Les différentes études entreprises ont porté sur l’identification des mécanismes moléculaires impliqués dans l’absorption et le transport de certaines sources d’azote, l’ammonium et les acides aminés, chez le peuplier. La première partie du travail, basée sur des analyses bioinformatiques du génome du peuplier a permis d’identifier les gènes modèles codant pour les transporteurs de différents composés azotés. Deuxièmement, des études in situ de la famille de transporteurs AMT chez le peuplier ont permis de montrer que celle-ci comporte 14 membres dont certains présentent une expression tissulaire très spécifique, comme AMT1;2 dans les racines et AMT3;1 dans les feuilles sénescentes. Les troisième et quatrième parties de ce travail se sont focalisées sur l’étude des mécanismes de transport impliqués dans la remobilisation automnale et printanière de l’azote. Ces études se sont notamment attachées à étudier le rôle des membres de deux familles de transporteurs d’acides aminés, la famille AAP et la famille CAT. Au cours de l’automne et au début de l’hiver, on observe une forte accumulation d’arginine au niveau des tiges. L’arginine serait préférentiellement synthétisée à partir de la glutamine issue de la remobilisation de l’azote foliaire. De plus, au niveau des tiges, l’expression de CAT11 est sujette à de fortes variations qui pourraient être reliées aux teneurs en acides aminés notamment l’arginine. D’autre part, avons montré que l’expression spécifique du transporteur putatif d’acides aminés AAP11 dans les bourgeons avant débourrement est liée à la mise en place des vaisseaux du protoxylème au niveau des ébauches foliaires contenues dans les bourgeons. / This work concerns the identification of molecular mechanisms involved in the absorption and transport of different nitrogen sources, ammonium and amino acids, in poplar. The first part of the work was based on bioinformatic analyses to identify gene modeles coding for nitrogen compound transporters. The second part of my work dealt with the characterization of poplar AMT family which comprised 14 members, some of which presented specific expression pattern, such as AMT1;2 in roots and AMT3;1 in senescing leaves. The third and fourth parts of my work focused on transport mechanisms involved in nitrogen remobilization during autumn and spring. We studied more particularly two families of amino acid transporters, the AAP family and the CAT family. A strong accumulation of arginine was observed in stem during senescence. Glutamine could be preferentially used as a transport component from senescing to perennial tissues and could be preferentially used as nitrogen source for arginine synthesis in stem. Furthermore, CAT11 expression was subjected to high variations in stem, which could be related to total amino acid content and arginine particularly. Moreover, we showed that the specific expression of a putative amino acid transporter AAP11 in bud before bud-burst is linked to the formation of protoxylem cells in vegetative buds.

L’épiderme est la partie superficielle de la peau. Ce tissu, parfaitement organisé, est principalement composé de kératinocytes dont la prolifération dans la couche basale garantit le renouvellement constant des cellules supérieures qui suivent le processus de différenciation terminale et viennent desquamer en surface. Cela assure l’homéostasie de l’épiderme. Toute dermatose est liée à une dérégulation de la balance prolifération/différenciation des kératinocytes dont l’incidence, pour certaines, augmente avec l’âge. Or, ces deux processus sont fortement régulés par le calcium qui est présent dans l’épiderme sous forme d’un gradient croissant vers la surface.Nous avons suivi l’expression de 90 gènes, impliqués dans la signalisation calcique, au cours du vieillissement de l’épiderme. Grâce à nos collaborations, nous avons obtenu une vingtaine d’échantillons de peau provenant de sujets sains de 19 à 70 ans. La même a été réalisée à partir de cultures primaires de kératinocytes humains afin de déterminer l’expression spécifique de ces gènes dans la différenciation induite par le calcium ou la sénescence réplicatives des kératinocytes. Ensuite, le rôle du canal Orai1 a plus particulièrement été décortiqué dans la physiologie de l’épiderme et nous avons montré que celui-ci maintient les kératinocytes à l’état indifférencié prolifératif et intervient dans la migration de ces cellules. Enfin, nous avons examiné l’implication des canaux Orai1 et TRPV6 dans la progression d’un cancer épithélial, le cancer de la prostate, que nous pourrions maintenant transposer dans les cancers cutanés baso- et spino-cellulaires. / Epidermis is the upper part of the skin. This tissue is highly organized and mainly composed of keratinocytes able to divide in the basal layer assuring the constant cell supply moving upwards while entering the terminal differentiation and finally leaving the skin. The impairment of this tiny balance between proliferation and differentiation will definitely lead to skin disorders. The appearance of most skin disorders increases with age as well as the incidence of skin cancer such as basal and squamous cell carcinomas. Moreover, since both processes are highly dependent on calcium, the existence of calcium gradient has been reported in the skin and the crucial role of calcium was demonstrated in vitro. We have thus studied the expression of 90 genes involved in calcium signalling during epidermis aging in order to identify the prospective target genes. Our collaborations have given us the possibility to obtain a cohort of 20 healthy human subjects from 19 to 70 years old. The appropriate in vitro model was also established using primary human keratinocytes to study the gene expression during calcium-induced differentiation and replicative senescence. Further, the role of Orai1 channel in epidermis physiology has been studied in detail showing its role in maintening keratinocytes under the undifferentiated and proliferative state with its crucial role in migration. Finally, we have demonstrated the involvement of both Orai1 and TRPV6 calcium channels in cancer using a model of such epithelial cancer as prostate adenocarcinoma. This data will be employed in the future study for basal and squamous cell carcinomas.

Le corépresseur nucléaire NCOR1 est un répresseur transcriptionnel qui régule l’expression génique en s’associant à des récepteurs nucléaires ou à des facteurs de transcription comme AP-1 et NF-B. Ce projet de recherche visait à déterminer comment NCOR1 régule la prolifération et la réponse inflammatoire dans les cellules épithéliales intestinales (CEIs). Nous avons utilisé deux modèles murins de délétion du gène Ncor1 (Ncor1ID et Ncor1Exon11) ainsi que la Cre-recombinase sous le contrôle du promoteur du gène Vil1 (12.4KbVilCre) afin d’invalider le gène Ncor1 au niveau des CEIs (Ncor1IDΔCEI et Ncor1Exon11ΔCEI). Nous avons induit une réponse inflammatoire dans les CEIs en utilisant de l’IL-1 et du LPS. Nous avons observé que l’expression de NCOR1 est augmentée dans les CEIs lors de la réponse inflammatoire. Nous avons également traité les souris invalidées pour le gène Ncor1 avec du DSS afin d’induire une colite chimique expérimentale. Nous avons observé que les animaux Ncor1IDΔCEI et Ncor1Exon11ΔCEI sont plus susceptibles que les témoins. Nous avons analysé l’expression génique chez les animaux Ncor1IDΔCEI et Ncor1Exon11ΔCEI. L’analyse des gènes modulés dans les animaux Ncor1IDΔCEI a révélé que l’expression de la Retnlb est augmentée chez ces animaux, ce qui suggère un dérèglement dans la microflore. Dans les animaux Ncor1Exon11ΔCEI, nous avons noté que l’expression du gène Ido1, un puissant immunosuppresseur, est augmentée et permettrait possiblement à ces animaux de se maintenir dans un état homéostatique en absence de stress. Lorsque nous avons diminué l’expression de NCOR1 dans les CEIs à l’aide de shARN (shNCOR1_655), nous avons observé que celles-ci arrêtent de proliférer et sont sénescentes. De plus, nous avons remarqué une induction de molécules inflammatoires associées au SASP dans ces cellules. Nous avons analysé le transcriptome des cellules shNCOR1_655. Nous avons identifié le facteur de pluripotence SOX2 comme étant induits lorsque l’expression de NCOR1 est diminuée. Finalement, nous avons utilisé la technologie SILAC et la spectrométrie de masse afin de déterminer la composition du complexe de répression de NCOR1 dans les CEIs. Nous avons identifié de nouveaux partenaires d’interaction potentiels de NCOR1.

La sénescence cellulaire est une réponse à un stress des cellules de mammifères se caractérisant entre autres par un arrêt durable du cycle cellulaire, la production d’un sécrétome particulier (SASP) et un remaniement de la chromatine. Celle-ci peut être déclenchée par des stress génotoxiques, l’activation d’oncogènes ou un raccourcissement trop important des télomères. Des analyses en spectrométrie de masse ont permis de mettre en évidence l’accumulation d’un variant d’histone dans le cas de sénescence cellulaire induite par des dommages à l’ADN. Ce variant, nommé H2A.J, représente 1% de la quantité totale d’histones H2A mais atteint près de 20% en sénescence longue durée. Cette thèse se concentre sur l’étude de la fonction de cette protéine H2A.J qui semblerait impliquer dans l’activation transcriptionnelle du SASP. Afin d'étudier le rôle de cette protéine, j'utilise des lignées stables de fibroblastes humains exprimant ou non un shARN ciblant le gène de H2A.J et je cherche à mettre en évidence des différences entre ces lignées. Du fait de son accumulation lié à l’activation des voies de réparation des dommages à l’ADN, ce variant présente un potentiel comme biomarqueur du vieillissement in vivo. A ce jour, aucun biomarqueur spécifique de cet état n’a été identifié. Enfin, L’expression constitutive du gène codant pour cette protéine suggère une régulation post-transcriptionnelle de sa déposition. L’un des objectifs du projet est de mettre en évidence les voies de régulation permettant l’accumulation dans la chromatine de H2A.J. / In mammalian cells, cellular senescence has been defined as a stress response. It is characterized by a stable cell cycle arrest, morphological transformation, a secretion of pro-inflammatory factors termed the SASP (senescence associated secretory phenotype) and the alteration of the chromatin structure. Originally, telomere loss or dysfunction was shown to trigger the onset of senescence. However, the senescence state can also result from inadequate culture conditions, oncogene induction or genotoxic stresses. Work in the lab focuses on mechanisms governing the onset and maintenance of senescence and on the search for new markers of senescence. We have recently identified chromatin modifications and epigenetic regulations during cellular senescence, such as post-translational modifications of histones and changes in the histone variants composition of nucleosomes. Mass spectrometry revealed the accumulation of a specific histone variant in DNA-damage induced senescence. This variant, H2A.J, makes up to 1% of the H2A histone content during proliferation, but reaches 20% of H2A species during deep senescence. The goal of my thesis work was to determine the function of this histone variant. We produced stable human fibroblast cell lines expressing shRNAs silencing the H2A.J gene. Microarray and RNA-sequencing analyses have shown that H2AJ-depleted fibroblasts have an altered transcriptome. In particular, such cells show a greatly delayed derepression in senescence of several SASP genes coding for some key cytokines and chemokines. This result indicates that accumulation of H2A.J in senescence is important for efficient expression of the SASP phenotype. Finally, the accumulation of senescent cells in aged tissues has often been inferred using surrogate markers (DNA damage, SA-B-Galactosidase, etc.). Our data suggest that H2AJ accumulation may be a novel in-vivo biomarker of aging for certain cell types.

Les cellules souche cancéreuses contribuent au développement des sarcomes, mais le manque de marqueurs spécifiques empêche leur caractérisation et la possibilité de cibler ce type de cellules. Nous avons utilisé la séquence régulatrice de la calpaïne-6 dans des systèmes rapporteurs pour identifier les cellules exprimant la calpaïne-6. Ces cellules étaient des cellules initiatrices de tumeurs et se comportaient comme des cellules souche, au sommet de la hiérarchie cellulaire. L'expression de la calpaïne-6 dépend d’un programme génique de cellules souche qui implique Oct4, Nanog et Sox2 et est activée par l'hypoxie. L’inhibition de la calpaïne-6 a bloqué le développement tumoral et a induit la diminution du nombre de cellules souche cancéreuses dans les sarcomes osseux. L’expression de la calpaïne-6 était inversement corrélée à l'expression de marqueurs de sénescence mais était associé à un flux autophagique dynamique. L’inhibition de la calpaïne-6 a induit l'entrée des cellules en sénescence et a supprimé le flux autophagique. Nos résultats révèlent que le calpaïne-6 identifie les cellules souche des sarcomes et joue un rôle important dans le maintien des cellules souche cancéreuses en contrôlant les processus d’autophagie et de sénescence. La calpaïne-6 semble être une cible thérapeutique prometteuse pour éradiquer les cellules souche dans les sarcomes / Cancer stem cells contribute to sarcoma development, but lack of specific markers prevents their characterization and the possibility of targeting. We used the regulatory sequence of calpain-6 in reporter constructions to identify calpain-6–expressing cells. These cells were tumor-initiating cells and behaved like stem cells at the apex of the cellular hierarchy. Calpain-6 expression depended on the stem-cell transcription network that involves Oct4, Nanog, and Sox2 and was activated by hypoxia. Calpain-6 knockdown blocked tumor development and induced depletion of sarcoma stem cells. Calpain-6 was inversely associated with expression of senescence markers but was associated with a dynamic autophagy flux. Calpain-6 knockdown induced cell entry into senescence and suppressed autophagy flux. Our results reveal that calpain-6 identifies sarcoma stem-cell and plays an important role as a regulator of cancer cell fate driving a switch between autophagy and senescence. Calpain-6 may be a promising therapeutic target to eradicate sarcoma stem cells.

Les extrémités des chromosomes portent des structures nommées télomères, nécessaires à la survie des cellules. La sénescence réplicative induite par l’altération des télomères bloque les proliférations cellulaires excessives. Cependant, certaines cellules échappent à ce contrôle et deviennent immortelles. Je me suis intéressée aux mécanismes permettant de reconstituer des télomères fonctionnels par recombinaison chez la levure. Le noyau est divisé en sous-compartiments plus ou moins permissifs pour la recombinaison. J’ai étudié comment la localisation des télomères dysfonctionnels aux pores nucléaires (NPC) conditionne leur réparation et la prolifération des cellules. J’ai montré que les lésions réplicatives au télomères sont relocalisées aux NPC ce qui favorise leur réparation par un mécanisme conservatif. J’ai aussi montré la présence aux NPC de cercles d’ADN télomérique qui pourraient servir de matrice pour allonger les télomères et sortir de la sénescence réplicative. / Chromosome ends are formed by structures called telomeres, which are necessary for genome integrity and cell survival. Upon aberrant proliferation, as in precancerous cells, telomere alterations blocks cell proliferation, a mechanism called replicative senescence. However, some cells escape this control and become immortals. Using budding yeast as model, my work aimed to understand the mechanisms that allow cells to reconstitute functional telomeres using homologous recombination. The nucleus is divided in sub-compartments that are differently permissive for recombination. I investigated how the localization of dysfunctional telomeres to the nuclear pore complex (NPC) determines their repair and favors cell proliferation. I showed that replicative lesions at telomeres relocate to the NPC allowing conservative repair by recombination. I further shed light on the presence at NPC of telomeric DNA circles that may serve as template for telomere elongation and thus escape from senescence.

Le vieillissement est un processus complexe souvent ponctué par l’apparition de maladies liées à l’âge telles que l’arthrose, la fibrose pulmonaire ou l’ostéoporose et associé à une diminution des capacités de régénération et des stocks de cellules souches adultes. En 2007, le Dr Yamanaka et ses collaborateurs montraient pour la première fois que des fibroblastes humains pouvaient être convertis en cellules souches pluripotentes en induisant l’expression de 4 facteurs de transcription : OCT4, SOX2, KLF4 et c-MYC. Au laboratoire, il a été montré en 2011 qu’il est possible de reprogrammer les cellules sénescentes s’accumulant au cours du vieillissement et de les redifférencier en cellules somatiques rajeunies.In vivo, une reprogrammation totale conduirait à la formation de tératomes, mais en induisant le processus de reprogrammation et en le stoppant avant d’obtenir des cellules souches pluripotentes nous pensons qu’il est possible de restaurer la physiologie cellulaire altérée et ainsi de retarder le vieillissement tissulaire et ses effets néfastes. Le Dr Izpisua Belmonte a validé cette hypothèse en décembre 2016 en montrant, dans un modèle murin transgénique récapitulant le phénotype de vieillissement accéléré du syndrôme d’Hutchinson Gilford et permettant dans le même temps l’induction contrôlée de l’expression de facteurs (OCT4, SOX2, KLF4, c-MYC), qu’il était possible d’allonger l’espérance de vie des animaux et de retarder l’apparition du phénotype pathologique lié à l’âge. Nous avons mis en place un modèle murin similaire et avons montré qu’une reprogrammation transitoire peut non seulement allonger l’espérance de vie des animaux mais également retarder la perte de poids qui advient au cours du vieillissement et l’apparition du phénotype pathologique lié à l’âge. De plus, nous avons réussi à maintenir une capacité de régénération accrue jusqu’à la fin de la vie des souris. D’autre part, en modélisant des pathologies liées à l’âge telles que l’arthrose ou la fibrose pulmonaire chez des animaux inductibles pour les facteurs de transcription de Yamanaka, nous avons montré qu’une reprogrammation transitoire pouvait prévenir les dommages provoqués. Cette étude aura donc permis de confirmer l’importance que la reprogrammation cellulaire peut avoir dans les stratégies de lutte contre le vieillissement. / Aging is a complex process which is often punctuated by the appearing of age-related diseases such as arthritis, idiopathic pulmonary fibrosis or osteoporosis, and which is associated with a decrease of regeneration abilities and of adult stem cells number. In 2007, Dr. Yamanaka and his collaborators showed for the first time that human fibroblasts could be converted into pluripotent stem cells by inducing the expression of 4 transcription factors: OCT4, SOX2, KLF4 and c-MYC. In the laboratory, it was showed in 2011 that it is possible to reprogram senescent cells which are accumulating in aging organisms and to differentiate them into rejuvenated somatic cells.In vivo, a total reprogramming would lead to teratomas formation but if the reprogramming process is induced and stopped before getting pluripotent stem cells, we think that it is possible to restore altered cell physiology and to delay tissues aging and its deleterious consequences. Dr. Izpisua Belmonte validated this hypothesis in December 2016. He designed a murine transgenic model which recapitulates the premature aging phenotype of Hutchinson Gilford syndrome and which can be induced to express OCT4, SOX2, KLF4 and c-MYC, and he proved that it is possible to increase mice lifespan and to delay the appearing of pathological aging phenotype. We built a similar murine model and showed that a transient reprogramming can not only increase lifespan, but also delay age-related weight loss and pathological aging phenotype. Moreover, we were able to maintain a higher regenerative capacity until mice death. We also modeled age-related pathologies such as arthritis or idiopathic pulmonary fibrosis in mice which were inducible for the Yamanaka’s transcription factors and we showed that transient reprogramming could prevent damages. This study will have allowed to confirm the importance that cellular reprogramming can have in the fight against aging.

La mélanomagenèse est un processus complexe sous-tendu par des mécanismes cellulaires et moléculaires variés. L’ensemble de ces mécanismes moléculaires est impliqué dans les réseaux moléculaires permettant une signalisation coordonnée au sein de la cellule. De nombreuses publications montrent que les voies de signalisation MAPK et PI3K/AKT ont un rôle important dans la mélanomagenèse. NRAS et BRAF sont des oncogènes de la voie MAPK mutés respectivement dans 20% et 50% des mélanomes. PTEN est un gène suppresseur de tumeur inhibant la voie PI3K/AKT, dont la perte est souvent associée aux mutations de BRAF. Le traitement récent des mélanomes métastatiques avec les inhibiteurs spécifiques de BRAFV600E donne des résultats exceptionnels, mais ces résultats sont limités aux patients dont le mélanome est porteur de la mutation BRAFV600E, et il existe naturellement des échappements thérapeutiques, parfois lié à l’apparition de mutations NRAS. Nous avons choisi d’étudier le rôle de NRAS et de PTEN, qui sont des protéines majeures des voies MAPK et PI3K. Le but de ce travail est d’évaluer la coopération de NRAS et PTEN au cours de la mélanomagenèse. L’expression de PTEN est fréquemment altérée au cours du mélanome, mais le rôle de PTEN est mal connu. Au cours de ce travail, nous décrivons pour la première fois une mutation de NRAS concomitante à une perte de PTEN dans des prélèvements humains de mélanome et dans des lignées cellulaires humaines. Afin de comprendre l’effet de cette double mutation sur la mélanomagenèse, nous avons étudié des souris transgéniques avec expression d’une forme oncogénique de NRAS et/ou inactivation de PTEN dans le lignage mélanocytaire. L’inactivation isolée de PTEN n’a aucun effet sur la mélanomagénèse. En revanche, en association avec la mutation oncogénique de NRAS, la perte de PTEN accélère le développement des mélanomes, en réduisant le temps de latence et en provoquant l’apparition de métastases plus nombreuses en comparaison aux mélanomes présentant uniquement la mutation oncogénique de NRAS. Nous avons également démontré que la perte de PTEN induit un échappement au phénomène de sénescence. En conclusion, l’inactivation de PTEN coopère avec les mutations de NRAS pour l’initiation et la progression des mélanomes. / Melanomagenesis is a multistep process involving various cellular and molecular changes. The phospho-inositide-3-kinase (PI3K) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways have important roles in melanoma development. Treatment with BRAF inhibitors can be highly effective against metastatic melanomas, but the effects are limited to BRAFV600E patients, and resistance often develops. PTEN and NRAS, both major components of the PI3K and MAPK pathways, are potential alternative targets for melanoma therapy. The aim of this study was to evaluate the cooperation between NRAS and PTEN during melanomagenesis. PTEN expression is frequently altered in melanoma, but the role of PTEN is not yet fully understood. We found concomitant NRAS mutation and loss of PTEN in human melanoma samples and cell lines. Then, we studied transgenic mice with inactivation of PTEN and/or expression of an oncogenic form of NRAS in the melanocyte lineage. PTEN inactivation alone had no discernible effect on melanomagenesis. However, in melanomas initiated by oncogenic NRAS, inactivation of PTEN caused more rapid melanoma development and higher metastatic rate. We demonstrate that PTEN loss induces a senescence bypass. Thus, PTEN inactivation cooperated with oncogenic NRAS to promote melanoma initiation and progression

La sénescence, perte irréversible des capacités réplicatives des cellules associée à la sécrétion de médiateurs inflammatoires, pourrait participer au développement de l'atteinte pulmonaire dans la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) en initiant, maintenant et propageant un état inflammatoire. L'objectif de ce travail était d'évaluer les mécanismes de la sénescence impliqués dans l'induction et le maintien de l'inflammation au cours de la BPCO. Ainsi, des fibroblastes pulmonaires de témoins et de patients atteints de BPCO ont été mis en culture à long terme. Un phénotype sénescent majoré associée à un sécrétome pro-inflammatoire était détectée dans les fibroblastes de patients avec BPCO par rapport aux témoins. Par ailleurs, ces fibroblastes présentaient une expression accrue des récepteurs à la PGE2 (EP2 /4)au stade non sénescent et une production accrue de PGE2, un médiateur lipidique pro-inflammatoire, au stade sénescent. Dans cette optique, une partie du travail a consisté à déterminer si la PGE2 pouvait induire la sénescence et l'inflammation des fibroblastes pulmonaires de sujets atteints ou non de BPCO. Nous avons pu démontrer que la PGE2 synthétisée par les fibroblastes sénescents induisait, maintenait (effet autocrine) et propageait (effet paracrine) la sénescence et l'inflammation associée via une voie EP2/4 / COX-2 / oxydants / p53. L'implication des oxydants dans l'induction de la sénescence nous a conduit à étudier les effets de l'hème oxygénase (HO)-1, un système anti-oxydant et anti-inflammatoire sur la prévention de la sénescence des fibroblastes pulmonaires. Ainsi, des fibroblastes pulmonaires ont été traités chroniquement avec des substances pharmacologiques modulant l'activité d'HO-1. Des résultats préliminaires nous ont permis d'observer que l'activation de HO-1 prévenait l'induction de la sénescence chez des fibroblastes pulmonaires de témoins et de BPCO. Au total, la modulation des voies de la PGE2 et de l'HO-1 pourrait contribuer à limiter la sénescence des fibroblastes pulmonaires dans la BPCO / Cellular senescence, a state of irreversible loss of replicative capacity associated with the secretion of inflammatory mediators, could participate in the development of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) by initiating, maintaining and propagating an inflammatory state. The aim of this PhD project was to evaluate the mechanisms involved in senescence induction in COPD lung fibroblasts. COPD fibroblasts exhibited an increased senescent phenotype as compared to control cells. In addition, COPD fibroblasts showed an increased PGE2 receptors (EP2 /4) expression at non senescent stage and PGE2 production, apro-inflammatory lipid mediator at senescent stage. In this context, one part of the study was devoted to determine whether PGE2 could induce senescence of lung fibroblasts of subjects with and without COPD. We have shown that PGE2 synthesized by senescent fibroblasts induced, maintained (autocrine effect) and propagated (paracrine effect) senescence and associated inflammation via EP2 /4 / COX-2 / oxidants / p53 pathway. The essential role of oxidants production in the induction of senescence in COPD led us to study the effects of heme oxygenase (HO)-1, an antioxidant and anti-inflammatory system on the prevention of senescence in COPD fibroblasts. Pharmacological activation of HO-1 by hemin prevented the induction of senescence in lung fibroblasts from COPD patients probably in relation with an anti -oxidant effect. The modulation of PGE2 and HO-1 pathways may contribute to attenuate fibroblasts senescence in COPD

Dans ce manuscrit, nous démontrons par le biais de dimères forcés que toutes les propriétés oncogéniques de la protéine TWIST1, telles qu'évaluées par le biais de nombreux tests in vitro (tests de complémentation, inhibition de la sénescence oncogénique, induction de l'EMT et tests de coopération oncogénique…), sont spécifiquement attribués au complexe TWIST1-E12. L'insertion de mutations ponctuelles, définies d'après l'analyse de modèles de simulation in silico développés au sein du laboratoire (Bouard et al., 2013) et perturbant la dimérisation du complexe ou encore son interaction avec l'ADN conduit à une perte complète de l'activité, validant l'importance des deux partenaires dans l'activité oncogénique de la protéine de fusion. La détection du complexe TWIST1-E12 dans des carcinomes mammaires canalaires in situ humains, récapitulant les phases précoces de l'initiation tumorale, par la technique de Proximity Ligation Assay (PLA) ainsi que la sensibilité accrue de souris transgéniques à développer des carcinomes mammaires lorsque le complexe hétérodimérique est exprimé dans les cellules épithéliales luminales mammaires, renforce la conclusion que le complexe TWIST1-E12 est la (ou l'une des) forme(s) active(s) de la protéine TWIST1 dans le cadre de la carcinogenèse mammaire / Among embryonic transcription factors, TWIST proteins (TWIST1 and TWIST2) display the particularity to behave as master regulators of both RB and p53-oncosuppressive pathways. These embryonic transcription factors annihilate the induction of numerous cyclin-kinase inhibitors, including p16INK4A, p15INK4B and p21CIP1, abrogating thereby cell commitment to a senescence program or their death through apoptosis in response to an oncogenic activation. By doing so, TWIST proteins cooperate with mitogenic oncoproteins such as Ras in promoting cell transformation in vitro and breast and lung carcinogenesis in vivo (Ansieau S. et al. Cancer Cell ; Morel A-P. et al., PLoS ONE ; Tran P.T. et al., PLoS Genetics). Strikingly, TWIST depletion in numerous cancer cell types associates with a reactivation of failsafe programs, suggesting that some tumor cells remain addictive to TWIST for survival and proliferation (Ansieau et al., 2008). In support of this hypothesis, silencing TWIST expression in a TWIST + RAS-driven lung carcinogenesis mouse model displays a cytostatic effect (Tran P.T. et al., PLoS Genetics). Based on these observations, we aim at identifying TWIST specific inhibitors and evaluate the efficiency of such molecules in eradicating tumor cells in vitro as well as in vivo. TWIST proteins either behave as homodimeric (TT) or heterodimeric (TE) complexes (in association with E2A proteins), both complexes displaying distinct and sometimes even antagonistic functions during the embryonic development (Firulli B.A. et al., Nature Genetics ; Connerney F. et al., Dev. Dynamics). Ongoing experiments, comparing activities of tethered TWIST dimers, strongly support the assumption that an oncogenic potential is specifically allotted to the heterodimer. To screen for specific chemical inhibitors, we first established the in silico structure of the bHLH domain of TWIST complexes bound to their cis-responsive elements, by analogy with the NeuroD/E47 crystallographic structure. Relevance of these models has been confirmed through analysis of Twist1 variants associated with a loss of function in Saethre-Chotzen patients (Bouard et al., J. Biomolecular Structure & Dynamics). Strikingly, structural analysis highlights the importance of lateral loops in stabilizing the protein-DNA complex and in specifying the DNA sequence targeted