Dans le but de maintenir leur métabolisme et leur prolifération exacerbée, les tumeurs sont dépendantes d’un apport accru en acides aminés. Afin d'optimiser cet apport, les tumeurs surexpriment certains transporteurs clés tels que l'hétérodimère multifonctionnel CD98/LAT1. CD98 (SLC3A2) agit comme co-récepteur des intégrines β et amplifie leur signalisation régulant ainsi la migration et l'adhésion cellulaire. La protéine LAT1 (SLC7A5) est quant à elle responsable du transport des acides aminés (AA) essentiels. Des études antérieures ont suggéré que la fonction CD98/intégrines du complexe est essentielle à la croissance tumorale, alors que LAT1 aurait un rôle mineur dans ce contexte. Cependant, les besoins nutritifs accrus des cellules tumorales nous ont conduit à émettre l’hypothèse contraire selon laquelle l’avantage prolifératif donné par ce complexe serait en réalité supporté par l’activité du transporteur LAT1 et non pas par l’interaction CD98/intégrine. Dans ce contexte, j’ai montré que l’invalidation génétique ou pharmacologique de LAT1 dans différentes lignées tumorales entraine une suppression totale du transport de la leucine, sodium-indépendant. Ceci entrainant une perte d’homéostasie des AA avec l’activation de la voie de stress GCN2, l’inhibition de mTORC1 et la suppression de la croissance tumorale. De plus, l’invalidation génétique de CD98 ne s’est traduite par aucun phénotype visible. Cependant, la suppression de l'activité résiduelle de LAT1 de ces cellules est suffisante pour abolir leur potentiel tumoral. Ainsi, mes résultats démontrent le rôle clé de LAT1 dans la croissance tumorale en faisant ainsi une cible thérapeutique prometteuse. / Tumours rely on external amino acids (AA) uptake to maintain their exacerbated metabolism and proliferation. To optimize AA uptake, tumors overexpress key carriers such as the multifunctional CD98/LAT 1 heterodimer. CD98 (SLC3A2) acts as a co-receptor of β integrins and enhances signaling that promotes cellular migration and invasion. LAT1 (SLC7A5) is responsible for the transport of essential AA. Previous studies have suggested that the CD98/integrin axis of the complex is essential for tumour growth, while LAT1 activity is dispensible. However, the increased nutritional requirements of tumor cells led us to hypothesize that the proliferative advantage given by this complex is in fact supported by the AA transporter activity of LAT1 and not by the CD98/integrin activity. In this context, I have shown that genetic or pharmacological invalidation of LAT1 in various tumor cell lines leads to a complete removal of the sodium-independent leucine transport. This leads to a loss of AA homeostasis with activation of the GCN2 stress pathway, inhibition of mTORC1 and supression of tumour growth. In addition, genetic invalidation of CD98 did not result in any detectable phenotype. However, inhibition of the residual activity of LAT1 in CD98 knockout cells is sufficient to abolish their tumorigenicity. Thus, my results clearly demonstrate the fundamental role of LAT1 in tumour growth and advocate the pharmacology development of LAT1 transporter inhibitors as very promising anticancer agents.

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Le syndrome métabolique comme le diabète de type 2 sont des pathologies chroniques souvent étroitement liées. Le syndrome métabolique via des dysfonctionnements physiologiques qui s'auto-entretiennent et s'amplifient conduira au diabète de type 2. Les dysfonctionnement majeurs sont l'obésité abdominale, l'inflammation et le stress oxydant tissulaire et enfin l'insulino-résistance des tissus sensibles à l'insuline. Il convient donc de lutter efficacement contre ces dysfonctionnements afin de lutter contre ces pathologies chroniques. Les travaux de l'équipe dans laquelle j'ai effectué ma thèse ont permis de mettre en évidence les effets pléiotropes de substances de la famille des dérivés caffeoyls. Ces dérivés largement reconnus comme substances antioxydantes ont des effets insulino-sensibilisants (augmentent le captage de glucose sous stimulus insulinique) et aussi insulino-stimulants (augmentent la capacité sécrétrice de la cellule -pancréatique). Les plantes qui produisent ces dérivés caffoyls sont donc des sources intéressantes de nouveaux aliments santé, d'allégations ou encore de boissons infusées aptes à lutter contre le syndrome métabolique. Les Astéracées semblent disposer de ces substances bénéfiques.Durant ma thèse, j'ai pu montré l'effet antidiabétique d'un extrait de racine de chicorée sauvage (NCRAE), riche en acide chicorique (CRA) et en dérivés caffeoyl-quinic acides (CQAs). L'analyse de l'extrait par LC-MS a permis de déterminer le ratio CRA/CQAs de 70/30. Nous avons montré qu'un mélange d'acide chicorique et d'acide chlorogénique (70/30) mime l' effet antidiabétique de NCRAE. Nous démontrons pour la première fois le bénéfice antidiabétique d'un mélange de dérivés caffeoylsDe nombreuses Astéracées produisent des mélanges divers de dérivés caffeoyls. Afin de mieux comprendre les effets de mélanges caffeoyls nous avons décidé de réaliser une évaluation des effets biologiques in vitro d'extraits riches en caffeoyls issus de dix Astéracées. Nous voulons ensuite réaliser une analyse corrélative entre leurs contenus et leurs effets. L'analyse LC-MS est en cours actuellement.Enfin, deux plantes exotiques (du Congo Kinshasa) bien connues pour leur vertu antidiabétique par les tradipraticiens ont été étudiées. Bien que faisant parties d'autres familles botaniques, celles-ci contiennent également des dérivés caffeoyls. Il était donc intéressant d'appliquer nos critères d'évaluation in vitro du potentiel antidiabétique d'une plante afin d'envisager ou non l'implication des dérivés caffeoyls.Mon travail soutien l'usage en mélanges des dérivés caffoyls afin de lutter contre le syndrome métabolique et le diabète de type 2. / Metabolic syndrome and type 2 diabetes are considered as chronic pathologies. The metabolic syndrome via physiological dysfunctions that self-sustain and expand will lead to type 2 diabetes. The major dysfunctions are abdominal obesity, inflammation and tissue oxidative stress and finally tissue insulin resistance. insulin sensitive. It is therefore necessary to fight effectively against these dysfunctions in order to fight against these chronic pathologies. The work of the team in which I carried out my thesis made it possible to highlight the pleiotropic effects of substances of the family of caffeoyls derivatives. These derivatives widely recognized as antioxidant substances have insulin-sensitizing effects (increase glucose uptake insulin stimulus) and also insulin-stimulating (increase the insulin secretion capacity of the -pancreatic cell). The plants that produce these caffoyl derivatives are therefore interesting sources of new health foods, claims or beverages infused to oppose the metabolic syndrome. Asteraceae seem to have these beneficial substances.During my thesis, I was able to show the antidiabetic effect of wild chicory root extract (NCRAE), rich in chicoric acid (CRA) and caffeoyl-quinic acid derivatives (CQAs). Analysis of the extract by LC-MS determined the CRA / CQAs ratio of 70/30. We have shown that a mixture of chicoric acid and chlorogenic acid (70/30) mimics the antidiabetic effect of NCRAE. We demonstrate for the first time the antidiabetic benefit of a mixture of caffeoyl derivativesMany Asteraceae produce various mixtures of caffeoyl derivatives. In order to better understand the effects of caffeoyl mixtures, we decided to carry out an evaluation of the in vitro biological effects of caffeoyl rich extracts from ten Asteraceae. We then want to carry out a correlative analysis between their contents and their effects. LC-MS analysis is ongoing.Finally, two exotic plants (Congo Kinshasa) well known for their antidiabetic properties by traditional "healers" were studied. Although belonging to other botanical families, these also contain caffeoyl derivatives. It was therefore interesting to apply our criteria of in vitro evaluation of the antidiabetic potential of a plant in order to envisage or not the implication of the caffeoyls derivatives.My work supports the use in mixtures of caffoyl derivatives to fight against metabolic syndrome and type 2 diabetes.

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Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez les hommes et la capacité des tumeurs à développer une résistance face aux thérapies anti-androgéniques vient souvent compromettre le pronostic des patients. Le développement de nouvelles approches thérapeutiques afin de circonvenir à la progression de ces tumeurs représente un besoin important la gestion de ce type de cancer. Plusieurs démonstrations récentes établissent l’implication de la famille des proprotéines convertases dans la progression tumorale. Ces enzymes ont pour fonctions biologiques de cliver une variété de précurseurs protéiques jouant des rôles importants dans la tumorigénèse. Dans le cancer de la prostate, la proprotéine convertase PACE4 est fortement surexprimée dans les cellules cancéreuses et joue un rôle dans la prolifération et la capacité à former des tumeurs, ce qui en fait une cible thérapeutique d’intérêt. En ce sens, des inhibiteurs peptidomimétiques ont été développés dans l’optique de la thérapie ciblée contre la PACE4. Toutefois, dans le but de développer une approche thérapeutique optimale, il convient néanmoins de comprendre le niveau de redondance fonctionnelle entre les différents membres de la famille des convertases, qui sont connus pour partager plusieurs de leurs substrats, ainsi que les mécanismes moléculaires régissant l’activité de la PACE4 et de ses substrats sous-jacents. L’utilisation d’une approche de répression génique stable envers les différentes convertases a permis de mettre en lumière les fonctions uniques de la PACE4 dans la progression tumorale. De plus, grâce à une approche de protéomique comparative, le premier substrat de la PACE4 dans le cancer de la prostate; le growth differenciation factor 15, a été découvert. Ce substrat permet de commencer à dresser l’implication de PACE4 dans le paysage moléculaire du cancer de la prostate. Grâce à des modalités d’imagerie moléculaire, l’emploi de versions radiomarquées des inhibiteurs peptidiques a également permis de démontrer que les composés s’accumulent dans les cellules cancéreuses en fonction des niveaux de PACE4 présents, et ce, tant in cellulo qu’in vivo. Ces données suggèrent un potentiel pour le développement d’un examen théranostique pour prédire la réponse tumorale à la pharmacothérapie anti-PACE4. Finalement, l’analyse de l’épissage alternatif de l’ARNm de PACE4 a permis l’élucidation des caractéristiques biochimiques et des fonctions spécifiques d’une nouvelle isoforme; la PACE4-altCT, qui est exprimée chez les cellules cancéreuses de la prostate, mais aussi d’autres types de cancer. Cette découverte a permis de redéfinir le modèle de travail en intégrant le concept de la rétention intracellulaire de cette isoforme qui semble médier la plupart de l’activité pro-proliférative reliée à l’activité PACE4, ce qui en fait la cible pharmacologique principale des inhibiteurs peptidiques dans le cancer de la prostate, mais aussi un biomarqueur potentiel. / Abstract: Prostate cancer is the most common cancer among men. The capabilities of tumors to adapt and overcome antiandrogenic therapy is persistently worsening patient’s prognostic and the development of novel therapeutic approaches to circumvent tumor progression therefore represents an unmet need. Many reports now demonstrate the implication of the enzymes from the proprotein convertase family in the progression of tumor from many cancer types. These enzymes are responsible for the processing of various protein precursors playing important roles in tumorigenesis. In prostate cancer, the proprotein convertase PACE4 is strongly overexpressed in cancer cells and plays a role in cell proliferation and tumor formation thus making a strong case for its use as a pharmacological target. For this reason, PACE4 peptidomimetic inhibitors were generated to develop PACE4-targeted therapies. However, to develop an optimal therapeutic approach regarding the inhibition of this enzyme, a complete understanding of the level of functional redundancy between the different convertases in prostate cancer is needed. Moreover, understanding the molecular mechanisms both upstream and downstream of PACE4 in prostate cancer cells would allow a better understanding of the considerations underneath such a therapeutic strategy. Using a stable gene silencing approach to knockdown all co-expressed member of the convertase family in prostate cancer cells, the roles of PACE4 in tumor progression were found to be unique and non-redundant among the other family member. Through a comparative proteomic approach, the first PACE4-specific substrate in prostate cancer; growth and differentiation factor 15, was identified. With this substrate growth factor, it is now possible to initiate the dissection of PACE4 biochemical functions in the prostate cancer molecular landscape. Using a radiolabelled version of the PACE4 peptide inhibitors, it was possible to demonstrate using molecular imaging that when applied in cellulo and in vivo, the compound is uptaken by cancer cells as well as by tissues according to their PACE4 expression levels. These data suggest that such PACE4 molecular imaging with pharmacological inhibitor could be developed as a theranostic assay to predict which tumor could be treated by PACE4-targetted therapy. Lastly, PACE4 mRNA alternative splicing analysis permitted the discovery of a new PACE4 isoform; named PACE4-altCT, which is strongly overexpressed by prostate cancer cells as well as other cancer types. As this isoform displays specific biochemical features and functions, notably being intracellularly retained and mediating most of the PACE4-associated cell growth capabilities, this discovery further redefined our working model, pointing to PACE4-altCT as the pharmacological target of inhibitory peptides in prostate cancer as well as a potential biomarker.

La population néonatale est la population pédiatrique la plus vulnérable car immature et celle ayant probablement les besoins en médicaments les plus importants, compte tenu de la spécificité des pathologies néonatales. Pour autant, un grand nombre de médicaments sont prescrits en dehors des conditions de leur AMM, ne permettant pas leur utilisation optimale. Cela est lié notamment aux difficultés de la recherche clinique chez le nouveau-né. L’objectif de cette thèse est d’analyser les différentes étapes de l’évaluation des médicaments chez le nouveau-né et de discuter les méthodes permettant de les optimiser, en centrant la réflexion sur la classe des médicaments anti-infectieux. En effet, ces médicaments sont parmi les plus prescrits hors AMM chez le nouveau-né, prématuré et à terme, bien qu’ils soient commercialisés depuis de nombreuses années. Nos travaux ont porté sur les différentes étapes de leur évaluation, illustrées chacune par un exemple. 1) Analyse des spécificités de la population néonatale et des pratiques d’utilisation des médicaments, illustrées par l’enquête Européenne sur l’utilisation de la ciprofloxacine et du fluconazole dans les unités de soins intensifs néonatales. Cette enquête a mis en évidence la grande variabilité des pratiques entre les pays mais aussi entre les centres d’un même pays, 2) Recueil et analyse des données disponibles, illustrés par la revue exhaustive de la littérature sur l’utilisation de la ciprofloxacine pour le traitement d’infections néonatales à germes Gram négatif, 3) Détermination de la posologie adéquate. L’implémentation d’outils de modélisation et de simulation de données est particulièrement préconisée chez le nouveau-né. La validation de ces modèles est importante, illustrée ici par une étude d’évaluation externe des modèles pharmacocinétiques de population de la vancomycine chez le nouveau-né. 4) Conception et réalisation des essais cliniques illustrées par l’exemple du développement clinique de la ciprofloxacine en néonatologie. La revue de la littérature sur les essais contrôlés randomisés évaluant les antibiotiques chez le nouveau-né a montré que la qualité des résultats de ces essais était globalement faible. L’analyse des obstacles à leur réalisation a permis de discuter les alternatives méthodologiques afin de contourner les difficultés pratiques, cliniques et éthiques sous-jacentes. / Neonates represent the most vulnerable paediatric population and probably the one with the greatest needs in medicines with regard to the specificities of neonatal diseases. Nevertheless, the off-label prescribing of drugs with no marketing authorisation, consequentlywithout information for their proper use, is widespread in neonatology. This situation is related to the difficulties of clinical research encountered in this population. The objective of this thesis is to analyse the different steps of drug development in neonates and to discuss the possible methods to optimize drug evaluation. To illustrate this development, we expose examples from the evaluation of anti-infective agents in neonatology. These drugs are very often concerned by a use outside their product licence in term and preterm neonates, despite the fact that they have been marketed for many years. This thesis includes studies concerning the different steps of their development illustrated by examples. 1) Evaluation of the specificities of the neonatal population and of drug prescribing. This was demonstrated by the results of a European survey on the use of ciprofloxacin and fluconazole in neonatal intensive care units. The surveys’ results underline the considerable variability in drug prescribing observed between different countries but also between units in the same country. 2) Analysis of available data, illustrated by the systematic review of the literature on ciprofloxacin use for the treatment of Gram negative neonatal infections, 3) Definition of optimal dosing. Use of modelling and data simulation approaches should be particularly favoured in neonatal drug research. Correct validation of models should be performed as illustrated by the external validation of vancomycin population pharmacokinetic models. 4) Design and implementation of clinical trials. This step has been illustrated by the clinical development of ciprofloxacin in neonatology. The review of all randomised controlled trials evaluating the therapeutic and prophylactic use of antibiotics in neonates showed that these trials are poorly designed, conducted and reported. Different methods of evaluation should be considered and further developed to circumvent the difficulties in drug evaluation and ensure the efficient and safe use of antibiotics.