L'adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est une maladie agressive à pronostic sombre et à forte mortalité. Il est donc crucial de rechercher de nouvelles cibles thérapeutiques et de nouveaux traitements. Une option intéressante pourrait être le ciblage du métabolisme du Fer. En effet, la transformation cellulaire s'accompagne généralement d'un accroissement des besoins en fer et de l'augmentation du récepteur de la transferrine de type 1, TfR1, le récepteur majeur impliqué dans l'approvisionnement des cellules en Fer par l'internalisation de la transferrine plasmatique chargée en fer. Nous avons utilisé un anticorps monoclonal humain IgG1 anti-TfR1 (H7) pour cibler le TfR1 dans le PDAC. Le traitement in vitro de 3 lignées de PDAC, établies à partir de tumeurs primaires de patients (BxPC3 et HPAC) ou d'une métastase hépatique (CFPAC) par H7 inhibe la viabilité cellulaire en réduisant la prolifération et induisant l'apoptose. H7 bloque efficacement l'internalisation de la transferrine chargée en Fer avec pour conséquence une baisse du Fer libre intracellulaire, une augmentation du TfR1 et une diminution de la ferritine, protéine de stockage du fer. Le traitement par H7 induit également l'expression du suppresseur de tumeur NDRG1 (N-myc downstream regulated gene 1), une cible prometteuse dans le cancer du pancréas, et la formation de sphères par la lignée HPAC in vitro, montrant que la déprivation en fer inhibe aussi les cellules initiatrices de tumeur dans ce modèle. Enfin, H7 recrute les cellules Natural Killer in vitro et induit efficacement l’ADCC (cytotoxicité cellulaire dépendante des anticorps). In vivo, dans 2 modèles de PDAC chez la souris (greffe de la lignée BxPC3 ou d’une tumeur dérivée d’un patient (PDX)), H7 diminue la croissance tumorale et augmente l'activité anti-tumorale du traitement chimiothérapeutique standard (gemcitabine). Ces résultats suggèrent que le ciblage du TfR1 par l'anticorps H7, seul ou en combinaison avec le traitement chimiothérapeutique standard est une stratégie prometteuse pour le traitement du PDAC. / Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a highly aggressive disease associated with poor diagnosis and high mortality. It is therefore necessary to search for new therapeutic targets and treatments. One of the interesting options would be targeting iron metabolism. Indeed, cell transformation is generally accompanied with increased needs for iron together with increased expression of the transferrin receptor 1, TfR1, the major receptor involved in cellular iron supply via the internalization of plasma transferrin loaded with iron.We have used a fully human internalizing anti-TfR1 antibody (IgG1), namely H7, to target TfR1 in PDAC. On three PDAC cell lines, BxPC3, HPAC (established from primary tumor), and CFPAC (established from hepatic metastasis), H7 treatment decreased cellular viability in vitro as a result of combined proliferation inhibition and apoptosis induction. H7 blocked efficiently transferrin internalization, and, likely due to a decrease in the labile iron pool, induced the upregulation of TfR1 and the downregulation of the iron storage protein ferritin. Interestingly, H7 treatment also induced the expression of the metastasis suppressor N-myc downstream regulated gene 1 (NDRG1), a promising therapeutic target in pancreatic cancer. H7 also decreased the ability of HPAC cell line to form tumor sphere in vitro indicating its inhibitory effect tumor initiating cells. Finally, H7 was able to recruit Natural killer cells and mediate antibody-dependent cell cytotoxicity on PDAC cell lines in vitro. In vivo, both in a PDAC cell line (BxPC3) and a patient derived xenograft (PDX) mouse model, H7 treatment decreases tumor growth and increases the anti-tumor activity of the Gemcitabine standard treatment. These data provide evidence that targeting pancreatic cancer with the iron depriving anti-TfR1 antibody, alone or in combination with gemcitabine might be a promising strategy in PDAC.

Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le cycle cellulaire est un processus finement régulé à différents niveaux. p27 est un inhibiteur des complexes cyclines/CDK et cette fonction lui confère un rôle antiprolifératif lorsqu'il est localisé dans le noyau. De nombreuses études ont montré que p27 se comporte comme un suppresseur de tumeur lorsqu'il est localisé dans le noyau des cellules via l'inhibition des cyclines/CDK. De manière surprenante, p27 a également des fonctions oncogéniques dans certaines situations, notamment lorsqu'il est présent dans le cytoplasme. Il s'avère qu'en plus de ses fonctions de régulateur du cycle cellulaire, p27 est également impliqué dans la régulation d'autres processus cellulaires, comme la migration, la cytocinèse, la transcription ou encore l'autophagie et la différenciation. Durant ma thèse, j'ai caractérisé deux de ces nouvelles fonctions en mettant en lumière un rôle de p27 dans la régula.on des invadopodes ainsi que dans l'oncogenèse pancréatique.Mon premier objectif a été de comprendre la fonction de l'interaction de p27 avec la protéine Cortactine, un nouveau partenaire de p27.Cette protéine joue un rôle important dans la régulation de l'invasion cellulaire. J'ai confirmé cette interaction dans différents types cellulaires et observé une colocalisation au niveau des invadopodes. J'ai également cartographié leurs domaines d'interaction respectifs et montré que l'interaction de p27 avec Cortactine était induite par une stimulation avec du sérum. L'interaction p27/Cortactine permet le recrutement de PAK1, une sérine/thréonine kinase impliqué dans l'invasion cellulaire et favorisant notamment le renouvellement des invadopodes, sur Cortactine. J'ai également observé que les cellules invalidées pour p27 présentent de nombreux invadopodes et dégradent la matrice extracellulaire de manière très importante par rapport aux cellules exprimant p27. Par des approches d'inhibiteurs et de siARN j'ai mis en évidence que ce phénotype implique la voie Rac1/PAK1/phospho-Ser113-Cortactine qui est sous-activée en l'absence de p27 à cause du défaut de recrutement de PAK1 sur Cortactine, stabilisant ainsi les invadopodes. Mon second objectif a été d'étudier les mécanismes par lesquels p27 régule l'oncogenèse pancréatique. En effet, différentes études cliniques ou chez la souris ont montré que la localisation nucléaire de p27 était requise pour son rôle de suppresseur de tumeur dans le pancréas. Or nous avons constaté dans un modèle murin génétique d'oncogenèse pancréatique induite par l'activation de K-Ras que p27 était exclu du noyau avant l'apparition des premières lésions, suggérant un rôle précoce dans l'oncogenèse de ce tissu. De manière surprenante, l'étude comparative par immunomarquage de pancréas de souris p27+/+, p27-/- et p27CK-/CK-, un modèle de souris knock-in où p27 n'est plus capable d'inhiber les cyclines/CDK, n'a pas montré d'effet de p27 sur la prolifération dans le pancréas exocrine. Par contre, ces études ont montré une localisation anormale de plusieurs marqueurs de polarité acinaire ainsi qu'une réexpression des facteurs de transcription Sox9 et Pdx1, impliqués dans le processus de transdifférenciation cellulaire à l'origine de l'oncogenèse pancréatique appelée métaplasie acino-canalaire. Nous avons montré que p27 régulait de manière directe la transcription de Sox9 en interagissant avec son promoteur, suggérant que p27 participe normalement à la répression transcriptionnelle de Sox9 dans le noyau, réprimant ainsi la métaplasie acino-canalaire.Ainsi, mes travaux de thèse ont permis l'identification de deux nouvelles fonctions de p27. Une fonction oncogénique, indépendante de son activité d'inhibiteur des CDK/cyclines, par laquelle p27 régule la protéine Cortactine, et par ce biais les invadopodes et l'invasion ainsi qu'une fonction de suppresseur de tumeur dépendante des cyclines/CDK via la répression de la transcription de Sox9 dans les cellules acinaires du pancréas. / Cell cycle is a tightly regulated process. One level of regulation is provided by p27, a cyclin/ CDK inhibitor and as such, p27 has an antiproliferative function. Several studies have shown that p27 is a tumor suppressor when it is located in the nucleus via the inhibition of cyclins/ CDKs. Surprisingly, p27 may also play oncogenic roles depending on the cellular context, especially when it is excluded from the nucleus. In fact, several lines of evidence indicate that p27 functions extend beyond cell cycle regulation and that p27 also regulates cell migration, cytokinesis, transcription, autophagy and stemness/differenciation. During my PhD, I have characterized two novel p27 functions, one in the regulation of invadopodia, and the second in pancreatic oncogenesis.My first aim was to investigate the function of the interaction between p27 and Cortactin, a new p27-interacting protein which is an important regulator of cell invasion. I confirmed this interaction in different cell lines and found that p27 and Cortactin colocalized in invadopodia. I have mapped the domains mediating the interaction in both proteins and found that this interaction is induced after serum stimulation. p27 allows the recruitment of PAK1, a serine/ threonine kinase involved in cell invasion which promotes invadopodia turnover, on Cortactin. I also found that p27 knock-out cells have an increased number of invadopodia and degrade extracellular matrix more efficiently than wild-type cells. Using inhibitors and siRNAs I have shown that this phenotype involves the Rac1/PAK1/phospho-Ser113-Cortac.n pathway, which is underactivated in absence of p27 due to the PAK1/Cortactin interaction defect, causing a stabilization of invadopodia.My second aim was to study the mechanism by which p27 regulates pancreatic oncogenesis. Severals studies in the clinic or in animal models have shown that nuclear localization of p27 is required for its tumor suppressor function in the pancreas. In a genetic mouse model of K- Ras driven pancreatic oncogenesis, I found that p27 was excluded from the nucleus before the apparition of lesions, suggesting an early function in oncogenesis in this tissue. Surprisingly, comparative studies of pancreas from p27+/+, p27-/- and p27CK-/CK- (a knock- in mouse model where p27 no longer binds cyclins/CDKs) mice by immunostaining did not show any difference in proliferation in the exocrine pancreas. However, these studies have shown the mislocalization of different acinar polarity markers and the re-expression of two transcription factors, Sox9 and Pdx1, which are involved in acinar-to-ductal metaplasia, a cell transdifferenciation process thought to be the underlying cause of pancreatic oncogenesis. I have found that p27 regulates Sox9 transcription and directly interacts with its promoter, suggesting that p27 participates in the transcriptionnal repression of Sox9 in normal conditions to prevent acinar-to-ductal metaplasia. Overall, my PhD work has allowed the identification of two novel roles of p27. An oncogenic function, independent of its cyclin/CDK inhibitory activity, by which p27 regulates Cortac.n, invadopodia and cell invasion and a tumor suppressor function dependent of cyclin/CDK via the repression of Sox9 transcription in pancreas acinar cells.

Le cancer du pancréas est un cancer très agressif et de pronostic très sombre. Il est diagnostiqué tardivement et se montre résistant aux traitements. Dans ce contexte, il est nécessaire de mettre en évidence de nouveaux marqueurs spécifiques de cette pathologie dévastatrice. Le but de notre étude était de rechercher un marqueur « génétique » de ce cancer au sein du gène de la lipase sels biliaires-dépendante (BSDL) localisé en position 9q34.3 et plus particulièrement au niveau de l'exon 11 de ce gène codant pour le domaine C-terminal de la protéine et constitué de séquences répétées (séquences VNTR). L’analyse des électrophérogrammes obtenues après séquençage de Sanger à partir des amplicons de PCR réalisées sur l’ADNg extraits de tissus de patients atteints de cancer du pancréas, a permis d’identifier deux altérations génétiques : (i) la présence d’un SNP (Single Nucleotide Polymorphism) synonyme référencé rs488087, impliquant la transition c.1719C>T ; qui semble être associée au développement d’un cancer du pancréas sporadique et pourrait être un potentiel facteur prédictif de ce cancer permettant de cibler des populations à risque, (ii) la présence d’une insertion d’un nucléotide C induisant l'apparition d'une protéine BSDL tronquée présentant une séquence C-terminale modifiée contre laquelle ont été développé des anticorps polyclonaux. Cette nouvelle séquence pourrait constituer un potentiel marqueur diagnostique et/ou thérapeutique du cancer du pancréas. Ces deux altérations génétiques constituent ainsi de potentiels marqueurs du cancer du pancréas. / Pancreatic cancer is a devastating disease progressing asymptomatically until death within months after diagnosis. In this context, it is necessary to identify new specific markers to develop diagnostic tools and to target an at risk population. The aim of our study was to find a "genetic" marker in the bile salt-dependant lipase gene (BSDL). The human BSDL gene is located on the long arm of chromosome 9 in 9q34.3 with a variable number of tandem repeats (VNTR) in the coding region of exon 11. The electropherograms obtained after Sanger sequencing analysis of gDNA amplified from pancreatic cancer tissue samples allowed us to highlight: (i) the presence of a SNP (Single Nucleotide Polymorphism) involved in c.1719C>T transition which is referenced rs488087. rs488087 seems to be associated with the sporadic pancreatic cancer development and may be a predictive factor of pancreatic cancer for targeting an at risk population, (ii) the presence of a C nucleotide insertion leading to a premature stop codon with truncated protein and to the modification of the C-terminal sequence end. This new C-terminal sequence, alteration could be used as a potential diagnostic and/or therapeutic marker. Finally, these two genetic alterations identified in BSDL gene could constitute potential markers of pancreatic cancer.

La sécrétion d'insuline est un phénomène physiologique majeur déclenché par l'entrée du glucose dans la cellule β-pancréatique. Elle est naturellement modulée par de nombreux facteurs comme des métabolites, des neurotransmetteurs et des hormones. Parmi les modulateurs hormonaux, les incrétines, dont le chef de file est le Glucagon Like Peptide (GLP-1), sont des amplificateurs gluco-dépendants de la sécrétion d'insuline. Ils activent la voie AMPc-PKA et leurs effets sur la glycémie sont à la base de stratégies pharmacologiques antidiabétiques. Cependant, si les actions physiologiques des incrétines sont bien connues, la compréhension des mécanismes moléculaires mis en jeu demeure incomplète. Pour ce travail, nous sommes partis de l'hypothèse suivant laquelle la PKA pourrait potentialiser la sécrétion d'insuline, par phosphorylation de cibles moléculaires spécifiques, grâce à son adressage par les A Kinase Anchoring Proteins (AKAPs) au niveau de la machinerie de l'exocytose. Cette étude s'appuie sur des techniques moléculaires d'invalidation génique (RNAi), de peptides inhibiteurs et de fractionnement subcellulaire, ainsi que sur des analyses en microscopie électronique et confocale. Durant ce travail, nous avons mis en évidence la distribution de la sous-unité RIIα de la PKA à la surface des granules d'insuline matures. Nous avons également montré que la suppression de l'expression de la sous-unité RIIα de la PKA, comme la dissociation des complexes de type PKARII-AKAPs provoquent une réduction importante de l'effet amplificateur du GLP-1 sur la sécrétion d'insuline. Ainsi, cette étude nous a permis d'identifier la sous-unité RIIα de la PKA comme l'isoforme indispensable à la potentialisation AMPc-dépendante de la sécrétion d'insuline induite par le GLP-1, et surtout de placer le granule d'insuline mature au centre des mécanismes liés à l'effet « incrétine ». Ce travail constitue une première étape vers l'identification des différents partenaires du complexe protéique impliqué dans la potentialisation de l'exocytose d'insuline par la voie AMPc-PKA. / Insulin secretion is a major physiological function triggered in the body upon glucose entry into pancreatic β cells. This process is naturally subject to modulation by numerous metabolites, neurotransmitters or hormones. Among the modulatory hormones, incretins, mainly Glucagon Like Peptide (GLP1), act on β cells as physiological amplifiers of glucose-dependent insulin secretion. Incretins are known to recruit the cAMP signaling transduction pathway and their effects on glucose homeostasis represent a current basis for promising anti-diabetic approaches. However, while physiological actions of incretins are well known, the molecular mechanisms underlying these actions are not fully understood.In this thesis, we based our work on the hypothesis that the PKA (cAMP-dependent protein kinase) might potentiate glucose-induced insulin secretion via direct phosphorylation of PKA targets at the level of the exocytosis components, through specific anchoring of the kinase to this microdomain by A-Kinase Anchoring Proteins (AKAPs).The present work involving specific molecular approaches, such as siRNA, cell-permeable peptide competitors, subcellular fractionations as well as confocal and ultrastructural analysis of β cells, culminated to provide compelling evidence that the RIIα PKA isotype is physically associated to mature insulin granules. We demonstrate that in pancreatic β cells, either suppression of RIIαPKA expression or endogenous disruption of RIIαPKA from AKAPs results in almost complete loss of GLP1-induced amplification of insulin secretion.In conclusion, the present work allowed the identification of RIIα as a crucial effector of the cAMP/PKA axis for the amplification by incretins of insulin secretion. This finding represents a first and important step towards the identification of the molecular partners involved in the GLP1-induced PKA-dependent potentiation of insulin exocytosis.

Le taux de mortalité dû au cancer est en hausse d’année en année. Le cancer du pancréas est l’un des plus mortels. Avec un taux de survie inférieur à 20% un an suivant le diagnostic, il y a une urgence pour développer de nouvelles molécules pour cibler cette maladie. La metformine, un biguanide utilisé cliniquement en tant qu’agent antidiabétique, s’est avérée à avoir des propriétés anticancéreuses. Les patients souffrant de diabète de type 2 prenant la metformine comme traitement sont moins à risque de développer plusieurs cancers dont celui du pancréas. Cependant, la metformine n’étant pas biodisponible, les doses à administrer seraient trop élevées pour la considérer comme thérapie anticancéreuse. Le groupe de recherche Schmitzer a synthétisé de nouveaux analogues de type biguanide plus lipophiles dans le but d’améliorer leur biodisponibilité. Le phényléthynylbenzyle biguanide (PEBB) est un des analogues présentant des propriétés antiprolifératives environ 800 fois plus puissantes que la metformine contre des cellules du cancer du pancréas. L’hexylbiguanide s’est aussi démarqué par sa spécificité pour les cellules cancéreuses et sa faible toxicité pour les cellules saines. Étant de bons candidats, des études in vivo ont été faites sur des souris en leur administrant le PEBB et l’hexylbiguanide afin d’obtenir des informations sur l’absorption et la distribution des composés. Pour ce faire, une méthode par LC-MS en mode multiple reaction monitoring (MRM) a été développée afin de quantifier différents analogues de biguanides dans le plasma de souris. De plus, une méthode par MALDI-TOF a été développée afin de localiser et quantifier les analogues dans les tissus par imagerie couplée à la spectrométrie de masse (IMS). Les expériences réalisées ont permis de suivre les composés dans le plasma et d’établir une cinétique d’absorption révélant que le PEBB atteint sa concentration plasmatique maximale environ à 1h après l’administration et que le composé est éliminé de la circulation sanguine à 80% au bout de 4h. Dans le cas de l’hexylbiguanide, la concentration plasmatique maximale est atteinte environ 30 minutes après l’administration pour être éliminé à plus de 90% après 4h. De plus, les études d’IMS ont révélé que le PEBB se distribue principalement dans le foie et légèrement dans les tumeurs. Aucune accumulation à long terme dans le foie n’a été observée, ce qui signifie que les risques de dommages hépatiques sont faibles. Les deux méthodes développées sont des méthodes puissantes IV et reproductibles afin de quantifier les différents types de biguanides dans les liquides biologiques ainsi que dans les tissus. / The death rate of cancer is increasing every year. Pancreatic cancer is one of the deadliest. With a survival rate of less than 20% one year post diagnosis, there is an emergency to develop new molecules to target this disease. Metformin, a biguanide clinically used as an antidiabetic agent, has been shown to have anticancer properties as well. Patients with type 2 diabetes taking metformin are less likely to develop several cancers including pancreatic cancer. However, due to the poor bioavailability of metformin, the doses would be too high to consider it as an anticancer treatment. The Schmitzer group has synthesized new biguanide analogues that are more lipophilic and thus more bioavailable. Phenylethynylbenzyl biguanide (PEBB) is one of the analogues with about 800 times more effective antiproliferative properties than metformin against pancreatic cancer cells. Hexylbiguanide also stood out for its specificity for cancer cells and its low toxicity for normal cells. In vivo studies were performed on mice by administering PEBB and hexylbiguanide to study the absorption and distribution of the compounds. For this aim, a LC-MS method was developed using Multiple Reaction Monitoring (MRM) mode to quantify different biguanide analogues in mice plasma. Complementarily, a MALDI-TOF method was developed to localize and quantify the analogues in tissues by imaging coupled to mass spectrometry (IMS). The experiments performed allowed to follow the compounds in plasma to establish absorption kinetics. These experiments revealed that PEBB reaches its maximum plasma concentration at 1h after administration and the compound is eliminated from the bloodstream at 80% after 6h. For hexylbiguanide, the maximum plasma concentration is reached about 30 minutes after administration and more than 90% is eliminated after 4 hours. In addition, IMS studies have shown that PEBB is distributed mainly in the liver and slightly in tumors. No accumulation in the liver was observed, which suggests that the risk of liver damage is low. These two methods are powerful and reproducible methods to quantify the different types of biguanides in biological fluids and tissues.

Le diabète de type 1 est un dysfonctionnement du système immunitaire qui provoque l’attaque des cellules insulino-sécrétrices du pancréas. Cette affection du système immunitaire fait l’objet de nombreuses recherches scientifiques en raison de son important impact négatif sur la santé de la population mondiale. Les groupes de recherche des professeurs Bégin-Drolet, Ruel et Hoesli utilisent la technologie d’impression tridimensionnelle d’encres fugitives pour vasculariser des matrices d’hydrogel ensemencées de cellules insulino-sécrétrices. L’encapsulation de ces cellules dans l’hydrogel permet de les isoler du système immunitaire et leur fournit une structure de support semblable à celle de la matrice extracellulaire naturelle. La vascularisation de l’hydrogel par le moulage d’encres sacrificielles est en mesure d’apporter, via la perfusion, les nutriments aux cellules réparties dans le gel. Elle permet aussi de retirer les déchets métaboliques et l’insuline produits par les cellules. Le projet présenté dans ce mémoire consiste en la conception d’un dispositif pour la mise à l’essai de cette approche par des expérimentations ex vivo et in vitro. Le dispositif constitue une preuve de concept quant à l’efficacité de la méthode pour l’obtention d’un pancréas bioartificiel vascularisé et actif. / Type 1 diabetes, an immune system dysfunction that causes the attack of insulin secretory cells, is the subject of many scientific researches because of its significant negative impact on the world’s population health. Bégin- Drolet, Ruel and Hoesli research groups use the 3D printing technology of sugar fugitive ink to build embedded vascular networks in hydrogel scaffolds seeded with insulin secretory cells. Cells encapsulation in hydrogel allows them to be isolated from the immune system and provides a tridimensional support structure that mimic the natural extracellular matrix. Vascular channels resulting from the rapid casting of fugitive inks, allows adequate perfusion of nutrients supply to encapsulated cells, and transportation of metabolic wastes and secreted insulin they produce. The aim of this project, presented in this thesis, consists in designing a device to test this approach by ex vivo and in vitro experiments. The device is the proof of concept that the method of sacrificial ink molding of cell seeded hydrogel scaffolds is effective and promising for the construction of a vascularized bioartificial pancreas.

Le TGFβ (Transforming Growth Factor-β) est une cytokine ayant de nombreusesfonctions au cours de la vie embryonnaire et de la vie adulte. Au cours de la cancérogenèse,le TGFβ a un effet anti-tumoral sur les épithelia sains ou immortalisés, et acquière despropriétés facilitant la progression tumorale des épithélia transformés. Afin d’étudier cettedualité fonctionnelle du TGFβ, nous avons choisi comme modèle d’étude l’adénocarcinomedu pancréas, une tumeur de très mauvais pronostic, qui représente la cinquième cause demortalité par cancer dans les pays développés. Les cancers du pancréas, dans leur grandemajorité, présentent des mutations activatrices de l’oncogène Kras, sécrètent de grandequantités de TGFβ et présentent des mutations inactivatrices au niveau de gènes régulateursde la voie du TGFβ. L’objectif général de mes travaux de thèse était de comprendre le rôle duTGFβ au cours des différentes phases de la cancérogenèse pancréatique grâce à l'utilisationde souris génétiquement modifiées. Tout d’abord, nous avons montré que l’activation cibléede la voie du TGFβ dans le pancréas coopérait avec l’oncogène Kras afin d’induire unepancréatite, une inflammation du pancréas favorisant le développement tumoral. Nous avonségalement démontré le rôle suppresseur de tumeur de TIF1γ, une protéine dont la fonction estméconnue mais qui a été proposée pour réguler la voie du TGFβ. En conclusion, mes travauxont tout d’abord contribué à une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine del’inflammation du pancréas. Ceci ouvre de nouvelles perspectives de traitement visant àinactiver le programme pro-inflammatoire du TGFβ et ainsi d’inhiber l’effet pro-tumoral dela pancréatite. D’autre part, mes travaux ont permis de mettre en évidence une nouvelle voiesuppresseur de tumeur dans le pancréas. La caractérisation des programmes anti-tumorauxmis en jeu par TIF1γ devrait permettre de définir de nouvelles stratégies thérapeutiques. / The TGFβ (Transforming Growth Factor-β) belongs to a wide family of cytokinesinvolved in numerous functions during embryogenesis and adult life. During tumorigenesis,TGFβ is considered as a double-edge-sword preventing tumor initiation in normal orimmortalized epithelia but, in contrast, facilitating tumor progression in transformedepithelia. We have studied this dual functionality of TGFβ in Pancreatic DuctalAdenocarcinoma (PDAC), a devastating disease representing the fifth leading-cause ofrelated-cancer death in industrialized countries. Most of pancreatic cancers present activatingKras oncogene mutations, high expression level of secreted TGFβ and inactivating mutationsof affecting major mediators of the TGFβ signaling. The main objective of my thesis was tounderstand the role of TGFβ during pancreatic tumorigenesis using genetically modifiedmouse models, then mimicking the human disease. First, we showed that targeted activationof TGFβ signaling in the pancreas could cooperate with Kras oncogene to induce pancreatitis,an inflammation of the pancreas described as a tumor-promoting environment. Second, wedemonstrated the tumor suppressor role of TIF1γ, a protein recently involved in the TGFβsignaling. In conclusion, this work has contributed to a better understanding of the molecularmechanisms responsible for pancreatitis initiation. Our results open new therapeuticsperspectives leading to the inhibition of the TGFβ-mediated program of thus inhibiting prooncogeniceffect of pancreatitis. Moreover, we defined a new tumor suppressor pathwayactivated in the pancreas. The molecular characterization of programs engaged by TIF1γcould allow defining new therapeutic strategies.

Le pancréas est un organe hétérogène composé d’une partie exocrine, responsable de la synthèse d’enzymes pour la digestion, et d’une partie endocrine, essentielle pour l’homéostasie glucidique. Notamment la sécrétion d’insuline par les cellules β contrôle la glycémie. Les dysfonctionnements des cellules β sont une des causes du diabète, première épidémie non infectieuse au monde. Il est actuellement possible d’en traiter les symptômes mais pas de le guérir. De nombreux laboratoires recherchent un protocole idéal de production de cellules β afin de pouvoir greffer ces cellules aux patients. L’identification des facteurs qui gouvernent chaque étape du développement des cellules β devrait permettre de progresser dans ce sens. Le but de ma thèse a été d’étudier le rôle des Espèces Réactives de l’Oxygène (ROS) au cours du développement pancréatique. Cette question a été soulevée lorsque nous avons analysé l’expression des gènes codant pour les enzymes détoxifiantes des ROS: leur expression était extrêmement réduite dans les pancréas embryonnaires comparés aux pancréas adultes, suggérant que les précurseurs sont particulièrement sensibles aux variations des ROS. Nous avons ensuite montré que la réduction des ROS in vivo, obtenue par un traitement avec un antioxydant (NAC), diminue le développement des cellules β. Une analyse in vitro a permis de détailler les mécanismes de l’action des ROS. En effet, le peroxyde d’hydrogène favorise la différenciation des cellules β en augmentant l’expression du facteur pro-endocrine Ngn3 dans les progéniteurs. Ce processus implique l’activation la voie ERK1/2 par les ROS. Au contraire, la diminution des ROS induite par des méthodes génétiques ou pharmacologiques altère la différenciation des cellules β. Nos résultats indiquent également que la mitochondrie est impliquée dans ce processus. Nous avons donc montré que la présence des ROS est essentielle pour le bon développement du pancréas. Ces recherches devraient donc permettre de progresser vers une thérapie cellulaire du diabète. / The pancreas is an heterogenous gland composed by exocrine tissue, responsible for digestive enzyme secretions, and endocrine tissue, essential for glucose homeostasis. In particular β cells secrete insulin which controls glycemia. Moreover, β cell failure is one of the primary causes of diabetes and this pathology is nowadays considered as the first non infectious worldwide outbreak. There is unfortunately no cure for this disease. Many laboratories are currently improving β cell generation protocols in order to inject those cells into patients. This is the reason why it appears mandatory to be able to identify factors that govern each step of β cell development. The aim of my work was to study the role of the Reactive Oxygen Species (ROS) during pancreatic development. First we found out that the expression of genes coding for antioxidant enzymes was extremely low in embryonic pancreas compared to adult pancreas. This suggested that progenitors could be sensitive to ROS variations. We then showed in vivo using an antioxidant component (NAC) that decreasing ROS level diminishes β cell development. Analysis in vitro allowed us to better describe the role of ROS. Indeed, hydrogen peroxyde favors β cell differentiation by increasing the pro-endocrine marker NGN3 expression in the progenitors. In this process, ROS activate the ERK1/2 signaling pathway. On the contrary, lowering ROS level using both pharmacologic and genetic approaches, decreases β cell differentiation. Our results also point out a role of the mitochondria in this process. Altogether, our data define the effects of ROS on β cell differentiation and open new perspectives to improve protocols of β cell generation.

Le pancréas est un organe hétérogène composé d’une partie exocrine, responsable de la synthèse d’enzymes pour la digestion, et d’une partie endocrine, essentielle pour l’homéostasie glucidique. Notamment la sécrétion d’insuline par les cellules β contrôle la glycémie. Les dysfonctionnements des cellules β sont une des causes du diabète, première épidémie non infectieuse au monde. Il est actuellement possible d’en traiter les symptômes mais pas de le guérir. De nombreux laboratoires recherchent un protocole idéal de production de cellules β afin de pouvoir greffer ces cellules aux patients. L’identification des facteurs qui gouvernent chaque étape du développement des cellules β devrait permettre de progresser dans ce sens. Le but de ma thèse a été d’étudier le rôle des Espèces Réactives de l’Oxygène (ROS) au cours du développement pancréatique. Cette question a été soulevée lorsque nous avons analysé l’expression des gènes codant pour les enzymes détoxifiantes des ROS: leur expression était extrêmement réduite dans les pancréas embryonnaires comparés aux pancréas adultes, suggérant que les précurseurs sont particulièrement sensibles aux variations des ROS. Nous avons ensuite montré que la réduction des ROS in vivo, obtenue par un traitement avec un antioxydant (NAC), diminue le développement des cellules β. Une analyse in vitro a permis de détailler les mécanismes de l’action des ROS. En effet, le peroxyde d’hydrogène favorise la différenciation des cellules β en augmentant l’expression du facteur pro-endocrine Ngn3 dans les progéniteurs. Ce processus implique l’activation la voie ERK1/2 par les ROS. Au contraire, la diminution des ROS induite par des méthodes génétiques ou pharmacologiques altère la différenciation des cellules β. Nos résultats indiquent également que la mitochondrie est impliquée dans ce processus. Nous avons donc montré que la présence des ROS est essentielle pour le bon développement du pancréas. Ces recherches devraient donc permettre de progresser vers une thérapie cellulaire du diabète. / The pancreas is an heterogenous gland composed by exocrine tissue, responsible for digestive enzyme secretions, and endocrine tissue, essential for glucose homeostasis. In particular β cells secrete insulin which controls glycemia. Moreover, β cell failure is one of the primary causes of diabetes and this pathology is nowadays considered as the first non infectious worldwide outbreak. There is unfortunately no cure for this disease. Many laboratories are currently improving β cell generation protocols in order to inject those cells into patients. This is the reason why it appears mandatory to be able to identify factors that govern each step of β cell development. The aim of my work was to study the role of the Reactive Oxygen Species (ROS) during pancreatic development. First we found out that the expression of genes coding for antioxidant enzymes was extremely low in embryonic pancreas compared to adult pancreas. This suggested that progenitors could be sensitive to ROS variations. We then showed in vivo using an antioxidant component (NAC) that decreasing ROS level diminishes β cell development. Analysis in vitro allowed us to better describe the role of ROS. Indeed, hydrogen peroxyde favors β cell differentiation by increasing the pro-endocrine marker NGN3 expression in the progenitors. In this process, ROS activate the ERK1/2 signaling pathway. On the contrary, lowering ROS level using both pharmacologic and genetic approaches, decreases β cell differentiation. Our results also point out a role of the mitochondria in this process. Altogether, our data define the effects of ROS on β cell differentiation and open new perspectives to improve protocols of β cell generation.