L'épiderme est un tissu stratifié, majoritairement constitué de kératinocytes qui forme la première barrière de l'organisme contre les agressions extérieures. Après blessure cutanée, la migration des kératinocytes est une phase cruciale de la cicatrisation. Le comportement des kératinocytes est placé sous le contrôle des molécules de la matrice extracellulaire ainsi que par les facteurs solubles (facteurs de croissance et cytokines..) sécrétés dans le microenvironnement. Les cellules résidentes ou recrutées sur le site de lésion libèrent également des nucléotides extracellulaires (ATP, UTP) dans l'environnement des kératinocytes. Dans ce travail de thèse, nous avons examiné l'impact des nucléotides extracellulaires et du récepteur purinergique P2Y2 sur la migration des kératinocytes et sur l'activité motogénique de deux facteurs de croissance, l'IGF-I et de l'EGF. Dans un premier temps, nous avons pu montrer que l'activation de P2Y2 et de la protéine hétérotrimérique Gαq inhibe l'activité de l'isoforme p110α de la PI3K sur des cellules stimulées par l'IGF. Cette inhibition de la voie PI3K/Akt aboutit à une perturbation de la mobilisation de la cortactine et de la formation des lamellipodes ainsi qu'une diminution de la vitesse de migration des kératinocytes. Dans un second temps, nous avons mis en évidence que l'activation de P2Y2 inhibe l'activation de la voie ERK1/2 par l'EGF en inhibant la phosphorylation des protéines MEK1/2, ERK1/2 et p90RSK. Nous avons établi que la conséquence de cette inhibition est la stabilisation des hémidesmosomes / The epidermis is a stratified tissue, mainly composed of keratinocytes, that forms the first barrier of the organism. When skin injury occurs, the epidermis structure is altered and many signalling pathways are activated in order to re-establish its homeostasis. Among these signalling pathways, the PI3K and MAPK ERK1/2 pathways play key roles by controlling keratinocyte migration and proliferation. The aim of this thesis was to analyse the regulation of these two signalling pathways by extracellular nucleotides, acting through purinergic receptors P2Y2 and the heterotrimeric Gαq protein and to evaluate the impact of this receptor on keratinocyte migration. Firstly, we showed that P2Y2 receptor activation inhibits PI3K p110α isoform and consequently alters keratinocyte cell shape and migration. Additionally, we showed that purinergic signalling activation inhibits EGF-induced ERK1/2 pathway activation by inhibiting the phosphorylation of MEK1/2, ERK1/2 and p90RSK proteins. As a consequence, P2Y2 stabilizes α6β4 integrin localisation into hemidesmosome-like structures and inhibits keratinocyte migration. The involvement of purinergic signalling pathway in regulation of different signalling events suggests that it may play a central role in regulation of cellular events that occurred during skin wound healing process. Moreover, our present data in association with those of the literature show that extracellular nucleotides can act as a double-edged sword in the regulation of cell migration: either activate or block cell migration in a striking cell-specific manner.

Le récepteur P2Y[indice inférieur 6] est un récepteur couplé à une protéine G responsable de l’activation de nombreuses voies de signalisation. Dans l’épithélium du côlon, il participe au maintien de l’équilibre hydrique, mais il a été montré que le récepteur P2Y[indice inférieur 6] participait à l’aggravation des symptômes inflammatoires dans la maladie de Crohn ou dans la colite ulcéreuse. Les maladies inflammatoires de l’intestin sont des facteurs pouvant mener au cancer colorectal. En effet, il existe deux types de cancers colorectaux : le cancer sporadique et le cancer associé à la colite qui se différencient notamment par la séquence d’apparition de mutations génétiques. Par exemple, le gène TP53 est muté de façon tardive dans le cancer colorectal sporadique et muté de façon précoce dans le cancer associé à l’inflammation. Puisque le récepteur P2Y[indice inférieur 6] est impliqué dans la création d’un environnement pro-inflammatoire, nous nous sommes intéressés au rôle de p53 sur l’expression du gène P2RY[indice inférieur 6] et avons formulé l’hypothèse suivante : la présence de TP53 mutant va réguler de façon différentielle l’expression du gène P2RY[indice inférieur 6] dans le cancer colorectal. L’objectif général des travaux est le suivant : caractériser les mécanismes moléculaires liés à TP53 régulant l’expression du gène P2RY[indice inférieur 6] dans le cancer colorectal. Les objectifs spécifiques pour ce projet de recherche sont donc : (1) déterminer et caractériser les régions promotrices du gène P2RY[indice inférieur 6] dans les cellules épithéliales intestinales cancéreuses et (2) étudier l’effet de la protéine p53 de type sauvage ou mutée sur l’expression du récepteur P2Y[indice inférieur 6]. Le gène P2RY[indice inférieur 6] code pour 8 variants d’ARN messagers. Les variants 1, 2, 3, 5, 6, 7 et 8 codent pour l’isoforme 1 du récepteur P2Y[indice inférieur 6], forme connue du récepteur. Le variant 9 code pour l’isoforme 2, non caractérisée. Nos travaux ont permis de mettre en évidence l’existence de quatre régions promotrices potentielles du gène P2RY[indice inférieur 6] et la présence du variant 9, codant pour l’isoforme 2 du récepteur P2Y[indice inférieur 6] dans la lignée cellulaire Caco-2. Nous avons également montré que les formes normale et mutée de p53 régulent de façon différentielle l’expression du récepteur P2Y[indice inférieur 6]. Enfin, le rôle de l’isoforme 2 reste à étudier, mais les tests effectués suggèrent qu’elle est activable par l’UDP.

Résumé: Suivant un stress inflammatoire, les cellules épithéliales intestinales (CE1s) relâchent des nucléotides extracellulaires, des molécules pro-inflammatoires qui activent les récepteurs purinergiques P2Y qui sont impliqués dans l'inflammation intestinale. Hormis les récepteurs P2Y, la famille des transporteurs MRP joue aussi un rôle dans l'inflammation intestinale et les maladies en découlant. Plus spécifiquement, MRP2 joue un rôle important dans l'expert de molécules inflammatoires et de drogues cytotoxiques hors des CEIs. Dans cette perspective, nous avons caractérisé en quoi la coopération du transporteur MRP2 avec les récepteurs P2Y pouvait influencer les fonctions des CEIs dans le cancer colorectal. La lignée cellulaire Caco-2 a été stimulée à l'aide de 100 p.M d'ATP ou d'UTP pendant 3 à 18 heures et l'expression de MRP2 et de P2Y2 a été mesurée par qPCR et par immunobuvardage. Nous avons par la suite vérifié s'il existe une relation entre l'expression de MRP2 et celle de P2Y2 dans les échantillons de tumeurs colorectales obtenus à partir de biopsies. D'un point de vue physiologique, nous nous sommes demandés si la modulation de l'expression de MRP2 par l'ATP pouvait conférer aux CEIs une résistance accrue face à divers agents chimiothérapeutiques. Nous avons également entamé une étude dans le but d'établir par quelle voie de signalisation l'activation du récepteur P2Y2 pouvait stimuler l'expression de MRP2. Nous avons démontré que la stimulation des CEIs par les nucléotides extracellulaires augmente l'expression de MRP2. La modulation de l'expression de MRP2 passe par l'activation du récepteur P2Y2 et semble impliquer la voie de signalisation MEK/ERK. De façon surprenante, nous avons observé que l'expression de l'ARNm de MRP2 est augmentée dans les tumeurs de cancer colorectal comparé au tissu sain, tandis que celle de P2Y2 est diminuée. Nous avons également démontré que la stimulation des CEIs par l'ATP augmente la résistance des cellules à l'étoposide et que l'invalidation du transporteur MRP2 diminue la survie des CEIs face à l'étoposide, le cisplatin et la doxorubicine. Finalement, notre analyse de l'expression de l'ARNm de P2Y2 nous a démontré que celle-ci est augmentée dans les CEls où MRP2 est invalidé. Ces résultats montrent clairement l'implication et la coopération du récepteur P2Y2 et du transporteur MRP2 dans le développement et la progression du cancer colorectal. Ils sont concordants avec les rôles de ce récepteur dans la prolifération cellulaire et l'inflammation intestinale, ainsi que ceux de MRP2 dans l'export de drogues cytotoxiques. // Abstract: Following an inflammatory stress, intestinal epithelial cells (IECs) release extracellular nucleotides, notably ATP and UTP, pro-inflammatory molecules that activate P2Y purinergic receptors that are involved in intestinal inflammation as well as a variety of cancers. Apart from P2Y receptors, the family of MRP transporters also plays a role in intestinal inflammation and in pathologies deriving from it. More specifically, MRP2 plays an important role in the export of inflammatory molecules and cytotoxic drugs from IECs. In this perspective, we studied the involvement and cooperation of MRP2 with P2Y 2 receptor in colorectal cancer. The Caco-2 cell line was stimulated with 100 µM ATP and UTP for a period of 3, 6 and 18 hours, whereafter the expression of MRP2 and P2Y2 was measured by real-time quantitative PCR and western blot. We then verified if there was a correlation between the mRNA expression of MRP2 and P2Y2 in biopsies obtained from patients with colorectal cancer. From a physiological standpoint, we wondered if the modulation of MRP2 expression by ATP could confer an increased resistance to IECs against chemotherapeutic agents. In this context, we began a study with the aim to establish by which signalization cascade the activation of P2Y 2 receptor could stimulate the expression of MRP2. We have demonstrated in this study that the stimulation of IECs with ATP and UTP increases the expression of MRP2, both at the transcriptional and protein level. The modulation of MRP2 expression occurs via the activation of the P2Y 2 receptor upon its stimulation with its agonists ATP and UTP, and the signaling cascade MEK/ERK seems to be implicated. In a surprising manner, we observed that the mRNA expression of MRP2 is increased in tumors of colorectal cancer compared to the healthy tissue while that of P2Y 2 is decreased. We have also demonstrated that the stimulation of IECs with ATP increases the resistance of cancer cells to the drug etoposide. On the contrary, the invalidation of MRP2 by shRNA decreases the survival of IECs against the chemotherapeutic agents etoposide, cisplatin and doxorubicin. Finally, our analysis of the mRNA expression of P2Y 2 has demonstrated that it is increased in IECs that are invalidated for the expression of MRP2. These results demonstrate an evident involvement and cooperation between extracellular nucleotides, P2Y2 receptor and MRP2 transporter in the development and progression of colorectal cancer. They are concordant with the role of this receptor in intestinal inflammation as well as that of MRP2 in the export of a variety of drugs. [symboles non conformes]

Plus de 34 millions de personnes dans le monde vivent avec le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1). Cette pandémie est partiellement contrôlée par l’utilisation de combinaison d’agents antirétroviraux spécifiques. Cependant l’émergence de nouvelles souches virales multi-résistantes nécessite le développement de nouvelles stratégies antirétrovirales. Notre laboratoire porte une attention particulière à la compréhension des évènements cellulaires et viraux impliqués dans les étapes précoces du cycle réplicatif du VIH-1. Récemment, nous avons révélé l’existence d’une nouvelle voie de signalisation cellulaire, impliquant un canal membranaire (la Pannexine-1), un signal de danger (l’ATP extracellulaire) et un récepteur purinergique (P2Y2) participant à l’entrée du VIH-1 dans ses cellules cibles. Etant donnée que ces trois évènements cellulaires sont également des acteurs de la réponse immunologique, nous avons décidé de poursuivre l’étude du rôle des protéines de la réponse immunologique innée dans les étapes précoces d’infection par le VIH-1.Au cours de mes travaux de thèse, nous avons révélé une interaction entre le récepteur purinergique P2Y2 et la protéine de l’inflammasome NLRP3. Dans un premier temps, nous avons démontré que la migration cellulaire dépendante du récepteur purinergique P2Y2 est réprimée pendant l’activation de l’inflammasome NLRP3. A l’inverse, nous avons également observé que la polarisation des macrophages, la sécrétion de l’interleukine-1β et la pyroptose déclenchées par l’activation de NLRP3 sont sous le contrôle de l’autophagie induite par l’activation du récepteur purinergique P2Y2. Ces résultats suggèrent que l’interaction entre NLRP3 et P2Y2 constitue un nouveau point de contrôle immunologique qui régule les fonctions des macrophages. A la suite de ces travaux, nous avons analysé le rôle de ce point de contrôle immunologique lors de l’infection par le VIH-1 et avons démontré que l’activation de l’inflammasome NLRP3 empêche l’activation de la voie de signalisation purinergique qui implique l’ATP, la pannexine-1 et le récepteur P2Y2, et qui permet l’entrée du VIH-1 dans ses cellules cibles. Nos travaux de recherche mettent ainsi en lumière la capacité de l’inflammasome NLRP3 à représenter un nouveau facteur de restriction inductible du VIH-1. L’ensemble de mes travaux recherche souligne l’existence au niveau des macrophages d’un nouveau point de contrôle du système immunitaire impliquant la protéine NLRP3 et le récepteur P2Y2 et qui peut être moduler afin de développer de nouvelles approches thérapeutiques permettant de lutter contre l’émergence de virus résistants aux traitements rétroviraux classiques. / In 3 decades infection with the virus of the human immunodeficiency of type 1 (HIV-1) caused over than 34 million deaths and the surge of new multiresistant virus strains require the development of novel antiretroviral strategies.Our laboratories revealed a new signaling pathway involving in the early step of HIV-1 infection, involving a hemichannel (Pannexin-1), a common danger signal (extracellular ATP) and a purinergic receptor (P2Y2). These three cellular events are also players in the immune response; we decided to continue the study of proteins involved in the innate immune response during the early stages of infection by HIV -1.Here we demonstrated during this work a new interaction between the purinergic receptor P2Y2 and protein of the inflammasome NLRP3. We demonstrate that P2Y2-stimulated migration of macrophages is inhibited by NLRP3 inflammasome activation. Conversely, NLRP3-dependent macrophage polarization, interleukin-1 β secretion and pyroptosis are under the control of P2Y2-induced autophagy.Finally, the results suggest that the interaction between NLRP3 and P2Y2 is a new immunological checkpoint that regulates macrophage functions. Following this work, we analyzed the role of this immunological control during infection by HIV -1 and have demonstrated that activation of the inflammasome NLRP3 prevents the activation of the purinergic signaling channel involving ATP, pannexin -1 and the P2Y2 receptor, and which allows the entry of HIV -1 in its target cells. Our research and bring to light the capacity of the NLRP3 inflammasome to represent a new inducible restriction factor of HIV-1.All of this research work highlights the existence in macrophages of a new immune system checkpoint involving NLRP3 protein and P2Y2 receptor and can be modulated in order to develop new therapeutic approaches to fight against the emergence of viruses resistant to conventional retroviral treatments.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de l’étude de la relation structure-activité d’analogues de ligands naturels de récepteurs nicotiniques et purinergiques. Ce travail se divise en deux parties. Dans la première partie de cette thèse, nous avons réalisé la synthèse d’analogues de la 11-homosédinone, alcaloïde isolé de la plante Sedum acre, qui présente une activité agoniste sur différents récepteurs nicotiniques du système nerveux central. Les différents analogues ont été synthétisé par application de la méthoxylation anodique pour introduire succesivement deux substituants en postion 2 et 6 d’un noyau pipéridinique. Les analogues synthétisés se différencient par la nature du noyau aromatique, la présence d’un groupement méthyle sur l’atome d’azote de la pipéridine et l’oxydation du sustituant en position 2. Ce travail a notamment permis de montré l’importance du groupement N-méthyle vis-à-vis de l’activité des analogues. Nous avons également pu mettre en évidence que l’introduction d’un halogène sur le noyau aromatique diminuait l’activité de l’analogue sur le récepteur a7 tout en augmentant l’acitivité sur le récepteur a4b2 et que l’introduction d’un noyau furanique permettait d’augmenter la sélectivité vis-à-vis du récepteur a4b2 tandis que l’introduction sur le noyau aromatique d’un groupement nitro ou méthoxy conduit à une perte totale de l’activité. Dans la seconde partie de cette thèse, nous avons réalisé la synthèse d’analogues de la dATP, afin d’évaluer leur effet agoniste sur le récepteur P2Y11, impliqué dans différents mécanismes de différentiation cellulaire, dont notamment celui de la maturation des cellules leucémiques HL60 en cellules de type neutrophile. Les analogues synthétisés se différencient de la dATP par la présence d’un groupement méthylène ou dichlorométhylène entre les phosphores b et g de la chaîne polyphosphate, ainsi que par l’estérification de l’alcool en position 3’ du sucre. Ce travail a pu confirmer que les analogues en série 2’-désoxy conduisent à de meilleures activités que ceux de la série 2’-OH. Nous avons également pu montrer que l’estérification de la position 3’ conduit à une diminution de l’activité agoniste, à l’exception du groupement a-naphtoyle qui conduit à une augmentation significative de l’activité sur P2Y11.

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

L’adénosine extracellulaire appartient à la voie de signalisation purinergique et réguledivers processus physiologiques à travers l’activation de ses récepteurs spécifiques (adora).La disponibilité de cette purine dans l’espace extracellulaire est régulée par plusieurs ectoenzymesassurant sa production ou sa dégradation, mais également par des transporteurs denucléosides permettant son passage à travers la membrane. Chez l’adulte, le rôle del’adénosine est assez bien connu. Cependant, l’implication de cette purine au cours del’embryogenèse reste très peu étudiée. Pourtant, un excès d’adénosine dans les phasesprécoces du développement est létal chez la souris et l’oursin, démontrant l’importance de larégulation des concentrations de cette molécule de signalisation lors de l’embryogénèse. Lebut de ma thèse est de comprendre le rôle de l’adénosine au cours de l’embryogenèse enutilisant l’amphibien xénope. En effet, ce modèle a permis de mettre en évidence in vivol’implication de l’ADP au cours du développement de l’oeil chez les vertébrés. La premièrepartie de ce projet a permis de caractériser les acteurs de la voie de signalisation del’adénosine chez le xénope afin d’établir la première carte comparative de leur profild’expression embryonnaire. Cette partie a également permis de mettre en avant laphosphatase alcaline alpl pour son profil d’expression particulier, dans le rein et la rétine. Laseconde partie s’est focalisée sur l’étude fonctionnelle de cette enzyme. Les expériences deperte de fonction montrent son implication lors de la formation de ces deux tissus. / Extracellular adenosine belongs to the purinergic signalling pathway and regulatesvarious physiological processes through activation of specific receptors named adora. Theextracellular concentration of adenosine is regulated by several ecto-enzymes involved eitherin its generation or in its degradation but also by nucleoside transporters enabling its exitoutside or entry inside the cell. In adults, the functions of adenosine are quite well known,however, the its involvement during embryogenesis remains poorly studied. An excess ofadenosine in early phases of development is lethal in mouse and sea urchins, demonstratingthe importance of the extracellular adenosine level regulation during embryogenesis. The aimof my phD is to understand the role of adenosine during embryogenesis using Xenopus as avertebrate model. Indeed, the first in vivo evidence of the implication of the purinergic signallingpathway during vertebrate development, and in particular of ADP during eye formation hasbeen demonstrated using this model. The first part of this project was to characterize all theadenosine signalling pathway actors in Xenopus in order to generate the first comprehensiveand comparative embryonic expression map of these genes. This work allowed me to selectthe alkaline phosphatase alpl for functional studies based on its specific expression profile, inthe retina and kidney. These functional studies, mostly carried out by knockdown experiments,constituted the second part of this phD and showed the implication of this enzyme during theeye and kidney development.

La Fibrose Kystique (FK) est une maladie dégénérative qui entraine une dégénération des poumons dû au problème de clairance mucociliaire (CMC). Le volume de surface liquide (SL) couvrant les cellules pulmonaires est essentiel à la clairance de mucus et au combat contre les infections. Les nucléotides extracellulaires jouent un rôle important dans la CMC des voies aériennes, en modifiant le volume de la SL pulmonaire. Cependant, les mécanismes du relâchement de l’ATP et de leurs déplacements à travers la SL, restent inconnus. Des études ultérieures démontrent que l’exocytose d’ATP mécano-sensible et Ca2+-dépendant, dans les cellules A549, est amplifié par les actions synergétiques autocrine/paracrine des cellules avoisinantes. Nous avions comme but de confirmer la présence de la boucle purinergique dans plusieurs modèles de cellules épithéliales et de développer un système nous permettant d’observer directement la SL. Nous avons démontrés que la boucle purinergique est fonctionnelle dans les modèles de cellules épithéliales examinés, mis appart les cellules Calu-3. L’utilisation de modulateur de la signalisation purinergique nous a permis d’observer que le relâchement d’ATP ainsi que l’augmentation du [Ca2+]i suivant un stress hypotonique, sont modulés par le biais de cette boucle purinergique et des récepteurs P2Y. De plus, nous avons développé un système de microscopie qui permet d’observer les changements de volume de SL en temps réel. Notre système permet de contrôler la température et l’humidité de l’environnement où se trouvent les cellules, reproduisant l’environnement pulmonaire humain. Nous avons démontré que notre système peut identifier même les petits changements de volume de SL. / Cystic Fibrosis (CF) patients suffer from respiratory problems associated with pulmonary infections and exacerbations, due to improper mucociliary clearance (MCC). The airway surface liquid (ASL) covering pulmonary epithelial cells plays a pivotal role in MCC and infection control. Extracellular nucleotides control MCC in airway epithelia by modulating ASL volume, ciliary beating and mucin secretion. The mechanism(s) of their release and dispersal within the ASL remain incompletely understood. Studies with A549 cells, a human alveolar type II cell model, have shown that mechanosensitive, Ca2+-dependent ATP secretion is strongly amplified by the synergistic autocrine/paracrine actions of released nucleotides. The aim of this study was to examine whether the autocrine purinergic loop operates in different lung epithelial cell models and to develop an imaging system allowing the direct monitoring of ASL height during purinergic stimulation. We demonstrated that the signaling loop is functional in all epithelial cells tested, with the exception of Calu-3 epithelial cells. With different purinergic signaling modulators, we demonstrated that ATP release and [Ca2+]i elevations evoked by hypotonic stress were strongly amplified by autocrine/paracrine effects in cells expressing the P2Y receptor family. To monitor ASL volume changes in real time, we developed a novel epi-fluorescence, side-view microscopy system to observe ASL height. During experiments, cell cultures grown on permeable filters were mounted in a custom-designed chamber that allows control of the temperature, humidity and air flow above the cell monolayer, mimicking the pulmonary environment. This system detects even small changes in ASL volume following purinergic stimulation.

La Fibrose Kystique (FK) est une maladie dégénérative qui entraine une dégénération des poumons dû au problème de clairance mucociliaire (CMC). Le volume de surface liquide (SL) couvrant les cellules pulmonaires est essentiel à la clairance de mucus et au combat contre les infections. Les nucléotides extracellulaires jouent un rôle important dans la CMC des voies aériennes, en modifiant le volume de la SL pulmonaire. Cependant, les mécanismes du relâchement de l’ATP et de leurs déplacements à travers la SL, restent inconnus. Des études ultérieures démontrent que l’exocytose d’ATP mécano-sensible et Ca2+-dépendant, dans les cellules A549, est amplifié par les actions synergétiques autocrine/paracrine des cellules avoisinantes. Nous avions comme but de confirmer la présence de la boucle purinergique dans plusieurs modèles de cellules épithéliales et de développer un système nous permettant d’observer directement la SL. Nous avons démontrés que la boucle purinergique est fonctionnelle dans les modèles de cellules épithéliales examinés, mis appart les cellules Calu-3. L’utilisation de modulateur de la signalisation purinergique nous a permis d’observer que le relâchement d’ATP ainsi que l’augmentation du [Ca2+]i suivant un stress hypotonique, sont modulés par le biais de cette boucle purinergique et des récepteurs P2Y. De plus, nous avons développé un système de microscopie qui permet d’observer les changements de volume de SL en temps réel. Notre système permet de contrôler la température et l’humidité de l’environnement où se trouvent les cellules, reproduisant l’environnement pulmonaire humain. Nous avons démontré que notre système peut identifier même les petits changements de volume de SL. / Cystic Fibrosis (CF) patients suffer from respiratory problems associated with pulmonary infections and exacerbations, due to improper mucociliary clearance (MCC). The airway surface liquid (ASL) covering pulmonary epithelial cells plays a pivotal role in MCC and infection control. Extracellular nucleotides control MCC in airway epithelia by modulating ASL volume, ciliary beating and mucin secretion. The mechanism(s) of their release and dispersal within the ASL remain incompletely understood. Studies with A549 cells, a human alveolar type II cell model, have shown that mechanosensitive, Ca2+-dependent ATP secretion is strongly amplified by the synergistic autocrine/paracrine actions of released nucleotides. The aim of this study was to examine whether the autocrine purinergic loop operates in different lung epithelial cell models and to develop an imaging system allowing the direct monitoring of ASL height during purinergic stimulation. We demonstrated that the signaling loop is functional in all epithelial cells tested, with the exception of Calu-3 epithelial cells. With different purinergic signaling modulators, we demonstrated that ATP release and [Ca2+]i elevations evoked by hypotonic stress were strongly amplified by autocrine/paracrine effects in cells expressing the P2Y receptor family. To monitor ASL volume changes in real time, we developed a novel epi-fluorescence, side-view microscopy system to observe ASL height. During experiments, cell cultures grown on permeable filters were mounted in a custom-designed chamber that allows control of the temperature, humidity and air flow above the cell monolayer, mimicking the pulmonary environment. This system detects even small changes in ASL volume following purinergic stimulation.

L’entose est une forme de mort cellulaire non apoptotique caractérisée par l’internalisation d’une cellule cible vivante dans une cellule hôte vivante. Ce processus de cannibalisme cellulaire qui est également connu sous le nom de « cellule dans une cellule » est retrouvé dans de nombreux cancers humains. Au cours de mes travaux de thèse, nous avons développé différents modèles d’entose in vitro et avons débuté l’identification des protéines qui répriment l’entose en combinant un criblage de petits ARN interférants à une approche de microscopie confocale. Nous avons découvert que la protéine suppressive de tumeur TP53 ainsi que son isoforme Δ133TP53 bloquent le processus d’internalisation cellulaire et l’entose. La perte de l’expression de la protéine TP53 ou de Δ133TP53 entraîne une libération extracellulaire d’adénosine triphosphate ainsi que l’activation du récepteur purinergique P2Y2, deux évènements cellulaires qui aboutissent à l’internalisation d’une cellule par une autre cellule. De plus, nous avons constaté que les cellules cannibales deviennent énescentes à la suite de l’induction de la protéine p21WAF1.Mes travaux de recherche révèlent l’existence d’une nouvelle modalité d’induction de la sénescence cellulaire. De façon surprenante, nous avons également observé que l’induction de la sénescence par l’oncogène RasV12ou à la suite de stress (réplicatifouoxydatif) déclenchait le cannibalisme cellulaire, suggérant que le cannibalisme cellulaire est une caractéristique des cellules sénescentes. L’ensemble de mes travaux de recherche souligne le lien étroit qui existe entre le cannibalisme cellulaire et la senescence. / Entosis is a non-apoptotic cell death process of live internalized cell inside the host/cannibal cell. In human cancers, commonly "cell-in-cell" cytological features have been observed over the period of time. In this study we have established in vitro models of entosis and initiated the identification of entotic repressors by developing fluorescent confocal microscopy screening of small interfering RNA. We identified that TP53 and one of its isoform 133TP53 specifically inhibits the cell internalization. Loss of TP53 or 133TP53 expression increases extracellular ATP release and the consequent activation of purinergic P2Y2 receptors, which signal for engulfment. Cannibal cells activate a senescence program through p21WAF1 induction, revealing a new modality of induction of cellular senescence that can occur in the absence of TP53 or 133TP53. Senescence induced by oncogenic RasV12 and by replicative or oxidative stresses also results in cellular cannibalism, suggesting that cannibalism is a common feature of senescent cells. Altogether, our results provide evidence that cellular cannibalism and senescence are tightly linked.