L’obésité, liée à la résistance à l’insuline, au diabète de type 2 et aux maladies cardiovasculaires, est un problème de santé majeur de notre société. Nous avons démontré que la protéine tyrosine phosphatase Shp1, dont l’expression est significativement augmentée dans les tissus cibles de l’insuline chez les souris obèses, est un régulateur de l’homéostasie du glucose dans le foie et le muscle. Shp1 est impliqué dans la modulation de l’expression et de l’activité du récepteur nucléaire PPARγ dans le foie. Nos recherches ont porté sur la caractérisation de Shp1 dans les adipocytes, la signalisation de l’insuline et le transport du glucose soit en sous-exprimant ou en exprimant de façon constitutive Shp1 dans les cellules adipeuses 3T3-L1. L’état physiologique des cellules a été caractérisé par la mesure de la coloration Oil-Red-O, des triglycérides, de l’expression de PPARγ et de ses gènes cibles et de leurs protéines, de la réponse à l’insuline par le transport du glucose ainsi que l’expression et de la phosphorylation des protéines impliquées dans la signalisation de l’insuline. La diminution de l’expression de Shp1 a entraîné un délai lors du début de la différenciation mesurée par l’expression retardée de PPARγ et certains de ses gènes cibles, mais n’a pas beaucoup affecté le phénotype des cellules complètement différenciées. Bien que la réduction de Shp1 ait augmenté la phosphorylation d’Akt stimulée par l’insuline, le transport de glucose n’a pas été modifié dans ces cellules, et l’expression de glut4 a légèrement diminué. L’expression constitutive de Shp1 a entraîné une forte diminution des niveaux de PPARγ, inhibant totalement la différenciation, l’expression de glut4 et le transport du glucose. Nos données suggèrent que Shp1 joue un rôle important dans les adipocytes comme régulateur de l’adipogenèse par la modulation de l’expression et l’activité de PPARγ et par la régulation de la signalisation de l’insuline. / Obesity, which is causally linked to the development of insulin resistance, type 2 diabetes (T2D) and cardiovascular disease (CVD), is a major health issue in our society. We have demonstrated that the protein tyrosine phosphatase Shp1, whose expression is significantly increased in insulin target tissues of obese mice, is a regulator of glucose homeostasis in liver and muscle. Shp1 is implicated in the modulation of expression and activity of the nuclear receptor PPARγ in liver. Here, we describe the characterization of Shp1 in adipocytes by analyzing its role in adipocyte differentiation, insulin signaling and glucose transport by either knocking-down or constitutively expressing Shp1 in 3T3-L1 adipose cells. The physiological state of the cells was characterized by measuring Oil-Red-O staining, triglyceride content, expression of PPARγ and its target genes and their proteins, insulin response by glucose uptake and the expression and phosphorylation of proteins involved in insulin signaling. Knockdown of Shp1 led to a retardation in the onset of differentiation as measured by delayed expression of PPARγ and some of its target genes, but did not much affect the phenotype of fully differentiated cells. Although reducing Shp1 increased insulin-stimulated Akt-phosphorylation, glucose transport was not changed in these cells, and glut4 expression was slightly decreased. Constitutive expression of Shp1, resulted in a strong decrease of PPARγ levels thereby totally inhibiting differentiation, glut4 expression and glucose transport. Our data suggest that Shp1 plays an important role in adipocytes both by acting as a regulator of adipogenesis through modulation of the expression and activity of PPARγ and by regulating the insulin signaling pathway.

Lorsque l’insuline se lie à son récepteur, elle induit une cascade de réactions indispensables à l’utilisation du glucose. La résistance à l’insuline et le diabète de type 2 qui affectent une fraction croissante de la population résultent d’un défaut de signalisation de l’insuline. La voie de signalisation PI3K qu’emprunte l’insuline pour promouvoir l’utilisation du glucose est d’abord décrite en introduction de cette thèse. Aussi, il existe plusieurs mécanismes de désensibilisation qui sont essentiels pour limiter l’ampleur du signal à la réponse métabolique requise. Cependant, ces mécanismes sont altérables et de faibles dérèglements peuvent devenir responsables d’une propagation défaillante du signal insulinique. Les souris viable motheaten (mev), déficientes en activité SHP-1, nous ont permis au premier chapitre de démontrer que SHP-1 constitue un de ces mécanismes de désensibilisation. Ces souris montrent une plus grande tolérance au glucose et une meilleure sensibilité à l’insuline que les souris non-déficientes en SHP-1, ainsi qu’une meilleure signalisation de l’insuline dans le foie et le muscle squelettique. De plus, nous avons pu démontrer que SHP-1 contrôle aussi la clairance hépatique de l’insuline, importante pour réguler la concentration et la sensibilité systémique de l’insuline. Cette première étude a donc permis d’établir un nouveau rôle pour SHP-1 dans la régulation de l’action de l’insuline. Par la suite, il devenait primordial de décrire les mécanismes impliqués dans la sensibilisation à l’insuline par la déficience en SHP-1 dans le muscle et le foie. À l’aide d’adénovirus codant pour un mutant catalytiquement inerte de SHP-1 (DNSHP-1), nous rapportons au deuxième chapitre, par l’expression de DNSHP-1 dans les hépatocytes Fao, que la diminution de la production hépatique de glucose observée chez les souris mev résulte d’une augmentation de la glycogénèse plutôt que d’une diminution de la gluconéogenèse. Enfin, au dernier chapitre, DNSHP-1 exprimé dans les myocytes L6 favorise la signalisation via Akt, et accroît l’expression de GLUT4, le principal transporteur de glucose sensible à l’insuline. Ensemble, nos résultats suggèrent clairement que SHP-1 est un nouveau modulateur de l’action de l’insuline dans le foie et le muscle squelettique. SHP-1 pourrait donc représenter une nouvelle cible thérapeutique pour traiter le diabète de type 2. / After binding to its receptor, insulin induces a reaction cascade that is essential for glucose utilization. Insulin resistance and type 2 diabetes are affecting an increasing portion of the population and result from insulin signaling impairment. Insulin signaling pathways promoting glucose utilization are reviewed in the introduction of the thesis, as well the desensitization mechanisms which are crucial to limit insulin signal duration and intensity. Viable motheaten (mev) mice, harboring a spontaneous mutation leading to SHP-1 activity deficiency, allowed us to demonstrate in chapter I that SHP-1 constitutes one of these desensitization mechanisms. Indeed, mev mice showed an increased glucose tolerance and insulin sensitivity as compared to wild type littermates, resulting from increased insulin signaling in liver and skeletal muscle. Moreover, we show that SHP-1 controls hepatic insulin clearance, which is important to control systemic insulin concentration and sensitivity. This first study thus establishes a novel role for SHP-1 in the regulation of insulin action and glucose homeostasis. Thereafter, it became primordial to describe cell autonomous mechanisms by which SHP-1 enhances insulin sensitivity in liver and muscle. In the second chapter, expression of DNSHP-1 using adenoviral gene transfer into Fao rat hepatoma cells indicates that decreased hepatic glucose production observed in mev mice is likely the result of enhanced glycogenesis rather than reduced gluconeogenesis. Finally, I show in the last chapter that DNSHP-1 expression in myocytes increased insulin signaling to Akt, and increased GLUT4 expression, the main insulin responsive glucose transporter. Together, our results clearly establish that SHP-1 is a new modulator of insulin action in liver and skeletal muscle. SHP-1 may represent a novel therapeutic target to combat type 2 diabetes.

Leishmania est un parasite intracellulaire reconnu pour sa capacité à inhiber sa cellule hôte, le macrophage, et ainsi favoriser sa survie. Il parvient principalement à altérer des fonctions impliquées dans l’action microbicide du phagocyte (dont le monoxyde d’azote (NO)) ou dans la réponse immunitaire. On a associé ce phénomène à l’altération de plusieurs voies de signalisation de la cellule telles celles dépendantes du Ca2+, de la PKC, de JAK2/STAT1α et de ERK1/2. Il a précédemment été démontré que le parasite pouvait, en outre, induire l’activité des phosphotyrosines phosphatases (PTP) et plus spécialement celle de la PTP SHP-1. On reconnaît cette dernière comme un puissant inhibiteur de la signalisation cellulaire dépendante des tyrosines kinases. De plus, l’usage d’inhibiteurs de PTP a démontré l’importance de ces dernières dans la survie du parasite in vivo et in vitro. C’est pourquoi l’objectif de la présente thèse était de vérifier le rôle de la SHP-1 dans la survie du parasite in vivo et in vitro mais également dans l’inactivation du macrophage provoquée par l’infection. Pour ce faire, des souris déficientes en SHP-1, les viable motheaten, et des macrophages dérivés de celles-ci ont été infectés par Leishmania. In vivo, l’infection et l’inflammation chez les souris déficientes en SHP-1 étaient quasi inexistantes, grâce à l’action des cellules inflammatoires, surtout les neutrophiles, et à l’augmentation de la production de NO. Ce recrutement inflammatoire accru était causé par l’élévation des taux de cytokines pro-inflammatoires et de chimiokines. In vitro, l’absence de la SHP-1 empêchait la survie du parasite selon des mécanismes dépendants et indépendants de la production de NO. Le rôle de la SHP-1 dans l’inhibition de cette production se situait au niveau de l’inactivation des kinases JAK2 et ERK1/2 et des facteurs de transcription NF-κB et AP-1. Par contre, l’inactivation spécifique du facteur de transcription STAT1α ne dépendait pas de l’activité de la SHP-1 mais plutôt de celle des protéasomes cellulaires. En définitive, cette thèse démontre que l’activation de la SHP-1 est essentielle à la survie de Leishmania et à sa propagation, mais qu’il parvient également à inactiver le macrophage en favorisant la dégradation de STAT1α par les protéasomes. / The intracellular protozoan parasite Leishmania has been known for its ability to evade its host immune response principally by inhibiting phagocyte functions. Indeed, infected macrophages show a loss of microbicidal (NO, oxygen intermediates) and immunological activities (IL-1, IL-12, MHC). This allows for its replication and invasion of the host. These dysfunctions are correlated by alterations in signalling cascades depending on Ca2+, PKC, JAK2/STAT1α and MAPK ERK1/2. It has also been reported that Leishmania infection could induce the macrophage phosphotyrosine phosphatase (PTP) activity and more specifically that of PTP SHP-1, a strong negative regulator of tyrosine kinase-dependent pathways. Moreover, the use of PTP inhibitors showed their essential role in parasite survival both in vivo and in vitro. These results suggested a potential role for SHP-1 in parasite survival and in the inhibition of macrophages. To address this issue, SHP-1-deficient mice, the viable motheaten mice, and their bone marrow-derived macrophages were infected with Leishmania. Results show that footpad inflammation was virtually absent in SHP-1-deficient mice and depended on inducible nitric oxide synthase increased activity as well as inflammatory cells recruitment, especially neutrophils. This recruitment seemed to be due to increases in pro-inflammatory cytokines expression and secretion and in chemokine gene expression. SHP-1-deficient mice had both more inflammatory cells numbers and a higher ratio of neutrophils, recognized for their microbicidal action against Leishmania. In vitro, SHP-1 activity seemed essential for parasite survival by allowing the attenuation of NO-dependent and -independent mechanisms. Furthermore, its alteration of NO generation in infected cells was due to the dephosphorylation of JAK2 and ERK1/2 as well as inhibition of transcription factors NF-κB and AP-1. However, SHP-1 was not responsible for the inhibition of transcription factor STAT1α seen in infected macrophages. This phenomenon seemed due to specific proteasomal degradation of the protein. Overall, the present thesis demonstrates that Leishmania is a versatile parasite able to use several strategies to alter its host responsiveness, two of them being the essential activation of SHP-1 and the targeting of STAT1α to the proteasomal degradation pathway.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / L’obésité et ses complications telles le diabète et la stéatose hépatique non alcoolique sont des enjeux de santé qui prennent de plus en plus d’ampleur partout sur la planète et la compréhension approfondie des mécanismes physiopathologiques impliqués est essentielle pour mieux contrer ces maladies. La protéine peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPARγ) est reconnue pour ses propriétés antiinflammatoires, insulino-sensibilisantes et pro-adipogéniques. Des résultats antérieurs ont démontré qu’en l’absence de la protéine tyrosine phosphatase Src homology region 2 domain-containing phosphatase- 1 (Shp1), l’activité de PPARγ est augmentée. L’activation de PPARγ par ses agonistes, les thiazolidinediones (TZD), est favorable au contrôle du diabète, mais entraîne certains effets indésirables. Nos recherches ont porté sur l’investigation d’une nouvelle voie de régulation de PPARγ. Nous avons montré que Shp1 et PPARγ interagissent et que PPARγ est phosphorylé sur ses résidus tyrosine. Les résultats suggèrent que la déphosphorylation de PPARγ par Shp1 diminue son activité. Des analyses de modélisation moléculaire suggèrent que cette interaction entre Shp1 et PPARγ dépend de la présence de phosphorylation sur un acide aminé particulier, la tyrosine 355. Ce même résidu est aussi important dans la liaison avec la rosiglitazone, médicament de la classe des TZD. Des expériences de mutagénèse ont montré que l’absence de phosphorylation sur la tyrosine 355 diminue grandement l’activité de la protéine et, qu’à l’inverse, la présence de phosphorylation tend à augmenter son activité. Bien que plusieurs modifications post-traductionnelles aient été décrites dans la littérature, la phosphorylation sur tyrosine de PPARγ demeure très peu étudiée. Nos résultats suggèrent une nouvelle voie de régulation de PPARγ qui pourrait mener à l’élaboration de nouveaux ligands qui exploitent ce mécanisme afin de favoriser les propriétés bénéfiques de ce facteur transcriptionnel pour mieux traiter le diabète de type 2 et diminuer les risques d’effets secondaires. / Obesity and its complications such as type 2 diabetes and non-alcoholic fatty liver disease are becoming worldwide health concerns and more insights into the underlying physiopathological mechanisms are necessary to improve the treatment of these conditions. Peroxisome proliferator activated receptor gamma (PPARγ) protein is well known for its anti-inflammatory, insulin sensitizing and pro-adipogenic roles. Previous results showed that in absence of the protein tyrosine phosphatase Src homology region 2 domain-containing phosphatase-1 (Shp1), PPARγ activity is increased. PPARγ activation by thiazolidinediones (TZD) is used in the control of diabetes but is also linked to unwanted side effects. We investigated a new mechanism of regulation of PPARγ activity. We show that Shp1 and PPARγ interact and that PPARγ is tyrosine phosphorylated. Our results suggest that Shp1-mediated dephosphorylation of PPARγ reduces its activity. Molecular modeling analyses further suggest that the interaction between Shp1 and PPARγ depends upon the phosphorylation of one specific residue, tyrosine 355. This residue is also important for the binding with rosiglitazone, a member of the TZD drug class. Mutagenesis experiments showed that the absence of phosphorylation on tyrosine residue 355 decreases PPARγ activity, while its phosphorylation tends to increase it. Despite the fact that many post-translational modifications have been reported in the literature, tyrosine phosphorylation of PPARγ remains mostly unexplored. These results suggest a new PPARγ regulating mechanism that could be exploited to elaborate new PPARγ ligands to improve the treatment of type 2 diabetes and to limit side effects.

La résistance à l'insuline et le diabète de type 2 ont maintenant atteint des proportions épidémiques dans notre société. Plusieurs facteurs peuvent en déterminer le développement de même que la progression et il est primordial de bien connaître les mécanismes impliqués, de façon à pouvoir prévenir ou traiter ces complications. Les études qui sont présentées dans cette thèse nous permettent de mieux comprendre l'implication de deux nouveaux modulateurs, SHP-1 et CEACAM1, dans la régulation de la sensibilité à l'insuline et du métabolisme lipidique. Dans la première étude, nous avons identifié que la protéine tyrosine phosphatase SHP-1 était un modulateur négatif de l'action de l'insuline dans le foie et le muscle squelettique. Des modèles animaux d'inactivation spécifique de l'enzyme présentent une sensibilité à l'insuline accrue grâce à une amélioration de la voie de signalisation PI3-kinase/Akt. Par ailleurs, nous avons également observé que SHP-1 joue un rôle dans la clairance hépatique de l'insuline, et que CEACAM1, un modulateur de l'internalisation et de la dégradation de l'insuline, est un substrat de SHP-1. Dans la seconde étude, nous avons analysé les conséquences métaboliques d'une invalidation génétique de CEACAM1 chez la souris (modèle Cc1'A). Ces animaux présentent une intolérance au glucose et un défaut au niveau de la clairance hépatique de l'insuline lorsqu'on les compare à leurs contrôles. Nous avons pu observer que les souris Cc1'A sont prédisposées au développement de la stéatose hépatique et de la résistance à l'insuline, particulièrement lorsqu'on les expose de façon chronique à une alimentation riche en lipides. Ces défauts sont associés à une augmentation de l'expression d'enzymes clés impliquées dans la lipogénèse et la synthèse de cholestérol. Cette étude a permis de mettre en évidence un rôle pour CEACAM1 comme régulateur de la lipogénèse hépatique, en plus de sa fonction connue comme modulateur de la clairance de l'insuline par le foie. Ill Les résultats obtenus lors de la réalisation de ces études permettent d'améliorer nos connaissances sur la modulation complexe de la sensibilité à l'insuline et du métabolisme lipidique. Nos travaux ouvrent la porte à de nouvelles études plus spécifiques sur les rôles de SHP-1 et CEACAM1 dans la modulation du métabolisme chez l'humain, et identifient également ces protéines comme d'éventuelles cibles potentielles pour le développement d'agents thérapeutiques destinés à contrer la résistance à l'insuline, le diabète de type 2 et les désordres lipidiques.

La résistance à l'insuline associée à l'obésité est une condition qui favorise les troubles métaboliques tels que le diabète de type 2 (T2D) et la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). Des altérations de l'homéostasie des lipides et du glucose, ainsi qu'une inflammation chronique de bas grade sont les caractéristiques du T2D et de la NAFLD. SHP-1 (codé par le gène *PTPN6*) est une tyrosine phosphatase avec deux domaines SH2 et est connu pour agir comme modulateur du métabolisme du glucose et des lipides. SHP-1 régule également la signalisation des cytokines et l'expression des gènes inflammatoires. En plus d'être localisé dans le cytoplasme, SHP-1 se trouve également dans le noyau des cellules épithéliales. La fonction de ce SHP-1 nucléaire reste inconnue. Ici, nous avons étudié les fonctions dépendantes et indépendantes de la tyrosine phosphatase de SHP-1 dans le contrôle des voies métaboliques. Des découvertes antérieures de notre laboratoire ont établi un lien entre SHP-1 et l'activité du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes γ2 (PPARγ2). PPARγ2 est un facteur de transcription activé par des ligands et contrôle le métabolisme des lipides. Dans le chapitre II, nous avons constaté que SHP-1 interagit avec PPARγ2 principalement via son domaine SH2 en N-terminal et peut déphosphoryler PPARγ2 *in vitro*. Nos données suggèrent que PPARγ2 est phosphorylé sur le résidu tyrosine 78 (Y78) et que la déphosphorylation catalysée par SHP-1 est associée à la stabilité de PPARγ2. L'invalidation génétique de SHP-1 dans des cellules exprimant PPARγ2 augmente l'expression des cibles transcriptionnelles de PPARγ2 telles que *FABP4* et *CD36* en plus d'augmenter l'adipogenèse. Ces effets étaient atténués dans des cellules exprimant une forme mutée de PPARγ2 où la tyrosine 78 avait été remplacée par une phénylalanine ne pouvant être phosphorylée (Y78F). Collectivement, ces résultats indiquent que l'activité phosphatase de SHP-1 contrôle la stabilité de PPARγ2 et donc affecte l'adipogenèse. SHP-1 est un modulateur de la signalisation de l'insuline. L'invalidation génétique de SHP-1 spécifiquement dans les hépatocytes chez la souris (SHP-1 KO) est associée à une glycémie à jeun plus basse que celle de leurs congénères non transgéniques. Les souris SHP-1 KO présentaient également une diminution importante de la production hépatique de glucose, suggérant donc l'existence d'une autre fonction de SHP-1 sur l'homéostasie du glucose, possiblement indépendante de l'insuline. Dans le chapitre III, nous avons découvert que SHP-1 agit comme coactivateur pour contrôler la transcription du gène phosphoénolpyruvate carboxykinase 1 (PCK1) et donc régule la gluconéogenèse. SHP-1 est recruté à la région régulatrice du gène *PCK1*, le cite potentiel où il interagit avec l'ARN polymérase II (RNAPII). Le recrutement de SHP-1 à la chromatine est dépendant du facteur de transcription transducteur de signal et activateur de transcription 5 (STAT5). L'épuisement de STAT5 ainsi que SHP-1 résulte en une diminution du niveau de transcrit de *PCK1* et une réduction de la gluconéogenèse. Ensemble, ces résultats indiquent que nous avons découvert une nouvelle fonction de SHP-1 où la phosphatase agit comme un co-régulateur transcriptionnel clef du gène *PCK1* et exerce un contrôle sur la gluconéogenèse. / Insulin resistance coupled with obesity is a condition that promotes metabolic disorders such as type 2 diabetes (T2D) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Alterations in lipid and glucose homeostasis, as well as low-grade chronic inflammation are the hallmarks of T2D and NAFLD. SHP-1 (encoded by the gene Protein Tyrosine Phosphatase Non-Receptor Type 6, *PTPN6*) is a tyrosine phosphatase with two SH2 domains and is known to act as a modulator of glucose and lipid metabolism. In addition, SHP-1 also regulates cytokine signaling and inflammatory gene expression. Besides being localized in the cytoplasm, SHP-1 is also found in the nucleus of epithelial cells. The function of this nuclear SHP-1 remains elusive. Here, we investigated tyrosine phosphatase dependent and independent functions of SHP-1 in controlling metabolic pathways. Previous findings from our laboratory established a link between SHP-1 and peroxisome proliferator-activated receptor γ2 (PPARγ2) activity. PPARγ2 is a ligand-activated transcription factor that controls lipid metabolism. In chapter II, we found that SHP-1 interacts with PPARγ2 mainly via its N-terminal SH2 domain and can dephosphorylate PPARγ2 *in vitro*. Our data suggest that PPARγ2 is tyrosine phosphorylated mainly on tyrosine residue 78 (Y78) and SHP-1-mediated dephosphorylation of PPARγ2 is associated with its stability. The knockdown of SHP-1 in PPARγ2 expressing cells resulted in enhanced expression of the classical PPARγ2 targets *FABP4* and *CD36* coupled with increased adipogenesis. These effects were blunted in cells expressing mutant PPARγ2 where tyrosine 78 has been replaced with the non-phosphorylatable phenylalanine (Y78F). Collectively, phosphatase activity of SHP-1 controls the stability of PPARγ2 thereby affecting lipid metabolism. SHP-1 is a modulator of insulin signaling. Hepatocyte-specific SHP-1 KO mice compared to their wild type control littermates exhibited lower fasting glucose and markedly decreased hepatic glucose production suggesting the existence of an additional insulin-independent effect of SHP-1 on glucose homeostasis. In Chapter III, we found that SHP-1 acts as a co-activator for controlling the transcription of the phosphoenolpyruvate carboxykinase 1 (*PCK1*) gene thereby regulating gluconeogenesis. SHP-1 is recruited to the regulatory region of the *PCK1* gene, the potential site where it interacts with RNA polymerase II (RNAPII). The recruitment of SHP-1 to the chromatin was mediated by the transcription factor signal transducer and activator of transcription 5 (STAT5). Depletion of STAT5 as well as SHP-1 resulted in a decrease in *PCK1* transcript levels and blunted gluconeogenesis. Taken together, we discovered a novel function of SHP-1 whereby it acts as a key transcriptional co-regulator of the *PCK1* gene and exerts control over gluconeogenesis. Collectively, findings from these studies provide novel functions of SHP-1 in controlling lipid and glucose metabolism.

La protéine PTP-BL possède, entre autres, 5 domaines PDZ dont deux ont été étudiés en détail. Il s'agit des domaines PDZ2 et PDZ3. Les signaux RMN de ces domaines, formant une chaîne de 252 acides aminés et possédant un poids moléculaire de 26,4 kDa, ont été attribués. L'attribution du squelette des deux domaines a été effectuée à 88%. De plus, les caractéristiques de liaison du domaine tandem PDZ2/3 ont été étudiées plus en profondeur. PDZ2 se lie, entre autres, à la protéine APC tandis que PDZ3 se lie à la protéine PRK2. Deux peptides dérivés de ces protéines ont été utilisés afin de titrer le domaine tandem PDZ2/3. Les deux domaines liaient les peptides choisis. Des perturbations ont été observées dans PDZ3 et dans le lieur lors de la titration du domaine tandem PDZ2/3 avec APC et d'autres perturbations ont été observées pour ce qui est de PDZ2 et du lieur lors de la titration avec le peptide dérivé de PRK2. Cela indiquerait une certaine coopérativité entre les deux domaines et le lieur lors de la liaison avec les peptides.

SHP-2 est une tyrosine phosphatase impliquée dans la signalisation intracellulaire déclenchée par des facteurs de croissance, des cytokines pro-inflammatoires et des produits bactériens. Bien que cette phosphatase soit exprimée de manière ubiquiste et donc dans l’épithélium intestinal, son rôle dans ce tissu n'était pas connu. Afin de mieux comprendre les rôles joués par cette phosphatase dans l’intestin, nous avons généré un modèle murin de délétion conditionnelle de Shp-2 spécifiquement dans les cellules épithéliales intestinales (SHP-2[indice supérieur CEI-KO]). Nos résultats montrent que dès l'âge de 1 mois, toutes les souris expérimentales ont développé spontanément de l'inflammation au niveau du côlon. En fait, dans les cellules épithéliales intestinales, SHP-2 contrôle le niveau d’activation d’effecteurs de signalisation importants tels que les kinases ERK1/2 de même que les facteurs de transcription NFκB, STAT3 et β-caténine. En modulant ces voies de signalisation, SHP-2 contrôle des processus cellulaires primordiaux pour le maintien de l’homéostasie intestinale: la détermination des cellules à mucus et des cellules de Paneth, la composition de la flore, la perméabilité paracellulaire et la restitution épithéliale. La dérégulation de ces processus cellulaires peut expliquer l'apparition rapide d'inflammation colique chez les souris SHP-2C[indice supérieur EI-KO]. De plus, l'inflammation chronique observée chez les souris SHP-2[indice supérieur] CEI-KO entraîne avec l'âge le développement de cancer colorectal associé à la colite. Finalement, nos résultats chez l'humain montrent qu'il y a une diminution significative d'expression de SHP-2 chez les patients atteints de maladies inflammatoires intestinales comparativement aux patients témoins. Également, deux polymorphismes de PTPN11 sont retrouvés préférentiellement chez les patients atteints de colite ulcéreuse. En conclusion, nos résultats démontrent que la phosphatase SHP-2 protège l'épithélium intestinal contre l'inflammation et le cancer colorectal associé à la colite.

La protéine tyrosine phosphatase SHP-2 est connue pour jouer un rôle important dans le maintien de l’homéostasie de plusieurs tissus et organes par ses effets régulateurs sur plusieurs voies de signalisation intracellulaire. Notre laboratoire a récemment démontré que la délétion embryonnaire de SHP-2 (SHP-2CEI-KO) à l’épithélium intestinal entraîne le développement rapide d’une inflammation colique sévère. La délétion ayant lieu au stade embryonnaire, une altération dans le développement intestinal pourrait être en cause dans l’initiation de cette inflammation. Afin d’éliminer cette possibilité, un modèle de délétion conditionnelle inductible de SHP-2 dans les cellules épithéliales intestinales (SHP-2CEI-KOER) a été généré, la délétion ayant été induite par injection de tamoxifène trois mois après la naissance. Ce modèle a permis d’éliminer la composante développementale, la délétion ayant lieu chez la souris adulte. De manière intéressante, les souris subissant la délétion de SHP-2 développent aussi une inflammation colique suite à 18 jours de traitement au tamoxifène. Cette inflammation s’accompagne d’une diminution de l’activité de la signalisation MEK/ERK MAPK et d’une activation de la signalisation JAK/STAT. Des altérations dans la différenciation des cellules caliciformes et de Paneth sont observées, les souris expérimentales présentant une diminution du nombre de cellules caliciformes ainsi qu’une présence aberrante de cellules intermédiaires (précurseurs des cellules caliciformes) dans leur côlon. Cette diminution du nombre de cellules caliciformes est présente dès le 10e jour de traitement au tamoxifène, précédant donc l’apparition des signes d’inflammation colique, ceux-ci débutant seulement au 12e jour de traitement au tamoxifène. Nos résultats sur une lignée cellulaire capable de se différencier dans un phénotype caliciforme, les LS174T, montrent une activation de la voie Notch suite à l’inactivation de la voie ERK/MAPK, cette activation étant associée à une augmentation de l’expression des gènes associés aux cellules caliciformes. Ces résultats corrèlent avec l’observation que MEK/ERK est inhibée dans l’épithélium déficient pour l’expression de SHP-2 alors que celle de Notch est activée. Ces résultats nous indiquent donc un rôle important de la tyrosine phosphatase SHP-2 dans le maintien de l’homéostasie intestinale, et ce, même chez l’adulte. L’inactivation de SHP-2 résulte en effet dans la perte de l’intégrité de la muqueuse colique amenant l’inflammation. De manière intéressante, des polymorphismes (SNP) dans le gène encodant SHP-2 ont été récemment associés à une susceptibilité accrue à développer une colite ulcéreuse chez des patients. Pris ensemble, ces résultats suggèrent donc que SHP-2 pourrait constituer une nouvelle cible dans le traitement des maladies inflammatoires intestinales.

Les chimiokines sont parmi les premiers médiateurs de la réponse immunitaire inflammatoire. Le macrophage (M0) synthétise ces dernières et les relâche afin de recruter les leucocytes aux sites d'inflammation. L'expression des chimiokines est régulée principalement au niveau transcriptionnel. Un des facteurs reconnu comme étant impliqué dans leur régulation est le facteur de transcription AP-1. Cependant, aucun rôle dans l'induction des chimiokines n'a été identifié jusqu'à présent pour son co-activateur JABl. L'objectif des travaux présentés dans cette thèse était donc d'évaluer l'implication de JABl lors de l'expression des chimiokines par le M0, et d'étudier sa propre régulation cellulaire. Ainsi, nous avons démontré que l'induction de l'expression de chimiokines par le LPS (RANTES, MlP-la, MIP-lp, MIP-2, IP-10 et MCP-1) implique le facteur de transcripfion AP-1. De plus, il fut établi que 1'activation du M0 par le LPS induit la phosphorylation de JABl par les PKCa et p, et ce, principalement au niveau de son résidu serine en position 307. Enfin, puisqu'aucun régulateur de JABl ne fut identifié chez le M0 au repos jusqu'à présent, nous avons évalué la possibilité que la protéine tyrosine phosphatase (PTP) SHP-1 jouerait ce rôle, et ce, par le biais d'une interaction directe avec celui-ci. Il fut donc déterminé que chez le M0 au repos, la SHP-1 conserve l'activité de JABl à un niveau basai en s'y attachant. En absence de stimulation, cette interaction joue un rôle dans l'inhibition de l'expression de l'ARNm de quatre chimiokines (MlP-la, MIP-ip, MIP-2 et MCP-1) dépendante des cascades signalétiques des MAP kinases ERKl/2 et JNK, ainsi que de l'activité d'AP-1 et de JABl. Les travaux rapportés dans la thèse illustre donc le rôle de JABl dans l'expression des chimiokines essentielles lors de l'inflammation par le M0. Lors d'une stimulation au LPS, cette fonction semble être effectuée après sa propre phosphorylation par les PKC a et P, tandis qu'en absence de stimulation, l'expression indésirable de chimiokines par le M0 est en partie inhibée par l'interaction entre la PTP SHP-1 et JABl. Collectivement, ces résultats suggèrent un rôle positif pour JABl dans l'inflammation et révèlent deux nouveaux mécanismes pour sa propre régulation.