Apoptosis is an intricately regulated cellular process required for the health and homeostasis of living systems. The mitochondrial apoptotic pathway depends on the BCL-2 family of pro- and anti-apoptotic members whose interactions regulate cell fate. BAX and BAK are key pro-apoptotic proteins required for mitochondrial permeabilization during apoptosis. While the mitochondrial death program relies heavily on its protein components, evidences support equally crucial roles for lipids and lipid metabolism in promoting or hindering apoptosis at the mitochondria. To gain insight into the interplay between lipids and BCL-2 proteins we used a liquid chromatography (LC)-mass spectrometry (MS)-based comparative lipidomics approach to uncover lipid changes in the absence of BAX and/or BAK. Our analysis revealed novel functions for BAX and BAK in inflammation and ceramide metabolism. A targeted LC-MS workflow was also developed for characterization of a novel lipid class involved in type 2 diabetes. Targeted LC-MS revealed altered oxysterol metabolism following perturbation of the Sonic hedgehog pathway. Taken together, our findings demonstrate interesting connections among lipids, cell death and disease. / Chemistry and Chemical Biology

Cancers of the human skin are divided into melanoma and non-melanoma. Being among the most commonly diagnosed cancer cases globally, non-melanoma skin cancers are comprised of basal and squamous cell carcinomas. In dermato-pathology, basal cell carcinomas (BCCs) are a frequently encountered diagnosis of skin cancer, and most cases are treated with surgical excisions. While sporadic BCC tumors appear primarily due to aging and ultra-violet exposure, the development of numerous BCCs from a young age is one of the main clinical signs in Gorlin syndrome patients. The critical driver of BCC tumor formation is the sonic hedgehog (SHH) pathway, a pivotal developmental signaling pathway that regulates organ development, cell proliferation, and tissue repair. The majority of all sporadic and syndromic BCCs exhibit mutations in two key components in this pathway, the tumor suppressor gene patched 1 (PTCH1) or the proto-oncogene smoothened (SMO), which result in aberrant pathway activation and continued transcription of SHH-dependent genes. In the last decade, SHH inhibitors have emerged as a novel treatment for advanced and metastatic BCCs. Systemic treatment with vismodegib, a potent SMO inhibitor, can effectively reduce BCC tumor burden in adult Gorlin syndrome patients. However, it is associated with chemotherapy-related adverse events, and treatment cessation results in cancer recurrence and formation of a subset of drug resistant BCCs. While aberrant SHH signaling is key, mechanisms that underlie epithelial–stromal crosstalk and reprograming of tumor metabolism can potentially converge with this pathway and promote BCC tumor development. In this study, we investigated the effects vismodegib on the morphology, behavior, and energy metabolism of human BCC cells and human dermal fibroblasts, in individual cultures as well as in co-cultures, that enabled the crosstalk between these two cell types. Computer-assisted bright-field microscopy was used to characterize cell morphology and behavior. Nuclear magnetic resonance (NMR) and metabolomics were used to determine the metabolic activity of these cells. We found that continuous crosstalk between the cells and different concentrations of vismodegib led to distinct changes in cell morphology and growth, as well as consumption of glucose, pyruvate, and glutamine and secretion of acetate, lactate, and glutamate by these cells. Deciphering tumor driver mechanisms that converge with SHH pathway and contribute to changes within the tumor microenvironment are important not only for better understanding of BCC pathobiology, but also for the development of new mechanism-based BCC therapies with improved clinical outcomes. / 2023-02-22T00:00:00Z

Le syndrome de Gorlin est une maladie rare caractérisée par de nombreuses anomalies du développement. Ces manifestations cliniques, dues à des mutations d'un acteur essentiel de la voie de signalisation sonic hedgehog, incluent aussi une hyper-radiosensibilité et une forte prédisposition à développer des carcinomes basocellulaires. Etant donné l'implication de défaut de la réparation de l'ADN au niveau des affections liées à l'hyper-radiosensibilité, nous avons décidé d'étudier l'effet des mutations du gène PTCH1 sur la réponse aux dommages de l'ADN afin de mieux comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires conduisant au phénotype Gorlin.Cette étude permet de mettre en évidence une défaillance globale des systèmes de réparation des dommages de l'ADN dans les fibroblastes issus de patients Gorlin par rapport à des fibroblastes normaux. Elle met notamment en exergue un écroulement de la réparation par excision de bases (BER) responsable de la réparation des dommages oxydatifs. / The Gorlin syndrome is a rare genetic disorder characterized by several developmental abnormalities. Due to mutations in PTCH1, a key player of the sonic hedgehog signaling pathway, clinical manifestations also includes hyper-radiosensitivity and an increased predisposition to the development of basal cell carcinomas. Given the implication of DNA repair system defects in hyper-radiosensitivity pathologies, we decided to study the effect of PTCH1 mutations on the DNA damage response in order to better understand the cellular and molecular mechanisms leading to Gorlin's phenotype.This study demonstrate a global failure of the DNA damage repair systems in Gorlin fibroblasts with respect to controls. It highlights in particular the collapse of the base excision repair pathway (BER) responsible for the repair of oxidative DNA damage.

Le corps calleux (CC) est la principale commissure cérébrale connectant les aires corticales homologues des deux hémisphères chez les vertébrés placentaires. Les malformations du corps calleux (MCC) représentent la malformation cérébrale la plus fréquente à la naissance et sont présentes chez 5% des individus avec anomalie neuro-développementale. Une meilleure connaissance de l’ontogenèse du corps calleux et de ses causes génétiques devrait permettre d’ouvrir la voie à des corrélations cliniques pour un meilleur conseil génétique. Cet aspect constitue probablement l’enjeu de la prochaine décennie concernant les foetus avec MCC. Le travail de thèse a porté sur 138 foetus avec MCC, pour lesquels nous avons fait un examen foeto-neuropathologique et une classification en plusieurs catégories. Au total, ce travail a permis : 1/le démantèlement des causes génétiques des MCC par une triple approche de CGH array, d’exome en trio et de panels ciblés, avec une augmentation considérable des causes identifiables de MCC au sein de cette cohorte, 2/ l’identification et la caractérisation fonctionnelle d’un nouveau gène de ciliopathie dans un phénotype extrême ; 3/ l’identification de 3 nouvelles mutations de ZBTB20, récemment identifié comme responsable du syndrome de Primrose, démontrant que ce syndrome est une cause fréquente de MCC et permettant une description clinico-radiologique plus précise. 4/ L’identification de plusieurs gènes candidats en cours de validation. / Corpus callosum is the main cerebral commissure connecting homologous cortical areas in placental mammals. Malformations of corpus callosum (MCC) are the most frequent brain malformation at birth and are present in 5% of patients with neurodevelopmental delay. A good knowledge of genetics of corpus callosum development should pave the way to better clinical correlations for a more accurate genetic counselling. This is the challenge of the next decade. This thesis concerns a cohort of 138 fetuses with MCCs, well classified on neuropathological examination. It allowed 1/ to unravel the genetic causes of MCC through a triple approach combining CGH array, whole exome and NGS panels sequencing, with a considerable increase in the number of causes of MCC identified ; 2/ identification of a new gene in an extreme ciliopathy phenotype; and 3/ identification of novel ZBTB20 mutations , a gene recently identified as responsible for Primrose syndrome, showing that this syndrome is frequent among MCCs and allowing a precise clinico-radiological description of the syndrome. 4/ Several new candidate genes are under study.

Le corps calleux (CC) est la principale commissure cérébrale connectant les aires corticales homologues des deux hémisphères chez les vertébrés placentaires. Les malformations du corps calleux (MCC) représentent la malformation cérébrale la plus fréquente à la naissance et sont présentes chez 5% des individus avec anomalie neuro-développementale. Une meilleure connaissance de l’ontogenèse du corps calleux et de ses causes génétiques devrait permettre d’ouvrir la voie à des corrélations cliniques pour un meilleur conseil génétique. Cet aspect constitue probablement l’enjeu de la prochaine décennie concernant les foetus avec MCC. Le travail de thèse a porté sur 138 foetus avec MCC, pour lesquels nous avons fait un examen foeto-neuropathologique et une classification en plusieurs catégories. Au total, ce travail a permis : 1/le démantèlement des causes génétiques des MCC par une triple approche de CGH array, d’exome en trio et de panels ciblés, avec une augmentation considérable des causes identifiables de MCC au sein de cette cohorte, 2/ l’identification et la caractérisation fonctionnelle d’un nouveau gène de ciliopathie dans un phénotype extrême ; 3/ l’identification de 3 nouvelles mutations de ZBTB20, récemment identifié comme responsable du syndrome de Primrose, démontrant que ce syndrome est une cause fréquente de MCC et permettant une description clinico-radiologique plus précise. 4/ L’identification de plusieurs gènes candidats en cours de validation. / Corpus callosum is the main cerebral commissure connecting homologous cortical areas in placental mammals. Malformations of corpus callosum (MCC) are the most frequent brain malformation at birth and are present in 5% of patients with neurodevelopmental delay. A good knowledge of genetics of corpus callosum development should pave the way to better clinical correlations for a more accurate genetic counselling. This is the challenge of the next decade. This thesis concerns a cohort of 138 fetuses with MCCs, well classified on neuropathological examination. It allowed 1/ to unravel the genetic causes of MCC through a triple approach combining CGH array, whole exome and NGS panels sequencing, with a considerable increase in the number of causes of MCC identified ; 2/ identification of a new gene in an extreme ciliopathy phenotype; and 3/ identification of novel ZBTB20 mutations , a gene recently identified as responsible for Primrose syndrome, showing that this syndrome is frequent among MCCs and allowing a precise clinico-radiological description of the syndrome. 4/ Several new candidate genes are under study.

Le corps calleux (CC) est la principale commissure cérébrale connectant les aires corticales homologues des deux hémisphères chez les vertébrés placentaires. Les malformations du corps calleux (MCC) représentent la malformation cérébrale la plus fréquente à la naissance et sont présentes chez 5% des individus avec anomalie neuro-développementale. Une meilleure connaissance de l’ontogenèse du corps calleux et de ses causes génétiques devrait permettre d’ouvrir la voie à des corrélations cliniques pour un meilleur conseil génétique. Cet aspect constitue probablement l’enjeu de la prochaine décennie concernant les foetus avec MCC. Le travail de thèse a porté sur 138 foetus avec MCC, pour lesquels nous avons fait un examen foeto-neuropathologique et une classification en plusieurs catégories. Au total, ce travail a permis : 1/le démantèlement des causes génétiques des MCC par une triple approche de CGH array, d’exome en trio et de panels ciblés, avec une augmentation considérable des causes identifiables de MCC au sein de cette cohorte, 2/ l’identification et la caractérisation fonctionnelle d’un nouveau gène de ciliopathie dans un phénotype extrême ; 3/ l’identification de 3 nouvelles mutations de ZBTB20, récemment identifié comme responsable du syndrome de Primrose, démontrant que ce syndrome est une cause fréquente de MCC et permettant une description clinico-radiologique plus précise. 4/ L’identification de plusieurs gènes candidats en cours de validation. / Corpus callosum is the main cerebral commissure connecting homologous cortical areas in placental mammals. Malformations of corpus callosum (MCC) are the most frequent brain malformation at birth and are present in 5% of patients with neurodevelopmental delay. A good knowledge of genetics of corpus callosum development should pave the way to better clinical correlations for a more accurate genetic counselling. This is the challenge of the next decade. This thesis concerns a cohort of 138 fetuses with MCCs, well classified on neuropathological examination. It allowed 1/ to unravel the genetic causes of MCC through a triple approach combining CGH array, whole exome and NGS panels sequencing, with a considerable increase in the number of causes of MCC identified ; 2/ identification of a new gene in an extreme ciliopathy phenotype; and 3/ identification of novel ZBTB20 mutations , a gene recently identified as responsible for Primrose syndrome, showing that this syndrome is frequent among MCCs and allowing a precise clinico-radiological description of the syndrome. 4/ Several new candidate genes are under study.