L'épissage alternatif des ARNs pré-messagers est le mécanisme majeur de diversification de l'information génétique chez les eucaryotes supérieurs. Près de 70% des gènes sont concernés par ce mécanisme. Au cours de la différenciation érythroïde, l'inclusion de l'exon 16 du pré-messager 4.1R représente un événement majeur pour la fonction érythrocytaire normale de la protéine 4.1R. Cet événement d’épissage est bloqué dans les cellules MEL surexprimant l’oncoprotéine Spi.1/PU.1. Mon travail de thèse avait pour but de comprendre ce mécanisme de blocage en étudiant le rôle de la voie de signalisation de la PI3K en relation avec la phosphorylation de Spi.1/PU.1 d'une part, et celle des facteurs d'épissage de la famille des protéines SR d'autre part. J’ai montré que l’inhibition de la PI3K active la production d’hémoglobine ainsi que l’épissage de l’exon 16 4.1R. Ensuite j’ai montré que la phosphorylation de Spi-1/PU.1 par la PI3K est nécessaire pour son activité d’inhibition de la différenciation et de l’épissage de l’exon 16 4.1R. Enfin, j’ai montré que le facteur d’épissage Srp40 de la famille des protéines SR est un activateur stade spécifique de l’inclusion de l’exon 16. La surexpression de Srp40 dans les cellules MEL active l’inclusion de l’exon 16 indépendamment de la différenciation. / Pre-mRNA alternative splicing is a major mechanism of diversification of genetic information in evolued eukaryotes. The expression of about 70% of genes is regulated by this mechanism. During late erythroid development, the inclusion of exon 16 in the mature 4.1R mRNA is a major event that is essential for the corresponding protein function. This process is inhibited in MEL cells overexpressing the oncoprotein Spi-1/PU.1. My thesis work aims to understand the mechanism of this inhibition by studying the role of PI3K signal transduction pathway and its effects on Spi-1/PU.1 in the first place, then its effects on the SR protein family. I showed that PI3K inhibition leads to the activation of hemoglobin synthesis and to the inclusion of exon 16. Moreover, I showed that the phosphorylation mediated by the PI3K pathway is necessary for both the differentiation-inhibiting activity of Spi-1/PU.1 and concurrent inclusion of exon 16. Finally, I showed that the Srp40 splicing factor is an activator of the exon 16 inclusion. Overexpression of Srp40 in MEL cells lineage activates exon 16 inclusion independently of the differentiation.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l’Université de Montréal / Notre système hématopoïétique est un système de développement dynamique dont le rôle est de maintenir un niveau suffisant de cellules sanguines fonctionnelles afin d'assurer la survie de notre organisme. C'est ainsi que le système hématopoïétique donne lieu aux huit différentes lignées cellulaires connues. Les cellules sanguines différenciées incluent les erythrocytes ou globules rouges, les mégakaryocytes qui donneront lieu aux plaquettes, les granulocytes et macrophages, les basophiles et eosinophiles, ainsi que les cellules lymphoïdes B et T. Tous trouvent leur origine à partir d'une population de cellules souches hématopoïétiques. La différenciation de cellules hématopoïétiques primitives en granulocytes et monocytes matures constitue un processus de développement complex appelé la myélopoïèse. Le développement de ces cellules primitives en monocytes et granulocytes fonctionnels est en partie contrôlé par une myriade de facteurs de transcription dont le rôle est d'activer l'expression de gènes essentiels à une ou plusieurs lignées. Ces facteurs de transcription peuvent agir de façon positive ou négative à la régulation de gènes codant entre autres pour des facteurs de croissance, leurs récepteurs, pour des molécules d'adhésion, pour des enzymes ou bien pour d'autres facteurs de transcription. 0 Le développement de cellules myéloïdes primitives et de leur différenciation subséquente en cellules myéloïdes matures est également contrôlé par un vaste réseau de facteurs de croissance hématopoïétiques. Tout comme les facteurs de transcription, ces facteurs de croissance, ou cytokines, peuvent être spécifiques à une lignée particulière ou bien peuvent avoir une x n contribution plus générale. Par exemple, le G-CSF (granulocyte-colonystimulating factor) est un facteur de croissance essentiel au développement granulocytaire alors que l'IL-3 (interleukin-3) soutient la prolifération et la survie de plusieurs lignées. Quelle est l'importance d'étudier un processus tel que la myélopoïèse? Environ 120 millions de nouveaux neutrophiles sont générés chaque jour chez l'adulte normal. Ces neutrophiles jouent un rôle fondamental dans notre système de défense. En effet, les neutrophiles agissent comme première ligne de défense face à l'invasion de particules étrangères. Ils participent à notre système immunitaire inné principalement par leur action phagocytaire. Les macrophages quant à eux, jouent un rôle similaire c'est-à-dire qu'ils participent également à notre système immunitaire inné en éliminant toutes particules étrangères par phagocytose. Cependant, ils possèdent une caractéristique additionnelle. Ils jouent également un rôle dans notre système immunitaire adaptif en agissant comme cellules présentatrices d'antigènes aux différentes cellules lymphoïdes T. Chaque cellule est exposée à une multitude de signaux présents dans son environnement. La cellule se doit d'être en mesure de reconnaître et de répondre de façon spécifique à cette panoplie de signaux externes. Elle accompli ceci de plusieurs façons. Premièrement, afin de répondre à un signal particulier, la cellule se doit d'exprimer le récepteur spécifique au signal reçu. Ensuite, elle doit être en mesure d'intégrer et d'interpréter ce signal afin de le transformer en une réponse biologique concrète. Pour cela, la cellule doit posséder la machinerie interne nécessaire à la traduction et la transformation du signal. Les facteurs de croissance sont un exemple de signal externe présent dans l'environnement d'une cellule hématopoïétique. Ces facteurs de croissance sont connus pour être impliqués dans la régulation de la prolifération et de la survie cellulaire. Ces facteurs se lient à leurs récepteurs appropriés exprimés à la surface de certaines cellules. Généralement, cette liaison induit l'activité catalytique du récepteur qui donne suite à l'activation de plusieurs voies de signalisation. Ces différentes voies de signalisation ciblent différents facteurs de transcription qui sont associés à différentes réponses biologiques correspondantes. Ces facteurs de transcription, dont l'activité est induite par l'induction de voies de signalisation spécifique, vont être responsables du contrôle de 1'expression de gènes essentiels à la détermination du destin cellulaire. Vu l'importance de réguler de façon étroite l'expression de tels gènes, l'activité des facteurs de transcription se doit d'être sous haute surveillance. Le temps d'expression ainsi que l'endroit d'activation des facteurs de transcription deviennent donc des variables importantes. Un facteur de transcription responsable de la destinée d'une cellule se doit d'être exprimé dans la bonne cellule et d'être actif au bon moment dans le processus de développement de cette cellule. Souvent, l'activité et l'expression de ces facteurs de transcription sont contrôlés par des facteurs externes tels que les facteurs de croissance. Un modèle qui se veut de plus en plus populaire, malgré qu'aucun exemple définitif n'ait été encore démontré, suggérerait qu'un signal externe serait en mesure d'affecter directement l'activité d'un facteur de transcription qui lui se voudrait essentiel à la détermination de la destinée cellulaire. Le facteur de transcription myélo-spécifique PU.1 est un membre de la famille Ets. Il fût découvert simultanément de deux façons différentes. D'un xii n côté, il fût identifié à partir d'une librairie de cDNA de macrophages comme étant un facteur pouvant lier avec haute affinité, le promoteur du gène MHC classe II 1-Ab. D'autre part, il fût identifié comme site d'intégration préféré du provirus SFFV (Spleen Focus Forming Vims), un provirus associé à une érythroleucémie induite par le virus Friend. Cependant, il est important de mentionner que PU. l n'a pas été impliqué dans l'induction de leucémies humaines en partie dû au fait que son locus ne correspond pas à un site fréquent de translocation chromosomique. La famille de facteurs de transcription Ets est caractérisée par son domaine de liaison à l'ADN (domaine Ets). Ce domaine basique situé en C-terminal lie des séquences riches en purines GGAA/T dénommées boîtes PU. Ets-1, Ets-2 et Spi-B sont d'autres exemples de facteurs appartenant à cette grande famille. PU.1 est un facteur de transcription exclusif au système hématopoïétique. Son rôle dans le développement hématopoïétique semble assez bien décrit. La suppression complète du gène est associée à une absence complète de macrophages et de cellules B matures. Par contre, des monocytes et des précurseurs de cellules B sont présents mais en nombre réduit. Il y a également présence de granulocytes mais au développement et au fonctionnement anormal. Les cellules érythrocytaires ne sont, quant à elles, pas affectées. Ces résultats démontrent bien le rôle primordial de PU.1 dans le développement des cellules B ainsi que dans le développement myéloïde. Cela en fait un excellent candidat comme déterminant génétique dans rengagement du destin cellulaire. Le GM-CSF (granulocyte-macrophage colony-stimulating factor) est un facteur de croissance hématopoïétique impliqué dans la prolifération, la survie et le développement de cellules primitives hématopoïétiques avec des effets additionnels importants sur le développement myéloïde. C'est justement par son implication déterminante dans le développement des cellules granulocytaires et monocytaires que le GM-CSF est de plus en plus utilisé à des fins cliniques. Le GM-CSF fait partie de la grande famille des cytokines qui comprend entre autres l'Epo, Steel Factor, l'IL-3 et le G-CFS. Le GMCSF lie son récepteur qui est exprimé spécifiquement à la surface de certaines cellules et cette liaison active différentes voies de signalisation qui se traduisent par différentes réponses biologiques. Le récepteur du GM-CSF appartient à la super famille des récepteurs de cytokines. Il est composé d'une chaîne a et d'une chaîne p. La chaîne a est spécifique au récepteur et lui confère une basse affinité de liaison à son ligand. La chaîne P est commune à d'autres récepteurs tels les récepteurs de l'IL-3 et de l'IL-5. Elle ne possède aucune capacité de liaison. Par contre, en s'associant à la chaîne a, elle confère à celle-ci, une haute affinité de liaison au GM-CSF. De plus, c'est la chaîne R qui est principalement responsable d'activer les différentes voies de signalisation. En effet, son domaine cytoplasmique comporte de nombreux résidus de tyrosines responsables du recrutement de différents facteurs, ainsi que de deux boîtes situées à proximité du domaine membranaire qui sont responsables du recrutement de Jak2, le facteur actif dans le complexe. Les voies de signalisation qui découlent de l'activation du récepteur par son ligand sont bien décrites. Il est connu que certaines voies conservées, telles les voies MAPK, Jak-STAT et PI3K, sont activées suite à l'activation du récepteur et que ces voies sont impliquées dans des réponses de survie et de prolifération myéloïde. Par centre, rien n'est bien établi en ce qui concerne la différenciation myéloïde. Aucun facteur de transcription impliqué directement dans la détermination du destin cellulaire n'a été identifié clairement. Bien que l'on connaisse des exemples de facteurs responsables d'activer des gènes qui eux, sont spécifiques à une lignée, très peu d'informations concernant les événements transcriptionnels conduisant à la détermination du destin cellulaire sont connues. Le rôle de PU.1 dans le développement myéloïde est bien établi. Cependant, jusqu'à quel point PU.1 est-il déterminant pour qu'une cellule primitive prenne la décision de s'engager de façon irréversible vers une destinée myéloïde? L'importance de PU.1 et du GM-CSF dans le développement myéloïde a été clairement, mais indépendamment démontrée. Cependant, il n'existe aucune documentation démontrant le lien possible entre ces deux facteurs dans le développement myéloïde. Dans cette étude, nous démontrons clairement que le facteur de transcription myélo-spécifique PU. l agit comme effecteur du signal par le GM-CSF dans le développement myéloïde. En d'autres mots, l'activation de PU. l et son effet déterminant dans le développement myéloïde sont directement liés à l'activation du récepteur du GM-CSF par son ligand.

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

Lymphomas are heterogenous class of diseases characterized by proliferation of a malignant lymphocyte clone. MicroRNA miR-155 was found to be a key molecule in immune response, namely in inflammation and germinal reaction of B cells. On the other hand, miR-155 can drive lymphoproliferation in mouse and its levels were found to be elevated in certain lymphoma types in human. MiR-155 down-regulates expression of its target gene PU.1, a hematopoietic transcription factor important for B cell differentiation. Expression of the gene encoding miR-155, known as MIR155HG, is controled by several transcription factors, among them MYB, a member of an oncogenic E-box protein family. Levels of MYB itself are controled by microRNA miR-150. In this study, we measured levels of miR-155, PU.1, MYB and miR-150 in lymph nodes of patients with chronic lymphocytic leukemia/small lymphocytic lymphoma (B-CLL/SLL, N=20), diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL, N=24), follicular lymphoma (FL, N=29), Hodgkin lymphoma (HL, N=25), marginal zone lymphoma (MZL, N=13), and mantle cell lymphoma (MCL, N=10). We also measured levels of these molecules in lymph nodes with the finding of strong inflammation (N=4). We found that patients of all the diagnoses except of MCL display heterogeneously elevated levels of miR-155 and correspondingly...

L'épissage alternatif des ARNs pré-messagers est le mécanisme majeur de diversification de l'information génétique chez les eucaryotes supérieurs. Près de 70% des gènes sont concernés par ce mécanisme. Au cours de la différenciation érythroïde, l'inclusion de l'exon 16 du pré-messager 4.1R représente un événement majeur pour la fonction érythrocytaire normale de la protéine 4.1R. Cet événement d'épissage est bloqué dans les cellules MEL surexprimant l'oncoprotéine Spi.1/PU.1. Mon travail de thèse avait pour but de comprendre ce mécanisme de blocage en étudiant le rôle de la voie de signalisation de la PI3K en relation avec la phosphorylation de Spi.1/PU.1 d'une part, et celle des facteurs d'épissage de la famille des protéines SR d'autre part. J'ai montré que l'inhibition de la PI3K active la production d'hémoglobine ainsi que l'épissage de l'exon 16 4.1R. Ensuite j'ai montré que la phosphorylation de Spi-1/PU.1 par la PI3K est nécessaire pour son activité d'inhibition de la différenciation et de l'épissage de l'exon 16 4.1R. Enfin, j'ai montré que le facteur d'épissage Srp40 de la famille des protéines SR est un activateur stade spécifique de l'inclusion de l'exon 16. La surexpression de Srp40 dans les cellules MEL active l'inclusion de l'exon 16 indépendamment de la différenciation.

<p>Pin1 is a ubiquitously expressed phosphorylation-specific prolyl isomerase that regulates substrate function by catalyzing the cis-trans isomerization of prolyl bonds. Through this modulation, Pin1 has been shown to influence the stability, localization, and/or activity of a diverse set of protein substrates that participate in a variety of cellular responses, such as cell cycle progression, modulation of cell stress, and apoptosis. In addition to extensive studies in non-hematopoietic cells, Pin1 has also been shown to regulate immune cell function. Indeed, Pin1 participates in germinal center B cell development and eosinophil granulocyte survival. It also facilitates cytokine production in T cells, eosinophil granulocytes, and plasmacytoid dendritic cells. Through specific activities such as these, Pin1 has been demonstrated to modulate responses to viral challenge, respiratory allergens, and organ transplantation. </p><p>Due to previously described functions of Pin1 in regulating cells of both the innate and adaptive immune system, we predicted that Pin1 would participate in systemic inflammatory responses. Upon inducing systemic inflammation in mice, we observed a profound reduction in circulating cytokine concentrations in Pin1-null mice compared to WT mice. This result prompted further investigations, which are described in chapter 3 and chapter 4 of this dissertation. In chapter 3, we evaluate the potential contribution of macrophages to the defects we observe in LPS-challenged Pin1-null mice. Using primary macrophages, bone marrow-derived macrophages, and MEF, we ultimately exclude a role for Pin1 in modulating LPS-induced production of pro-inflammatory cytokines in these cells. In chapter 4, we uncover a defect in the accumulation of conventional dendritic cells (cDC) in LPS-challenged Pin1-null mice. Upon more careful examination of spleen cDC subsets in Pin1-null mice, we discovered a defect in the CD8+ subset. Experiments described in this chapter collectively indicate a role for Pin1 in preferentially modulating late stages of development of the CD8+ subset of cDC. Consistent with such a defect, the expansion of adoptively transferred WT CD8+ T cells was less robust in Pin1-null mice than WT mice upon infection with the bacterium Listeria monocytogenes . At the end of chapter 4, we provide evidence that Pin1 facilitates the degradation of the hematopoietic transcription factor PU.1, and propose that deregulation of PU.1 expression may be one mechanism by which Pin1 modulates CD8+ cDC development. The work described in this dissertation began by evaluating a potential role for Pin1 in modulating pro-inflammatory cytokine production in macrophages; ultimately, however, we uncovered a novel role for Pin1 in preferentially modulating the development of the CD8+ subset of cDC. The results presented herein expand the current understanding of DC development and further implicate Pin1 as an important modulator of both innate and adaptive immune responses.</p> / Dissertation

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

(EN) Chronic lymphocytic leukemia (B-CLL) represents a disease of mature-like B-cells. Due to failed apoptosis but also due to enhanced proliferative signals, the leukemic B-cells accumulate in the peripheral blood, bone marrow, lymph nodes and spleen. The clinical course of B-CLL is very heterogeneous; in some patients B-CLL progresses very rapidly into an aggressive form. Such patients need therapy sooner while in other patients with indolent B-CLL the onset of therapy takes years. Several standard prognostic and disease progression markers are used for disease staging and monitoring, however a reliable marker that will suggest when to start therapy is unknown. Expression of small, non-coding microRNAs is often deregulated and represent important prognostic markers in variety of cancers including leukemia. Hence in our study we concentrated to miR-155, an important molecule regulating differentiation of hematopoietic cells, inflammation process and antibody production. Its aberrant expression was described in Hodgkin`s as well as in non-Hodgkin`s lymphoma, including indolent lymphoproliferations like B- CLL. Our results confirmed elevated levels of both, primary miR-155 transcript and mature form of miR-155 in our B-CLL patient samples (N=239). The aberrant expression of miR-155 in B-CLL samples...