Les carcinomes rénaux représentent environ 3% des cancers chez l’adulte. Les plus fréquents parmi ces tumeurs sont les carcinomes rénaux à cellules claires (CRCC) (70% des cas). Dans une première partie, nous avons analysé le caryotype de 89 patients ayant subi une néphrectomie pour CRCC et avons corrélé les déséquilibres chromosomiques avec les principaux facteurs histo-pronostiques et cliniques de ces tumeurs. Cette étude nous a permis de confirmer l’impact diagnostique et/ou pronostique d’anomalies chromosomiques. Certaines étaient déja connues dans la littérature comme la perte du bras court d’un chromosome 3 à impact diagnostique ou la perte d’un chromosome 9 ou de son bras court associée à un pronostic défavorable. Nous avons ensuite, dans une seconde partie, sélectionné selon des critères cliniques et histologiques, deux lignées cellulaires R-180 et R-305 établies à partir de prélèvements chirurgicaux de CRCC de patients dont l’évolution clinique était défavorable pour le patient R-180 (survie de 1 an) et favorable pour le patient R-305 (survie de 7 ans). Nous avons analysé les profils cytogénétiques des deux lignées cellulaires et recherché des marqueurs d’intérêt. Nous avons mis en évidence une amplification du gène pard3 dans la lignée R-180 correspondant au patient qui est décédé 1 an après le diagnostic. Cette amplification a été associée à la surexpression de la protéine correspondante PAR-3 et à des modifications de l’organisation du cytosquelette. La diminution de l’expression de PAR-3 par transfection de siRNA dans les cellules R-180 a permis la restauration de l’organisation du cytosquelette et la réduction des capacités de migration cellulaire par rapport aux cellules non transfectées. Ce résultat suggère un rôle de PAR-3 dans la migration cellulaire des cellules R-180. Afin de valider la pertinence de ce nouveau biomarqueur dans le CRCC, nous avons étudié 101 tumeurs par immunohistochimie. Nous avons montré une corrélation significative entre la surexpression de PAR-3 dans la tumeur primitive des patients et une diminution de la survie globale et de la survie sans progression indépendamment d’autres facteurs pronostiques importants comme les métastases. De plus la surexpression de PAR-3 a été significativement associée aux facteurs histopathologiques et cliniques de mauvais pronostic : grades nucléaires de Fuhrman III ou IV, nécrose tumorale, composante sarcomatoide, atteinte surrénale, invasion de la graisse rénale ou hilaire, composante éosinophile, statut non-inactivé du gène VHL, grade tumoral plus élevé, envahissement ganglionnaire ou métastatique, et score ECOG (Eastern Cooperative Oncology Group) péjoratif. L’ensemble de nos résultats suggèrent que la surexpression de PAR-3 est associée à un risque significatif de progression et de mortalité dans le CRCC. Sa mise en évidence par immunohistochimie en routine hospitalière pourrait être utile pour identifier les patients à haut risque de progression, même en l’absence des paramètres pronostiques habituels. Des études complémentaires sont en cours pour intégrer ce biomarqueur dans les nomogrammes ainsi que pour évaluer l’impact de cette dérégulation dans la résistance des CRCC aux thérapies ciblées. / Kidney cancers represent about 3% of all adults’ malignancies. The most common form of kidney cancer is renal carcinoma of which 70 % of cases are defined as clear cell Renal Cell Carcinoma (ccRCC). We undertook a systematic review of all ccRCCs with a total of 89 patients who underwent nephrectomy surgery. We assessed the karyotype profile of all patients that we correlate with an immunohistochemical features and tumor symptoms. This study demonstrates a high impact of chromosomal abnormalities on patients’ diagnosis and prognosis. Some of these abnormalities have been submitted in other publications as the loss of the chromosome 3 p-arm which has a diagnosis impact, and the loss of the chromosome 9 or it s p-arm that have a poor prognosis impact. We selected two cell lines (R-180 and R-305) derived from ccRCC surgical specimens of a patient with unfavorable clinical course (R-180 cells) and a patient with favorable prognosis (R-305 cells) to identify genetic and molecular features that may explain the survival difference of the two patients. The cytogenetic analysis of these cell lines revealed that the pard3 gene was amplified only in the R-180 cell line that was derived from an aggressive ccRCC. The pard3 gene amplification was associated with overexpression of the encoded protein and altered cytoskeleton organization. PAR-3 knockdown in R-180 cell restored the cytoskeleton organisation and reduced cell migration in comparison to non-transfected cells. These results suggest PAR-3 role in R-180 migration cells line. With a view to corroborate the relevance of this new biomarker PAR-3 in ccRCC, we have studied 101 tumors using immunohistochemical methods. We proved a significant correlation between PAR-3 overexpression in the primitive tumor and, the decreasing of overall and free progression survival independently of other risk factors as metastasis. We also fund that the overexpression of PAR-3 is associated with an unfavorable clinical and immunohistochemical prognosis factors such as: stage III -IV in fuhrman system grading ,tumor necrosis, sarcomatoide component, supra renal metastasis, cancer spreading (surrounding fat and hilar), eosinophil component , none inactivate VHL gene, high tumor stage, lymph nodes spread, metastasis and ECOG scale. Our results reveal that the PAR-3 overexpression is associated with significant risk of ccRCCs mortality and spreading tumor. Immunohistochemical screening may be usefulness to identify patient’s high spreading risk whether the lack of the habitual prognosis parameters. Other studies are in progress to integrate this biomarker in nomograms and also to evaluate the impact on ccRCC’s resistance to targeted therapy.

Abstract This thesis focuses on mammalian kidney development and in particular on the question of how two Wnt signalling pathway genes, an antagonistic Dkk1 and an agonistic ligand Wnt5a, regulate the process. Wnts are secreted ligands that are involved in many developmental processes, including gonadal differentiation and kidney development, but also in various diseases and malformations. Wnts form a large signalling family containing 19 different glycoprotein ligands in mammals. Wnt signalling occurs via two different intracellular pathways. A canonical pathway proceeds via beta-catenin, and a non-canonical pathway utilizes other signalling molecules. Dkk1 is an antagonist of the canonical pathway and Wnt5a is considered a ligand that activates the non-canonical signalling pathway. As part of the thesis, I have studied the role of Dkk1 in kidney morphogenesis using a conditional mouse model, in which the gene is deleted in a cell specific manner from the collecting ducts. Dkk1 deficiency increased renal papilla growth and the risk of hydronephrosis. Research pointed out that the lack of Dkk1 in the collecting ducts increased cell proliferation and disturbed the balance of canonical Wnt signalling, which led to an overgrowth of renal papilla. This led to functional phenotypes including increased water reabsorption and changes in ion secretion/absorption. These changes are most likely due to altered Wnt7b signalling. The second part of the thesis examines the role of the non-canonical Wnt5a gene in kidney development with a conventional knock out mouse model. At the time work began on the thesis, no corresponding kidney phenotype had been published. The primary finding in kidneys lacking Wnt5a was an altered basement membrane organization of the collecting ducts and glomeruli. The phenotype is most likely the reason behind morphological phenotypes which vary from bilateral kidney agenesis to duplex collecting system. Notably, during the course of this study we found a mutation in the human WNT5A gene of a CAKUT patient. This is the first time Wnts have been shown to organize kidney development via basement membrane formation. / Tiivistelmä Tämän väitöskirjan tarkoituksena on ollut tutkia munuaisen kehitystä ja kuinka kaksi Wnt-signalointireitin geeniä, signalointia estävä Dkk1 ja signalointia edistävä Wnt5a säätelevät sitä. Wnt ligandit ovat eritettäviä signaalimolekyylejä, jotka ovat osallisina monissa kehitysbiologissa prosesseissa kuten sukupuolen määräytymisessä ja munuaisen kehityksessä. Myös monissa taudeissa on havaittu muuntuneita Wnt geenien tuottotasoja. Wnt-geenit muodostava suuren signalointimolekyyliperheen, johon lukeutuu 19 jäsentä nisäkkäillä ja Wnt-signointi on jaettu perinteisesti kahteen signalointiryhmään. Dkk1 on kanonisen Wnt-signaloinnin estäjä ja Wnt5a:ta pidetään pääsaantiöisesti ei-kanonisena Wnt-ligandina. Väitöskirjassani olen tutkinut Dkk1 geenin toimintaa kohdennetussa Dkk1-poistogeenisessä hiiressä, jossa geenin toiminta on poistettu spesifisesti munuaisen kokoojaputkista. Dkk1:n puutos johtaa munuaisen papillan kasvuun ja lisää riskiä hydronefroksen muodostumiseen. Tutkimukset osoittivat että Dkk1:n puutos aiheuttaa lisääntynyttä solujakautumista kokoojaputkissa, jolloin Wnt-signaloinnin muutos aiheuttaa papillan ylikasvua. Ylikasvusta seuraa lisääntynyttä veden takaisin imeytymistä ja muutoksia ionien erittämisessä ja takaisin imeytymisessä. Todennäköisimmin muutokset johtuvat muuntuneesta Wnt7b signaloinnista, jota Dkk1 normaalisti säätelee. Väitöskirjan toisessa osassa tutkittiin ei-kanonisen reitin Wnt5a ligandin roolia munuaisen kehityksessä käyttäen poistogeenistä hiirimallia, jossa Wnt5a:n roolia munuaisenkehityksessä ei ollut julkaistu työn aloituksen aikaan. Wnt5a:n puutoksen havaittiin vaikuttavan tyvikalvon järjestymiseen kokoojaputkissa ja munuaiskeräsessä. Tyvikalvon häiriö on todennäköisin syy morfologisiin muutoksiin, jotka vaihtelevat molempien munuaisen puuttumisesta kaksois-kokoojatiehyen muodostumiseen. Työssä osoitetaan ensimmäistä kertaa kuinka Wnt-signalointireitin proteiinit säätelevät munuaisen kehitystä tyvikalvon muodostuksen kautta.

Doctor of Philosophy / Department of Biology / Michael A. Herman / The polarities of several cells that divide asymmetrically during C. elegans development are controlled by Wnt signaling. LIN-44/Wnt and LIN-17/Fz control the polarities of cells in the tail of developing C. elegans larvae, including the male-specific blast cell, B, which divides asymmetrically to generate a larger anterior daughter and a smaller posterior daughter. We determined that the canonical Wnt pathway components are not involved in the control of B cell polarity. However, POP-1/Tcf is involved and asymmetrically distributed to B daughter nuclei. Aspects of the B cell division are reminiscent of the divisions controlled by the planar cell polarity (PCP) pathway that has been described in both Drosophila and vertebrate systems. We identified C. elegans homologs of Wnt/PCP components and have determined that many of them appear to be involved in the regulation of B cell polarity and POP-1 asymmetric distribution to B daughter nuclei. Thus a non-canonical Wnt pathway, which is different from other Wnt pathways in C. elegans, but similar to the PCP pathways, appears to regulate B cell polarity. Molecular mechanisms of this PCP pathway were also investigated. We determined that LIN-17/Fz is asymmetrically distributed to the B cell cortex prior to, during, and after, division. Furthermore, the asymmetric localization of LIN-17::GFP is controlled by LIN-44/Wnt and MIG-5/Dsh. The cysteine rich domain (CRD), seven trans-membrane domain and KTXXXW motif of LIN-17 are required for LIN-17 to rescue lin-17, while only seven trans-membrane domains and KTXXXW motif are required for LIN-17 asymmetric localization. MIG-5::GFP asymmetrically localized to the B cell prior to and after division in a LIN-17/Fz dependent manner. We examined the functions of these MIG-5 domains. The DEP domain is required for MIG-5 membrane association, while the PDZ domain is responsible for different levels of MIG-5 in the B daughters. The DEP and PDZ domain are required to rescue B cell polarity defect of mig-5 males, while the DIX domain is not that important. In summary, a novel PCP-like pathway, in which LIN-17 and MIG-5 are asymmetrically localized, is conserved in C. elegans and involved in the regulation of B cell polarity.

Caspr2 est une molécule d'adhérence impliquée dans diverses pathologies neurologiques telles que l'autisme et l'encéphalite limbique (EL). Les mécanismes pathogéniques restent inconnus. Caspr2 est associé aux canaux potassiques Kv1.1/1.2 aux juxtaparanoeuds et au segment initial (SI). Dans un premier article publié dans Front. Cell. Neurosci. (2015), nous avons mis en évidence que les autoanticorps anti-Caspr2 issus de patients atteints d'EL ciblent majoritairement les neurones GABAergiques. Caspr2 est localisé au niveau des axones et des terminaisons présynaptiques inhibitrices dans les neurones d'hippocampe en culture. De plus, nous avons généré une chimère Caspr2-Fc soluble qui a permis d’identifier TAG-1 comme récepteur de Caspr2 localisé au niveau du compartiment somato-dendritique postsynaptique. Les neurones incubés avec des IgGs de patients, présentent une densité diminuée des clusters de Géphyrine marqueur des post-synapses inhibitrices. Ces anticorps sont d'isotype IgG4 et reconnaissent le plus communément des épitopes de la région Discoïdine-LaminineG1. Un blocage fonctionnel de Caspr2 au niveau synaptique permettrait de comprendre l'hyperexcitabilité associée à l'EL. Dans un second article en préparation, nous avons étudié la régulation de l’expression de Caspr2 au SI. Nous avons utilisé différentes constructions et identifié les domaines LamineG2-EGF1 extracellulaires de Caspr2 requis pour son expression axonale. De plus, les domaines cytoplasmiques de liaison aux protéines 4.1B et PDZ sont impliqués dans la rétention de Caspr2 et MPP2 au SI. Notablement, l'expression de TAG-1 ou ADAM22 induit des effets opposés sur l'expression de Caspr2 au SI. / Caspr2 is a cell adhesion molecule associated with neurologic diseases, such as autism spectrum disorders and limbic encephalitis. The underlying pathogenic mechanisms are still unknown. Caspr2 is associated with the voltage-gated potassium channels Kv1.1/1.2 localized at the axon initial segment (AIS) and the juxtaparanodes in myelinated axons. In a first paper published in Front. Cell. Neurosci. (2015), we characterized anti-Caspr2 autoantibodies from limbic encephalitis (LE) patients and showed that these autoantibodies preferentially targeted GABAergic neurons. Caspr2 was localized along axons and at the presynaptic terminals of inhibitory neurons in hippocampal cultures. Next, we generated a soluble Caspr2-Fc chimera to identify TAG-1 as a receptor for Caspr2 localized at the somato-dendritic compartment and post-synapses. We determined that neurons displayed decreased synaptic gephyrin clusters when incubated with anti-Caspr2 IgGs from LE patients. The autoantibodies mainly bound the N-terminal Discoidin-LamininG1 domains and were of the IgG4 isotype. They may exert functional blocking activity on inhibitory connections underlying the hyperexcitability linked with LE. In a second article in preparation, we examined the regulated expression of Caspr2 at the AIS using deletion and reporter constructs. We mapped the LamininG2 and EGF1 modules in the ectodomain as implicated in the axonal distribution of Caspr2 and the cytoplasmic motifs for binding to 4.1B and PDZ proteins as implicated in Caspr2 AIS retention together with MPP2. Strikingly, co-expression with TAG-1 and ADAM22 induced opposite effects on AIS Caspr2 distribution.

Introduction / présentation du contexte : La création des ARS s’est accompagnée d’un pilotage régionalisé de la gouvernance sanitaire. Si les modalités administratives de découpage des territoires sanitaires sont connues, nous proposons une analyse géographique des logiques de fréquentation effectives des établissements hospitaliers qui semblent échapper à ce cadre réglementaire.Méthodes employées et sources de donnéesA partir du PMSI-MCO, nous avons étudié les flux inter-régionaux hospitaliers pour dix motifs de recours. L’analyse a été complétée par une analyse cartographique associant les mobilités à différents découpages géographiques et historiques, en Bourgogne et pour neuf autres régions test.Principaux résultats : La cartographie des mobilités hospitalières en Bourgogne et pour chaque région test montre que les flux de patients s’insèrent dans des ensembles territoriaux souvent cohérents au regard des limites que nous avons utilisées. Nos résultats indiquent que les frontières administratives régionales ne délimitent pas toujours des territoires homogènes. Pour chaque région test, des frontières invisibles apparaissent, héritées de la sédimentation historique et façonnées par des interfaces géographiques multiples.Discussion/Conclusion : La géographie aide à mieux comprendre l’organisation des flux hospitaliers, qui échappent aux logiques administratives régionales de la planification actuelle. A l’heure de la création de nouvelles grandes régions, l’outil géographique apparaît essentiel pour contribuer à l’instauration d’une gouvernance sanitaire plus pragmatique. / Introduction / presentation of the context : The creation of ARS (Regional Healthcare Agencies) was accompanied by the regionalized organization of healthcare. Even though the administrative procedures for dividing the country into areas for healthcare coverage are well known, we propose a geographic analysis of the reasons why patients attend one hospital rather than another, which seem to escape the logic used by the authorities.Methods employed and sources of data : Using the PMSI-MCO, we studied the flow of patients living in one region to hospitals in other regions according to ten reasons for visiting hospitals. The analysis was completed by a cartographic analysis, which related the flow to different geographical and historical divisions in Burgundy and in nine other test regions.Main results : The cartography of hospital flow in Burgundy and for each test region showed that the choices made by patients were often coherent with regard to the limits that we used. Our results indicate that regional administrative boundaries do not always create homogeneous territories. For each test region, invisible boundaries appear. They stem from historical sedimentation and were shaped by numerous geographic dynamics.Discussion/ConclusionGeography makes it easier to understand hospital flow, which escapes the logic of current regional administrative planning. Now, with the creation of new super-regions, geography appears to be an essential tool to establish more pragmatic healthcare coverage.

La néphronophtise (NPH) est une néphropathie tubulo-interstitielle chronique de transmission autosomique récessive. Elle représente la cause génétique la plus fréquente des insuffisances rénales terminales de l’enfant et du jeune adulte (5 à 10%). Elle se caractérise au niveau histologique par des anomalies des membranes basales tubulaires, une fibrose interstitielle massive et par l’apparition tardive de kystes à la jonction cortico-médullaire. Dans 40% des cas, la NPH est associée à des atteintes extra-rénales, notamment oculaires, cérébelleuses ou osseuses, définissant de nombreux syndromes (Senior Løken, Joubert, Jeune, etc). Sur la quinzaine de gènes responsables de la maladie, sept ont été identifiés au laboratoire : NPHP1, NPHP4, NPHP8/RPGRIP1L, NPHP11/MKS3, NPHP12/TTC21B, NPHP13/WDR19 et IFT140. Les protéines codées par ces gènes forment des complexes moléculaires principalement localisés au niveau des jonctions cellulaires et du cil primaire des cellules épithéliales rénales, classifiant la NPH et les syndromes associés dans le groupe des "ciliopathies". Mes travaux de thèse se sont intégrés au projet de recherche de l'équipe, centré sur l'étude des mécanismes pathophysiologiques à l'origine des lésions observées dans la NPH. Pour cela, nous avons développé des modèles de cellules tubulaires rénales (MDCK, IMCD et HEK293), et des modèles animaux (souris et poisson zèbre en collaboration avec l'équipe de Sylvie Schneider-Maunoury UMR7622). Je me suis particulièrement intéressé à l'analyse des phénotypes cellulaires et à la caractérisation des voies de signalisation perturbées dans les cellules épithéliales rénales invalidées pour les gènes NPHP1, NPHP4 et NPHP8/RPGRIP1L. Les protéines codées par ces gènes forment un complexe au niveau du cil primaire et des jonctions cellulaires. J'ai participé à définir le rôle crucial de ces protéines dans l’établissement des jonctions serrées par leur interaction avec les protéines de polarité, la morphogénèse épithéliale en culture 3D et la ciliogenèse. De plus, j'ai mis en évidence que l'absence de ces protéines entraîne des anomalies de migration et d'adhésion cellulaires s’accompagnant d’une activation anormale des protéines Rho GTPases (Cdc42, Rac1 et RhoA) et d’une réorganisation du cytosquelette d’actine. J'ai par ailleurs montré que le complexe NPHP4/inversine/RPGRIP1L régule finement l'expression et la localisation de Dishevelled, élément clé des voies Wnt canonique et Wnt/PCP, dans les cellules rénales. Ceci est en accord avec les défauts de polarité planaire observés dans le pronéphros du poisson zèbre et dans le rein de la souris, après invalidation des gènes Nphp4 ou Rpgrip1l. L'ensemble de ces résultats a permis de mieux comprendre le rôle moléculaire et cellulaire des néphrocystines et les mécanismes pathophysiologiques aboutissant aux altérations retrouvées chez les patients telles que la fibrose interstitielle rénale et la formation de kystes. / Nephronophthisis, a hereditary nephropathy characterized by interstitial fibrosis and cyst formation, is caused by mutations in NPHP genes encoding the ciliary proteins called nephrocystins. We investigate the function of nephrocystin-1, -4 and -8, in vitro and in vivo in mammalian kidney cells and in zebrafish respectively. Depletion of either NPHP1 (N1-KD), NPHP4 (N4-KD) or RPGRIP1L (RPGRIP1L-KD) by shRNA-mediated knockdown in MDCK cells led to abnormal ciliogenesis, delay in tight junction formation and disorganized structures in 3D culture. Moreover NPHP4 modulates the Wnt pathways during morphogenesis of the zebrafish pronephros and in mammalian kidney cells in which NPHP4 interacts with inversin and dishevelled, regulating its stability and its subcellular localization. Rpgrip1l is required for dishevelled stabilization at the cilium base and is necessary for polarized positioning of motile cilia of the zebrafish floor plate and sensory hair cells of the mouse cochlea. In either N1-KD or N4-KD cells, we also showed an over activation of Cdc42 and RhoA, downstream targets of dishevelled. This was accompanied by actin cytoskeletal disorganization, enhanced spreading on collagen, over-activation of proteins that regulate focal adhesion structures i.e p130cas-Pyk2 and increased cell migration. Interestingly, the stable expression of dominant negative form of Cdc42 in knockdown cells rescued the migration and the 3D phenotypes. In parallel, we observed that loss of Nphp4 in mice caused cystic tubular dilatation after subtotal nephrectomy correlated with alteration of ciliogenesis and over activation of Cdc42 and RhoA. Our data show a role of nephrocystins in epithelial cell organization and kidney morphogenesis in particular in regulation of focal adhesion, tight junction, ciliogenesis via dishevelled stability.

Transforming growth factor β (TGF-β) and bone morphogenetic protein (BMP) signaling pathways are involved in many physiological processes during embryonic and adult life. TGF-β promotes epithelial to mesenchymal transition (EMT). We identified a gene target of TGF-β signaling, encoding the salt-inducible kinase 1 (SIK1). A potential substrate of this kinase, the polarity protein Par3, is an established regulator of tight junction assembly. SIK1 associates with Par3, can potentially phosphorylate Par3 and leads to its degradation, contributing to tight junction disassembly. Glioblastoma multiforme (GBM) is a common malignancy in the central nervous system, characterized by high heterogeneity, invasiveness, and resistance to therapy. One of the causes of heterogeneity and therapy-resistance is the existence of glioblastoma stem cells (GSCs). TGF-β signaling promotes self-renewal while BMP signaling induces differentiation of GSCs. Snail is a potent inducer of the EMT in carcinomas. However, in the context of GBM, Snail induces BMP signaling and represses TGF-β signaling through interaction with SMADs, the signaling mediators of TGF-β and BMP. In conclusion, Snail differentially regulates the activity of the opposing BMP and TGF-β pathways, thus promoting an astrocytic fate switch and repressing stemness in GSCs. Although profound changes in cell polarity is a hallmark of invasive malignancies, little is known about the role of the polarity machinery in tumor suppression. Patient transcriptomic data suggested low Par3 expression, correlating with poor survival of the GBM patients. Par3 silencing decreased the GSC self-renewal capacity and enhanced their invasiveness. Transcriptomic analysis indicates that loss of Par3 leads to downregulation of genes encoding mitochondrial enzymes that generate ATP. These results support a novel role of Par3 in GBM, beyond its contribution to junctional contacts between cells. Another regulator of TGF-β and BMP signaling is the liver kinase B1 (LKB1). According to GBM patient mRNA analysis, high levels of LKB1 correlate with poor prognosis. Silencing of LKB1 in GSCs impairs invasion and self-renewal capacity due to downregulation of genes involved in these processes. Moreover, loss of LKB1 induces mitochondrial dysfunction, leading to decreased ATP levels. Collectively, this thesis has delivered a group of novel regulatory pathways that control critical aspects of cancer cell polarity, invasion and stemness.

The compositional technique of cross partitioning is one of Luigi Dallapiccola's most used twelve-tone devices. Through a detailed analysis of three contrapuntal canonic movements from Dallapiccola's Quaderno Musicale di Annalibera, I examine his use of cross partitioning as a motivic tool and as a referential collection. The development of the BACH motive and the derivation of tone-row statements reflects on Dallapiccola's extensive use of cross partitioning and his compositional principles used to achieve a sense of polarity. Upon a preliminary analysis based on set-theory analysis set out by Joseph Straus I draw an interpretive analysis through Alegant's cross partitioning model as well as develop my own set of parameters for interpretation in regards to polarity which is based on intervallic stability.

Il existe de nombreux mécanismes impliqués dans le développement des tissus qui nécessitent que des cellules ou des groupes de cellules s’orientent et se polarisent. Les protéines de la voie de la polarité planaire (PP) s’associent pour former des complexes à la membrane et créer des asymétries proximo-distale. Vangl2 et Scrib1 ont été identifiés comme les deux premiers gènes impliqués dans la PP chez les mammifères. Lors de ma thèse, je me suis intéressé à ces deux protéines et à certains des complexes dans lesquelles elles sont impliquées. Dans un premier temps, nous avons montré l’implication directe de Scribble1 dans le trafic après endocytose des récepteurs NMDA. Scrib1 interagit avec les récepteurs NMDA grâce à ses domaines PDZ. Scribble1 peut interagir avec le complexe AP2 qui intervient dans l’endocytose des récepteurs. Cette étude a permis de définir un nouveau mécanisme dans lequel Scrib1 régule la quantité de récepteurs NMDA à la membrane et donc participe à la plasticité synaptique. Vangl2 est l’une des protéines transmembranaires les plus en amont de la voie de la PP. Nous avons identifié un nouveau partenaire nommé "Axin Interaction partner and Dorsalization Antagonist" (AIDA). Nous avons montré, par double hybride en levure et pull down, l’interaction de Vangl2 avec les deux isoformes de AIDA et leur colocalisation en COS7 et neurones. Ensemble, ces données présentent AIDA comme un très bon candidat pour le maintien de Vangl2 aux jonctions adhérentes et/ou pour son adressage à la membrane. Ces études nous ont permis d’améliorer notre compréhension des mécanismes impliquant les protéines de la polarité planaire. / There are many mechanisms involved in the development of tissues that require cells or groups of cells orient and polarize. The proteins of the planar cell polarity (PCP) combine to form complexes with the membrane and create proximal-distal asymmetries. Vangl2 and Scrib1 have been identified as the first two genes involved in the PCP in mammals. In this study, I am interested in these two proteins and some of the complex in which they are involved. At first, using techniques of biochemistry, cell biology and biophysics, we showed the direct involvement of Scribble1 in traffic after endocytosis of NMDA receptors. Scrib1 interacts with NMDA receptors through its PDZ domains. Due to this binding motif between PDZ1 and PDZ2 of Scrib1, it can interact with the AP2 complex which is involved in receptor endocytosis. This study has identified a new mechanism in which Scrib1 regulates the amount of NMDA receptors on the membrane and is therefore involved in synaptic plasticity. Vangl2 is a transmembrane protein of the most upstream of the PCP pathway. We have identified a new partner named "Axin Interaction partner and Dorsalization Antagonist" (AIDA). We have shown, by yeast two-hybrid and pull down the interaction of Vangl2 with two isoforms of AIDA and collocation in COS7 and neurons. Together, these data show AIDA as a very good candidate for maintaining Vangl2 to adherens junctions and/or its membrane targeting. These studies have allowed us to improve our understanding of the mechanisms involving the planar polarity proteins.

Comment les cellules établissent leurs formes et organisations internes est un problème biologique fondamental. Au cours de cette thèse, j’ai étudié le développement de la forme cellulaire et de la polarité chez la cellule de levure fissipare. Ces études sont fondées sur l’exploration de la façon dont les petites spores symétriques de levures se développent et s’organisent pour briser la symétrie pour la définition de leur tout premier axe de polarité. Dans une première partie, j’ai étudié les couplages entre la mécanique de surface de la paroi cellulaire des spores et la stabilité de domaines de polarité de Cdc42 qui contrôlent les aspects spatio-temporelles de la brisure de symétrie de ces spores. Dans une seconde partie, j’ai étudié les mécanismes par lesquels ces domaines de polarité contrôlent leur taille et l'adapte à la géométrie de la cellule, un processus vraisemblablement pertinents pour comprendre comment des domaines fonctionnels corticaux s’adaptent à la taille des cellules. Globalement, ces nouvelles recherches focalisant sur la façon dont les cellules développent dynamiquement leur forme et polarité de novo, permettent de mettre en évidence des couplages complexes dans la morphogenèse qui ne peuvent pas être testés en regardant les cellules à « l’état stationnaire» ou avec des outils génétiques. / How cells establish their proper shapes and organization is a fundamental biological problem. In this thesis, I investigated the dynamic development of cellular form and polarity in the rod-shape fission yeast cell. These studies are based on monitoring how small symmetric fission yeast spores grow and self-organize to break symmetry for the definition of their very first polarity axis. In a first part, I studied interplays between surface mechanics of the spore cell wall and the stability of Cdc42-based polarity domains which control spatio-temporal aspects of spore symmetry breaking. In a second part, I studied mechanisms by which these polarity domains control their width and adapt it to cell surface geometry, a process likely relevant to understand how functional cortical domains scale to cell size. Overall these novel investigations focusing on how cells dynamically develop their form and polarity de novo highlight complex feedbacks in morphogenesis that cannot be evidenced by looking at cells at “steady state” or with genetics.