Le facteur induit par l’hypoxie 1 (Hypoxia-inducible factor-1, HIF-1) est un facteur de transcription clé dans la réponse cellulaire au stress hypoxique. Entre autres, HIF-1 permet le maintien de l’homéostasie de l’oxygène en situations hypoxiques par l’activation de plusieurs gènes impliqués dans divers processus cellulaires et physiologiques. Outre son rôle physiologique important, HIF-1 est également impliqué dans la pathogenèse de nombreuses maladies. Ce facteur est un complexe constitué de deux sous unités, α et β. Contrairement à HIF-1β qui est constitutive, HIF-1α est hautement sensible à l’oxygène. En condition normale d’oxygène, la sous-unité HIF-1α est dégradée par le protéasome à la suite de son hydroxylation. Cependant, en hypoxie, l’hydroxylation et la dégradation de HIF-1α sont inhibées, ce qui se traduit par une stabilisation de HIF-1α et une activation du complexe transcriptionnel HIF-1. Divers autres mécanismes permettent également un contrôle précis de l’activité de HIF-1 afin d’assurer une réponse adaptative adéquate à l’hypoxie. Les travaux présentés dans cette thèse visent à élucider des nouveaux mécanismes de régulation de la sous-unité HIF-1α. Dans un premier temps, nous démontrons la contribution de la prolyl isomérase Pin1 dans la régulation post-traductionnelle de HIF- 1α. Nos travaux indiquent que l’isomérisation de HIF-1α par Pin1 joue un rôle clé dans la régulation de l’activité du complexe HIF-1 et permet une régulation différentielle de ses gènes cibles. Dans un deuxième temps, nous montrons un rôle crucial de Pin1 dans la régulation transcriptionnelle de HIF-1α. Plus précisément, nous montrons l’implication de Pin1 dans la régulation de l’activité de régulateurs positifs de l’expression de HIF-1α, les facteurs de transcription Sp1 et Sp3, ainsi que l’impact de cette régulation sur l’activation du promoteur du gène HIF-1A. Finalement, nous présentons le composé PD184161, un inhibiteur de la voie p42/p44 MAPK, comme un puissant inhibiteur sélectif de la sous-unité HIF-1α. En ce sens, PD184161 permet de bloquer spécifiquement l’accumulation de la protéine HIF-1α induite par des activateurs non-hypoxiques via un mécanisme dépendant de la stabilité mais indépendant de la voie p42/p44 MAPK. Bref, la détermination des nouveaux mécanismes moléculaires modulant l’activité du facteur HIF-1 dans diverses conditions permet une meilleure compréhension des modes de régulation des voies de signalisation hypoxique induites par HIF-1 dans des conditions physiologiques ou pathologiques et aura, par conséquent, un impact majeur sur le développement des stratégies thérapeutiques efficaces. / Hypoxia-inducible factor (HIF-1) is a key transcription factor for the cellular response to hypoxic stress. HIF-1 allows the maintenance of oxygen homeostasis under hypoxic situations by activating several genes involved in various cellular and physiological processes. In addition to its important physiological role, HIF-1 is also implicated in the pathogenesis of many diseases. This factor is a complex composed of two subunits, α and β. In contrast to HIF-1β which is constitutive, HIF-1α is highly sensitive to oxygen. Under normal oxygen conditions, the HIF-1α is degraded by the proteasome following its hydroxylation. In contrast, and under hypoxia, hydroxylation and degradation of HIF-1α are impeded, resulting in HIF-1α stabilization and activation of the HIF-1 transcriptional complex. To ensure an adequate adaptive response, different molecular mechanisms play important regulatory roles for the precise control of HIF-1 activity. The work presented in this thesis aims to elucidate new mechanisms implicated in the regulation of the HIF-1α subunit. We begin by demonstrating the contribution of the prolyl isomerase Pin1 in the post-translational regulation of HIF-1α. Our results indicate that HIF-1α isomerization by Pin1 plays a central role in the regulation of HIF-1 complex activity and leads to a differential regulation of its target genes. Then, we show the pivotal role played by Pin1 in the transcriptional regulation of HIF-1α. More precisely, we provide a comprehensive investigation of the involvement of Pin1 in regulating the activity of positive regulators of HIF-1α expression, the transcription factors Sp1 and Sp3, and the impact of this regulation on HIF-1A gene promoter activation. Finally, we present the compound PD184161, a p42/p44 MAPK pathway inhibitor, as a potent selective inhibitor of the HIF-1α subunit. Indeed, PD184161 specifically blocks HIF-1α protein accumulation induced by nonhypoxic activators through a mechanism dependent on HIF-1α stability but independent of p42/p44 MAPK pathway activation. In summary, the determination of novel molecular mechanisms modulating the HIF-1 transcription factor activity under various conditions leads to a better understanding of hypoxic signaling pathways induced by HIF-1 under both physiological, or pathological, conditions. Therefore, these studies may have an important impact on the development of effective therapeutic strategies in this field.

Dans le but d'évaluer les effets spécifiques de l'entraînement au contrôle de l'amplitude de la pulsation sanguine (APS) au niveau de l'artère temporale par rétroaction biologique sur l'activité migraineuse, 21 patientes souffrant de migraine furent réparties dans les trois (3) conditions expérimentales suivantes: 1) Entraînement à la diminution de l'APS au niveau de l'artère temporale 2) Entraînement à l'augmentation de l'APS au niveau de l'artère temporale et 3) Un groupe liste d’attente. Les deux (2) groupes expérimentaux furent soumis à 15 semaines d'entraînement avec rétroaction lesquelles furent précédées et suivies d'une session d'évaluation (pré- et post-traitement) afin de vérifier l'habileté des patientes à contrôler la réponse cible sans rétroaction. L'efficacité thérapeutique de chaque condition expérimentale fut évaluée sur la base des cinq (5) variables dépendantes qui furent dérivées pour chaque période de cinq (5) semaines d'auto-enregistrement de l'activité migraineuse effectuée avant et après le traitement. Les résultats démontrèrent que la majorité des participantes furent aptes à contrôler l'APS dans la direction désirée et que ce contrôle fut suivi d’une diminution sur quatre (4) des cinq (5) variables dépendantes reliées à l'activité migraineuse. Une analyse plus détaillée des données physiologiques révéla qu'un facteur commun pouvant expliquer les résultats cliniques était la diminution dans la variabilité de la vasomotricité au niveau céphalique tel que proposé par Gauthier et al. (1981a; 1981b). Finalement, une corrélation positive significative fut observée entre la diminution de la variabilité de l'APS et la diminution des maux de tête. Les résultats sont interprétés en fonction d'un nouveau modèle physiologique. Certaines implications de ce modèle au niveau de la compréhension du développement et de la cause de la migraine font aussi l'objet de la discussion ainsi que des raisons pour lesquelles la rétroaction biologique est efficace dans le soulagement de la migraine.