diagnosed by the presence of hyperandrogenism and ovarian dysfunction, women with PCOS frquently have an adverse metabolic profile. Furthermore, PCOS seems to have a strong genetic component because the prevalence of this syndrome rises to 20 to 40% in PCOS relatives. The main hypothesis supported in this thesis is that non-esterified fatty acids (NEFA) are involved in the pathogenesis of PCOS, similar to their putative role in the development of type 2 diabetes (T2D), a condition that is frquently observed in women with PCOS. The first objective is to better understand the metabolism of NEFA in women with PCOS compared to lean normal women and this, the association with insulin sensitivity (hepatic and muscles), with insulin secretion, and with hyperandrogenism. One of our goal included measurement of NEFA metabolism and insulin sensitivity in women with PCOS, after taking a medication that acts specifically on NEFA metabolism (peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARy) agonist) in comparison to a medication that only reduce insulin levels (acarbose or diazoxide). In order to accomplish this goal, participants had to perform four to five visits, depending of their group, consisting of an oral glucose tolerance test (OGTT) or a hyperinsulinemic-euglycemic clamp. Our preliminary results show that PCOS women tend to have lower levels of NEFA and a rate of appearance of NEFA higher than controls. Since the recruitment of participants randomized to treatment arms is incomplete, it is not possible at this moment to correlate improvement of NEFA metabolism with decreased hyperandrogenism. As mentioned above, SOPK has an hereditary component. The second objective is to determine whether there is a primary factor, maybe inherited, that characterize women with PCOS. This work is the subject of an original article that is embedded in this thesis. We studied 9 girls whose mother or sister had PCOS (PCOSr) and 10 controls girls without family history of PCOS. All were aged between 8 and 14 years old and both groups were matched for age. The girls had to perform an OGTT and an intravenous glucose tolerance test to establish their levels of glucose tolerance and to measure androgens and NEFA levels. The results of this study showed an increase of adrenal hyperandrogenism, insulin resistance, and especially, a reduction in the suppression of lipolysis induced insulin resistance in girls predisposed to PCOS compared to controls, all independently of adiposity. In conclusion, the results of our two objectives suggest that altered NEFA metabolism may be involved in the development of PCOS and the onset of PCOS may be related to adipocyte dysfunction.

Le syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) touche entre 5 à 10 % des femmes en âge de procréer et est associé à de nombreuses complications. Ce désordre endocrinien est caractérisé par des niveaux circulants élevés d’androgènes, dont la production est principalement modulée par la P450c17 et son cofacteur, soit la P450oxydoréductase (POR). Plusieurs études démontrent que l’hyperandrogénie présente chez les femmes SOPK pourrait être causée par la formation de phénomènes toxiques survenant à la suite de l’exposition des tissus non adipeux à un excès d’acides gras non estérifiés (AGNE), appelé lipotoxicité. Ainsi, l’objectif de cette étude est de déterminer les mécanismes cellulaires sous-jacents à l’hyperandrogénie induite par la surexposition des cellules productrices d’androgènes aux AGNE. Pour y arriver, les cellules surrénaliennes bovines (CSB) ont été exposées en présence de forskoline (Fsk; 1X/2 jours; 10 µM; activateur des adénylates cyclases) et d’oléate (acide gras monoinsaturé, 2X/jour; 200 µM) durant 48 heures. Par la suite, le milieu de culture a été prélevé afin de doser le DHEA (principal androgène surrénalien) par ELISA. De plus, les protéines ont été récoltées afin de déterminer l’expression protéique de la P450c17 et de POR par Western blot. Finalement, pour déterminer les activités 17αhydroxylase et 17,20-lyase de la P450c17, la concentration de plusieurs stéroïdes a été déterminé par LC-MS/MS et le ratio produit/substrat a été effectué. Les résultats sont présentés en moyenne ± SEM. Ainsi, sous stimulation à la Fsk, la présence de 200 µM d’oléate (vs absence d’oléate) augmente la production de DHEA de 114% par les CSB (n=17; 214 ± 20% vs 100 ± 0%; p<0,0001). De plus, l’ajout d’oléate n’affecte pas l’expression de la P450c17 (n=8; 98 ± 6% vs 100 ± 0%; p=0,74) et de POR (n=7; 119 ± 13% vs 100 ± 0%; p= 0,22). Finalement, la présence d’oléate augmente l’activité 17αhydroxylase de la P450c17 de 124% (n=7; 224 ± 19% vs 100 ± 0%; p= 0,02) et tends à augmenter l’activité 17,20-lyase de la P450c17 de 81% (n=7; 181 ± 28% vs 100 ± 0%; p= 0,08). Ainsi, l’augmentation de la production des androgènes induite par les AGNE pourrait être due principalement à leurs effets sur l’augmentation des deux activités enzymatiques de la P450c17, sans effet significatifs sur l’expression de la P450c17 ni de son cofacteur POR. Les mécanismes sous-jacents à l’augmentation des activités de la P450c17 demeurent à élucider.

Les tumeurs malignes rares de l'ovaire représentent moins de 8% des tumeurs ovariennes de l'adulte. Il s'agit essentiellement des tumeurs germinales de l'ovaire et des tumeurs du stroma et des cordons sexuels de l'ovaire (tumeurs de la granulosa et tumeurs de Sertoli-Leydig). En 2002, du fait de l'extrême rareté de ces tumeurs, un site internet français (www.ovaire-rare.org) a été créé dans le but d'informer les patientes, de créer un forum de discussion, d'actualiser les informations scientifiques, d'inclure les données cliniques et biologiques des patientes et de collecter les blocs de tumeurs. Ce travail coopératif a pour but de standardiser la gestion des tumeurs ovariennes non épithéliales, et d'accumuler les données cliniques et biologiques. Cet observatoire nous a permis de regrouper plus de 200 tumeurs sur lequel repose notre travail. Des mutations des gènes FOXL2 et DICER1 ont été récemment décrites respectivement dans les tumeurs de la granulosa et les tumeurs de Sertoli-Leydig. Nous avons montré l'importance de la recherche de ces mutations pour le diagnostic et le pronostic de ces tumeurs. Nous avons également élaboré un nouvel arbre décisionnel, incluant ces nouveaux outils, et qui a permis de corriger plus de 20% des diagnostics initiaux. Au niveau moléculaire, nous avons analysé l'impact de la mutation C134W de FOXL2 sur le développement des tumeurs de la granulosa. De façon très intéressante, nous montrons une expression préférentielle de la protéine anti-apoptotique Bfl-1 (famille Bcl-2) dans les cellules exprimant FOXL2 sous sa forme mutée. L'expression de Bfl-1 est induite dans les lignées surexprimant la forme mutée de FOXL2 et confère aux cellules une résistance au stress apoptotique. De même, l'inhibition de l'expression de Bfl-1 restaure la sensibilité à l'apoptose induite par des stress apoptotiques. L'ensemble de nos résultats montre que Bfl-1 est une cible transcriptionnelle de FOXL2 et qu'il constitue une cible thérapeutique très intéressante pour ces tumeurs. En conclusion, nos travaux ont permis d'améliorer nos connaissances sur les tumeurs rares de l'ovaire, en terme de pronostic et de diagnostic, mais aussi d'entrevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques / Rare malignant ovarian tumors represent less than 8% of ovarian tumors in adults. It is essentially germ cell tumors of the ovary and stromal tumors and sex cord ovarian (granulosa cell tumors and Sertoli-Leydig cell tumors). In 2002, due to the extreme rarity of these tumors, a French website (www.ovaire-rare.org) was created to inform patients, create a discussion forum, update scientific information, to include clinical and laboratory data of patients and collect blocks of tumors. This collaborative work has the purpose to standardize the management of nonepithelial ovarian tumors, and accumulating clinical and laboratory data. The observatory has allowed us to consolidate more than 200 tumors on which our work is based. Mutations of FOXL2 and DICER1genes have recently been described respectively in the granulosa cell tumors and Sertoli-Leydig tumor. We have shown the importance of research of these mutations for the diagnosis and prognosis of these tumors. We also developed a new decision tree, including these new tools, and has corrected more than 20% of initial diagnoses. At the molecular level, we analyzed the impact of the FOXL2 C134W mutation on the development of granulosa cell tumors. Very interestingly, we show preferential expression of anti-apoptotic protein Bfl-1 (Bcl-2A1) in cells expressing FOXL2 mutated form. Bfl-1 expression is induced in the lines overexpressing the mutated FOXL2 and confers resistance to apoptotic cells form stress. Similarly, inhibition of expression Bfl-1 restores sensitivity to apoptosis induced by the apoptotic stress. All of our results show that Bfl-1 is a transcriptional target of FOXL2 and it is a very interesting therapeutic target for these tumors. In conclusion, our work has improved our knowledge about rare ovarian tumors in terms of prognosis and diagnosis, but also opens up new therapeutic strategies

BRCA1 et BRCA2 sont deux gènes majeurs impliqués dans la susceptibilité génétique aux cancers du sein et/ou de l’ovaire. D’une part, nos investigations concernant la caractérisation de la mutation fondatrice R1443X du gène BRCA1, détectée dans une cohorte de Canadiennes françaises à risque élevé pour ces cancers, nous ont permis d’identifier un nouveau transcrit. Celui-ci est généré par un épissage alternatif créant un nouvel exon, appelé exon 13A, constitué d’un segment de 66 nucléotides (IVS13-2786_-2720) inséré entre l’exon 13 et 14 tout en conservant le cadre de lecture. D’autre part, en s’appuyant sur nos analyses exhaustives, de type Southern et MPLA, non biaisées par les approches de type PCR , il ne semble pas y avoir dans cette même population Canadienne française de réarrangements chromosomiques récurrents impliquant les gènes BRCA1 et BRCA2. / The discovery of two genes, BRCA1 and BRCA2, which, when altered, confer markedly increased susceptibility to breast and ovarian cancer, has facilitated the identification of individuals at particularly high-risk of these diseases. First, extensive screening for germline mutations in the French-Canadian high risk breast/ovarian cancer families led to the detection of the first BRCA1 splice variant caused by an in-frame insertion. This transcript, designated exon 13A, is generated by an insertion of 66 nucleotides between exon 13 and 14, due to an alternative splicing of parts of intron 13 (IVS13-2786_-2720). Second, based on our current extensive analysis, without using PCR-based methods, there is no evidence supporting the existence of any deleterious BRCA1/2 recurrent genomic rearrangement in these same French-Canadian breast/ovarian cancer families.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / Les gènes de susceptibilité connus n'expliquent qu'environ 25% des cas de cancer du sein familiaux. La recherche de nouveaux gènes de susceptibilité s'avère donc primordiale. Les gènes de la famille FANC sont des candidats intéressants, car au moins quatre gènes FANC ont été associés à un risque accru de cancer du sein. Le gène FANCC se démarque également par sa localisation principalement cytoplasmique et ses rôles dans diverses voies dans ce compartiment. Le séquençage des exons et des régions introniques avoisinantes ont permis d'identifier six variants, dont deux semblent intéressants. c.816G>A mène à un changement d'acide aminé pouvant affecter la fonction de FANCC alors que le variant c.896+81G>A se retrouve plus fréquemment chez les cas de cancer du sein par rapport à une cohorte de femmes non atteintes. L'analyse de l'ADN complémentaire (ADNc) a permis d'identifier trois variants d'épissage dont un jamais rapporté. L'impact de ces variants sur la fonction de la protéine FANCC demeure très peu étudié.