Clinical trials are currently exploring the combinations of P ARP inhibitors and immunotherapies in the treatment of ovarian cancer, but their effects on the ovarian tumour microenvironment (TME) remain unclear. Here, we investigate how olaparib, PD-L1 monoclonal antibodies and their combination can influence TME composition and survival of tumour-bearing mice. We further explored how BRCA mutations can influence the response to therapy. Olaparib and combination therapies similarly improved the median survival of Brca1- and Brca2-deficient tumour-bearing mice. Anti-PD-L1 monotherapy improved the survival of mice with Brca1-null tumours, but not Brca2-null tumours. A detailed analysis of the TME revealed that the olaparib monotherapy resulted in a large number of immunosuppressive and immunomodulatory effects in the more inflamed Brca1-deficient TME but not Brca2-deficient tumours. Anti-PD-L1 treatment was mostly immunosuppressive, resulting in a systemic reduction of cytokines and a compensatory increase of PD-L1. The results of the combination therapy generally resembled the effects of one or both of the monotherapies, along with unique changes observed in certain immune populations. In-silico analysis of RNA-seq also revealed numerous differences between Brca-mutated tumour models. In summary, these findings shed light on the influence of novel therapeutics and BRCA mutations on the ovarian TME.

Cassava brown streak disease (CBSD) threatens food and economic security for smallholder farmers throughout East and Central Africa, and poses a threat to cassava production in West Africa. CBSD is caused by two whitefly-transmitted virus species: Cassava brown streak virus (CBSV) and Ugandan cassava brown streak virus (UCBSV) (Genus: Ipomovirus, Family Potyviridae). Although varying levels of tolerance have been achieved through conventional breeding, to date, effective resistance to CBSD within East African cassava germplasm has not been identified. RNAi technology was utilized to integrate CBSD resistance into the Ugandan farmer-preferred cassava cultivar TME 204. Transgenic plant lines were generated expressing an inverted repeat construct (p5001) derived from coat-protein (CP) sequences of CBSV and UCBSV fused in tandem. Northern blots using probes specific for each CP sequence were performed to characterize 169 independent transgenic lines for accumulation of CP-derived siRNAs. Transgenic plant lines accumulating low, medium and high levels of siRNAs were bud graft challenged with the virulent CBSV Naliendele isolate alone or in combination with UCBSV. Resistance to CBSD in the greenhouse directly correlated to levels of CP-derived siRNAs as determined by visual assessment of leaf and storage root symptoms, and RT-PCR diagnosis for presence of the pathogens. Low expressing lines were found to be susceptible to CBSV and UCBSV, while medium to high accumulating plant lines were resistant to both virus species. Absence of detectable virus in the best performing p5001 transgenic lines was further confirmed by back-inoculation via sap or graft challenge to CBSD susceptible Nicotiana benthamiana and cassava cultivar 60444, respectively. Data presented shows robust resistance of transgenic p5001 TME 204 lines to both CBSV and UCBSV under greenhouse conditions. Levels of resistance correlated directly with levels of transgene derived siRNA expression such that the latter can be used as predictor of resistance to CBSD.

<div>Pancreatic cancer is the present third leading cause of all cancer-associated deaths with a under 9% 5-year survival rate. Aggressive tumor progression and lack of early detection technique lead to the fact that most patients are diagnosed at terminal stage - pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Despite that numerous therapeutic approaches have been introduced, most options cannot advance to or fail at the clinical trials. It has been suggested that previous failure is due to insufficient understanding of PDAC tumor microenvironment (TME). Human PDAC is composed of severely fibrotic tissue (i.e., desmoplasia) that harbors a variety of malignant cells (e.g., pancreatic stellate cells, cancer-associated fibroblasts, macrophages, etc.), excessive extracellular matrices (ECM), as well as abnormal expression of growth factors, cytokines, and chemokines. Multiple cell-cell and cell-ECM interactions jointly result in a stiffened, hypoxic, and fluid pressure-elevated PDAC tissue. The resulting pancreatic TME not only physically hinders penetration of therapeutics, but also dynamically interacts with the residing cells, regulating their behaviors.</div><div><br></div><div>Increasing tumor tissue stiffness in PDAC is not only a passive outcome from desmoplasia, but an active environmental factor that promotes tumor survival, growth, and invasion. However, traditional in vitro cell culture systems such as two-dimensional (2D) culture plate and animal models are not ideal for mechanistic understanding of specific cell-matrix interactions. Therefore, dynamic hydrogels have been introduced as a category of advanced biomaterials that exhibit biomimetic, adaptable, and modularly tunable physiochemical property. Dynamic hydrogels can be precisely engineered to recapitulate a variety of aspects in TME, from which to investigate the role of dynamic tumor-stroma interaction in PDAC progression. The goal of this dissertation was to exploit synthetic polymers (i.e., poly(ethylene glycol) (PEG)) or natural ECM (i.e., gelatin and hyaluronic acid (HA)) as precursors to prepare the dynamic cancer-cell laden gels. The design utilized the orthogonal thiol-norbornene photopolymerization to prepare the primary homogenous xxvi</div><div><br></div><div>gel network. Next, through further functionalizing gel precursors with phenolic derivatives, enzymatic reaction (i.e., tyrosinase) or flavin mononucleotide (FMN)-mediated photochemistry could be harnessed to manipulate the dynamic changes of substrate mechanics. Experimentally, a computational model and the associated validation were presented to investigate the process of gel stiffening. Finally, these techniques were integrated to prepare cell-laden gels with spatial-temporally tunable properties that were instrumental in exploring the synergistic effects of dynamical matrix stiffening and presence of HA in promoting epithelial-mesenchymal transition (EMT) in PDAC cancer and stromal cells.</div>

La contamination simultanée des écosystèmes aquatiques par des polluants et des nutriments est un problème majeur dont les effets sur les macrophytes sont encore méconnus. L'objectif de cette thèse était d'étudier les effets de deux types de polluants : herbicides et éléments trace métalliques (ETM), en combinaison avec des ressources variables (azote, phosphore, ou carbone) sur Myriophyllum spicatum, en utilisant des paramètres provenant de l'écologie chimique et de l'écotoxicologie. Les tests ont montré des effets contrastés des herbicides sur la plante, mais pas d'effet des ETM. Dans tous les cas, les modifications de ressources (nitrate, ratio N:P ou saccharose) ont induit des effets importants sur la physiologie et la stœchiométrie de la plante, pouvant altérer ses réponses à un stress supplémentaire comme les polluants. Ces résultats suggèrent qu'un déséquilibre des ressources en présence de polluants pourrait modifier leurs effets sur les macrophytes, et soulignent également la nécessité d'ajouter des paramètres plus informatifs dans les tests afin de répondre aux enjeux du stress multiple et améliorer l'évaluation du risque environnemental / Simultaneous contamination of aquatic ecosystems by pollutants and nutrients is a major problem whose effects on macrophytes are still unknown. The objective of this thesis was to study the effects of different pollutants, herbicides and trace metal elements (TME), in combination with varying resource availability (nitrogen, phosphorus, or carbon) on Myriophyllum spicatum, using parameters from chemical ecology and ecotoxicology. Tests showed contrasting effects of herbicides, but no effects of the TME. In all cases, resource modifications (nitrate, N:P ratio or sucrose) induced significant effects on the physiology and stoichiometry of the plant, which might alter its response to additional stress like pollutants. These results suggest that an imbalance of resources in the presence of pollutants may lead to unforeseen changes in the combined effects on macrophytes, and also highlight the need to add more informative parameters in tests to meet the challenges of multiple stress and improve environmental risk assessment.

No description available.

<p> Malic enzymes catalyze the oxidative decarboxylation of malate to pyruvate with the simultaneous reduction of a nicotinamide cofactor. It was previously reported that the nitrogen-fixing bacterium, Sinorhizobium meliloti, has two malic enzymes, a diphosphopyridine-dependent malic enzyme (DME) and a triphosphopyridine-dependent malic enzyme (TME). The dme gene is essential for symbiotic nitrogen-fixation in alfalfa root nodules and this symbiotic requirement cannot be met through increased expression of tme. In order to determine if a metabolic difference exists between the dme and tme mutants which might explain the symbiotic phenotypes, we conducted an analysis of intracellular and extracellular polar metabolomes. Differences noted between the intracellular profiles of the dme and tme mutant strains hinted at osmotic stress or a disturbance in central carbon metabolism. Extracellular studies indicated that dme mutant cells excreted at least 10-fold greater concentrations of both malate and fumarate. When considered together, the metabolic data implies that the DME enzyme is primarily responsible for the conversion of malate to pyruvate to generate acetyl-CoA whereas the TME enzyme must serve a secondary function within the cell.</p> <p> While the C-terminal 320 amino acid regions from both DME and TME are similar in sequence to phosphotransacetylase enzymes, enzyme assays with DME and TME proteins have failed to detect PTA activity. Here we report that the chimeric malic enzyme structure is conserved among various gram negative bacteria including Agrobacterium tumefaciens, Escherichia coli, Bradyrhizobium japonicum and Porphyromonas gingivalis. Moreover these chimeric proteins are also present in the archaebacteria. Halobacterium salinarum and Haloarcula marismortui. To further our understanding of the functions of DME and TME in S. meliloti, we have fused protein domains from DME to an affinity tag consisting of strepII and a calmodulin binding peptide. To identify proteins interacting with this fusion, we expressed these protein fusion constructs in S. meliloti, prepared extracts containing the soluble proteins and passed these through tandem affinity chromatography columns. All proteins that coeluted with the fusion proteins appeared to be interacting with antibodies specific for the DME protein and so may have been aggregates or break-down products of DME.</p> / Thesis / Master of Science (MSc)

Die Eigenschaften der kommerziell verfügbaren Hochtemperaturwerkstoffe bestimmen den Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit von Flug- und Industriegasturbinen sowie Motoren. Da die breit eingesetzten Nickelbasis-Werkstoffe mit etwa 8-8,5 g/cm^3 eine verhältnismäßig hohe Dichte aufweisen, wird seit Jahrzehnten nach alternativen Werkstoffen gesucht. Da besonders die Titanaluminide, speziell die stark Nb-haltigen gamma-TiAl-Legierungen (TNB-Legierungen), mit einer Dichte von ca. 4,5 g/cm^3 einen beträchtlichen Dichtegewinn gegenüber den Nickelbasis-Superlegierungen bieten, haben Legierungen auf dieser Basis das größte Potenzial, um die Nickelbasis-Superlegierungen teilweise zu ersetzen. Im Fluggasturbinenbau ist die Anwendung für den hinteren Teil des Hochdruckverdichters und die letzten Stufen der Turbine angedacht. Dabei sollen Schaufeln, Gehäuse und Anbauteile aus modernen gamma-TiAl-Legierungen zum Einsatz kommen. Für die Auslegung dieser Bauteile sind umfassende Kenntnisse des Werkstoffverhaltens zwingend notwendig. Treten im Betrieb hohe Temperaturgradienten in den Bauteilen auf, so muss besonders auch das thermomechanische Ermüdungsverhalten betrachtet werden. Dieses stellt insbesondere für den Einsatz in Gasturbinen einen relevanten Schädigungsmechanismus dar. Inhalt dieser Arbeit war die Charakterisierung des thermomechanischen Verformungs- und Ermüdungsverhaltens der modernen gamma-TiAl-Legierung TNB-V5. Dabei wurden die Einflüsse der Mikrostruktur, der Phasenbeziehung zwischen thermischer und mechanischer Beanspruchung, des Temperaturbereiches und der Höhe der mechanischen Beanspruchung untersucht. Zum Verständnis der Ergebnisse wurden moderne Methoden der Mikrocharakterisierung angewandt. Zur Beschreibung des Lebensdauerverhaltens wurden der Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und der Schädigungsparameter PHL nach Haibach und Lehrke erfolgreich angewandt. Es wurden folgende, wesentlich über den bisherigen Stand des Wissens hinausgehende Erkenntnisse gewonnen: Eine Beanspruchung mit der Phasenbeziehung Clockwise-Diamond (CD) bzw. Counter-Clockwise-Diamond (CCD) führt im Gegensatz zur In-Phase- (IP) oder Out-of-Phase- (OP) Beanspruchung nur zu geringen Unterschieden zwischen den Beträgen der Ober- und der Unterspannung. Unter CD- und CCD-Beanspruchung kommt es zu nahezu keinen bzw. im Vergleich zur IP- und OP-Beanspruchung deutlich geringeren Zug- oder Druckmittelspannungen. Des Weiteren unterscheiden sich die Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurven unter CD- bzw. CCD-Beanspruchung nur sehr wenig. Die Bruchlastspielzahlen der CD- und CCD-Versuche liegen immer zwischen denen der IP- und OP-Versuche. Für eine Lebensdauervorhersage unter thermomechanischer Beanspruchung sind die Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und PHL nach Haibach und Lehrke gut geeignet, wenn der Versuchs- bzw. Anwendungstemperaturbereich Temperaturen oberhalb des Spröd-Duktil-Überganges (ca. 750°C) beinhaltet. Ist dies der Fall, dann weichen die experimentell ermittelten Lebensdauern im betrachteten Bereich (Bruchlastspielzahl ca. 50 – 3000) maximal um den Faktor ±3 von den vorhergesagten Werten ab. Der Einfluss der Mikrostruktur auf das zyklische Verformungs- und Ermüdungsverhalten ist unter den betrachteten Bedingungen überraschend gering. Die Mikrostrukturen Near-Gamma und Duplex zeigen unter allen Versuchsbedingungen vergleichbare Lebensdauern, während das Fully-Lamellar-Gefüge tendenziell etwas höhere Lebensdauern aufweist. Weiterhin stellen die gewonnenen Ergebnisse eine wertvolle Datenbasis für die Auslegung von thermomechanisch beanspruchten Komponenten im Turbinen- und Motorenbau dar.

abstract: Broadband dielectric spectroscopy is a powerful technique for understanding the dynamics in supercooled liquids. It generates information about the timescale of the orientational motions of molecular dipoles within the liquid. However, dynamics of liquids measured in the non-linear response regime has recently become an area of significant interest, because additional information can be obtained compared with linear response measurements. The first part of this thesis describes nonlinear dielectric relaxation experiments performed on various molecular glass forming-liquids, with an emphasis on the response at high frequencies (excess wing). A significant nonlinear dielectric effect (NDE) was found to persist in these modes, and the magnitude of this NDE traces the temperature dependence of the activation energy. A time resolved measurement technique monitoring the dielectric loss revealed that for the steady state NDE to develop it would take a very large number of high amplitude alternating current (ac) field cycles. High frequency modes were found to be ‘slaved’ to the average structural relaxation time, contrary to the standard picture of heterogeneity. Nonlinear measurements were also performed on the Johari-Goldstein β-relaxation process. High ac fields were found to modify the amplitudes of these secondary modes. The nonlinear features of this secondary process are reminiscent of those found for the excess wing regime, suggesting that these two contributions to dynamics have common origins. The second part of this thesis describes the nonlinear effects observed from the application of high direct current (dc) bias fields superposed with a small amplitude sinusoidal ac field. For several molecular glass formers, the application of a dc field was found to slow down the system via reduction in configurational entropy (Adam-Gibbs relation). Time resolved measurements indicated that the rise of the non-linear effect is slower than its decay, as observed in the electro-optical Kerr effect. A model was discussed which quantitatively captures the observed magnitudes and time dependencies of the NDE. Asymmetry in these rise and decay times was demonstrated as a consequence of the quadratic field dependence of the entropy change. It was demonstrated that the high bias field modifies the polarization response to the field, even including the zero field limit. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Chemistry 2016

Die Eigenschaften der kommerziell verfügbaren Hochtemperaturwerkstoffe bestimmen den Wirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit von Flug- und Industriegasturbinen sowie Motoren. Da die breit eingesetzten Nickelbasis-Werkstoffe mit etwa 8-8,5 g/cm^3 eine verhältnismäßig hohe Dichte aufweisen, wird seit Jahrzehnten nach alternativen Werkstoffen gesucht. Da besonders die Titanaluminide, speziell die stark Nb-haltigen gamma-TiAl-Legierungen (TNB-Legierungen), mit einer Dichte von ca. 4,5 g/cm^3 einen beträchtlichen Dichtegewinn gegenüber den Nickelbasis-Superlegierungen bieten, haben Legierungen auf dieser Basis das größte Potenzial, um die Nickelbasis-Superlegierungen teilweise zu ersetzen. Im Fluggasturbinenbau ist die Anwendung für den hinteren Teil des Hochdruckverdichters und die letzten Stufen der Turbine angedacht. Dabei sollen Schaufeln, Gehäuse und Anbauteile aus modernen gamma-TiAl-Legierungen zum Einsatz kommen. Für die Auslegung dieser Bauteile sind umfassende Kenntnisse des Werkstoffverhaltens zwingend notwendig. Treten im Betrieb hohe Temperaturgradienten in den Bauteilen auf, so muss besonders auch das thermomechanische Ermüdungsverhalten betrachtet werden. Dieses stellt insbesondere für den Einsatz in Gasturbinen einen relevanten Schädigungsmechanismus dar. Inhalt dieser Arbeit war die Charakterisierung des thermomechanischen Verformungs- und Ermüdungsverhaltens der modernen gamma-TiAl-Legierung TNB-V5. Dabei wurden die Einflüsse der Mikrostruktur, der Phasenbeziehung zwischen thermischer und mechanischer Beanspruchung, des Temperaturbereiches und der Höhe der mechanischen Beanspruchung untersucht. Zum Verständnis der Ergebnisse wurden moderne Methoden der Mikrocharakterisierung angewandt. Zur Beschreibung des Lebensdauerverhaltens wurden der Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und der Schädigungsparameter PHL nach Haibach und Lehrke erfolgreich angewandt. Es wurden folgende, wesentlich über den bisherigen Stand des Wissens hinausgehende Erkenntnisse gewonnen: Eine Beanspruchung mit der Phasenbeziehung Clockwise-Diamond (CD) bzw. Counter-Clockwise-Diamond (CCD) führt im Gegensatz zur In-Phase- (IP) oder Out-of-Phase- (OP) Beanspruchung nur zu geringen Unterschieden zwischen den Beträgen der Ober- und der Unterspannung. Unter CD- und CCD-Beanspruchung kommt es zu nahezu keinen bzw. im Vergleich zur IP- und OP-Beanspruchung deutlich geringeren Zug- oder Druckmittelspannungen. Des Weiteren unterscheiden sich die Spannungs-Dehnungs-Hysteresekurven unter CD- bzw. CCD-Beanspruchung nur sehr wenig. Die Bruchlastspielzahlen der CD- und CCD-Versuche liegen immer zwischen denen der IP- und OP-Versuche. Für eine Lebensdauervorhersage unter thermomechanischer Beanspruchung sind die Schädigungsparameter PSWT nach Smith, Watson und Topper und PHL nach Haibach und Lehrke gut geeignet, wenn der Versuchs- bzw. Anwendungstemperaturbereich Temperaturen oberhalb des Spröd-Duktil-Überganges (ca. 750°C) beinhaltet. Ist dies der Fall, dann weichen die experimentell ermittelten Lebensdauern im betrachteten Bereich (Bruchlastspielzahl ca. 50 – 3000) maximal um den Faktor ±3 von den vorhergesagten Werten ab. Der Einfluss der Mikrostruktur auf das zyklische Verformungs- und Ermüdungsverhalten ist unter den betrachteten Bedingungen überraschend gering. Die Mikrostrukturen Near-Gamma und Duplex zeigen unter allen Versuchsbedingungen vergleichbare Lebensdauern, während das Fully-Lamellar-Gefüge tendenziell etwas höhere Lebensdauern aufweist. Weiterhin stellen die gewonnenen Ergebnisse eine wertvolle Datenbasis für die Auslegung von thermomechanisch beanspruchten Komponenten im Turbinen- und Motorenbau dar.

Il devient de plus en plus clair que pour traiter efficacement les tumeurs solides, nous devons également nous intéresser au microenvironnement tumoral. Physiologiquement, les zones intratumorales peuvent présenter une disponibilité anormale en nutriments, un pH altéré ou encore des niveaux d’oxygène bas (hypoxie). Il est connu que l’adaptation hypoxique engendre des cellules tumorales qui sont plus difficiles à traiter indépendamment de l’approche thérapeutique. De plus, l’adaptation hypoxique est nécessaire pour la progression tumorale puisque cette dernière favorise des processus tels que: la survie cellulaire, la motilité, l’angiogenèse, le métabolisme du glucose, l’immunomodulation ainsi que la résistance aux médicaments. Ces phénotypes passent par la régulation des ARN messager (ARNm) et des micro ARN (miARN). Pour ces raisons, des efforts importants ont été déployés pour comprendre l’adaptation hypoxique et les interventions thérapeutiques potentielles pouvant la contrer. À l’heure actuelle, il y a un manque de cohérence et de variété dans les protocoles de traitement hypoxique in vitro qui ne tient pas compte des aspects importants de l’hypoxie in vivo, comme la réduction de la disponibilité en éléments nutritifs, la durée de l’exposition hypoxique ainsi que le degré d’hypoxie. Pour mieux simuler le microenvironnement hypoxique in vivo, nous avons développé de nouveaux protocoles hypoxiques in vitro qui visent à simuler ces aspects. Tout d’abord, en utilisant une lignée cellulaire B16-HIF1a-eGFP, nous avons optimisé le stress métabolique à court terme en conjonction avec l’hypoxie pour augmenter la stabilisation de l’HIF1a. Pour déterminer comment le programme HIF1 adapte les cellules à ces différentes conditions, nous avons analysé les données de séquencage d’ARN qui démontrent que le stress métabolique induit un programme transcriptionnel HIF1 plus robuste et diversifié dans les cellules hypoxiques, et que ce dernier est représentatif du stress hypoxique in vivo. Nous avons également identifié de nouveaux miARN induits par l’hypoxie et démontré que notre protocole d’incubation régule davantage les miRNA associés au pronostic négatif du patient. Nous avons aussi étudié l’adaptation hypoxique à long terme et extrême in vitro. Nous avons observé que l’incubation hypoxique à long terme induit une transition épithéliale à mésenchymateuse (TME), indépendante de l’expression différentielle des facteurs de transcription du TME canonique. Ce changement se produit à des niveaux spécifiques d’oxygène, et nécessite une pré-incubation à des niveaux hypoxiques plus faible. Avec ce protocole, nous avons découvert une nouvelle isoforme de WT1 (tWT1), un moteur potentiel du TME. tWT1 commence la transcription dans l’intron 5 du gène WT1, une région avec plusieurs séquences d’ADN contenant des éléments de réponse à l’hypoxie. La protéine tWT1 a une fonctionnalité limitée : elle est localisée au niveau du noyau, et conserve la liaison de l’ADN aux régions précédemment connues. Nous avons aussi identifié l’expression de tWT1 dans les échantillons de patients atteints de leucémie ainsi qu’une isoforme tWT1 potentiellement plus fonctionnelle grâce à des analyses par kmer. Pour cibler ces phénotypes identifiés dans nos expériences d’adaptation hypoxiques, nous avons développé une nouvelle catégorie d’ARN intérférent (ARNi) thérapeutique : le microARN synthétique (synmiR). Les synmiR sont des molécules de RNAi avec des multiples cibles. En utilisant des expériences in vivo, nous avons établi de nouveaux principes de RNAi qui élargissent considérablement l’espace de conception pour les synmiR. Nous avons mis au point deux algorithmes de conception de synmiR distincts et avons testé leur efficacité dans le contrôle de l’activité transcriptionnelle du génome du VIH in vivo. En conclusion, nous avons montré que l’inclusion de facteurs physiologiques supplémentaires associés à l’hypoxie in vitro entraîne un engagement plus robuste de l’adaptation de l’hypoxie. À ce jour, aucun de nos protocoles d’hypoxie n’a été reproduit dans la littérature. Nous contribuons aux connaissances dans le domaine en décrivant les nouveaux ARNm/miARN induits par l’hypoxie, ainsi que la méthode d’induction fiable de l’EMT par l’hypoxie seulement. Nous faisons également état de l’existence de nouveaux isoformes de WT1 et de leurs liens avec le cancer et l’hypoxie. La connaissance de ces isoformes est importante pour l’avenir de la recherche sur WT1, car elle pourrait faire la lumière sur des résultats auparavant inexplicables. Notre travail dans les synmiR ouvre une nouvelle voie d’investigation pour le traitement de certaines maladies, et fournit un mécanisme d’action testable pour les miRNA endogènes. Une fois suffisamment développés, les synmiR offrent une occasion thérapeutique unique d’exploiter leur multi-ciblage pour avoir un impact spectaculaire sur une seule voie, ou affecter plusieurs voies par le ciblage simultané de gènes clés. / It is becoming increasingly clear that in order to effectively treat solid tumours, we must also address the tumour microenvironment. Physiologically, intratumoral areas may have abnormal nutrient availability, pH, or lower oxygen levels (hypoxia). It is known that hypoxic adaptation results in tumour cells which are harder to treat regardless of therapeutic approach, and hypoxic adaptation is necessary for disease progression due to the induction of tumour promoting phenotypes such as, but not limited to: cell survival, motility, angiogenesis, glucose metabolism, immunomodulation, and drug resistance. This is accomplished through the regulation of both mRNAs and miRNAs. For these reasons, significant effort has been applied to understanding hypoxic adaptation and potential therapeutic interventions. Currently, there is a lack of consistency and protocol variety in in vitro hypoxic treatments that leaves out important aspects of in vivo hypoxia, such as reduced nutrient availability, length of hypoxic exposure, and degree of hypoxia. To better simulate the in vivo hypoxic microenvironment, we have developed new in vitro hypoxic protocols which aim to simulate these aspects. First, using a B16-HIF1α-eGFP hypoxia reporter cell line, we optimized short-term metabolic stress in conjunction with hypoxia to enhance HIF1α stabilization. To ascertain how the HIF1 program adapts the cells to these different conditions, deep transcriptome profiling were performed and demonstrated metabolic stress induces a more robust and diversified HIF1 transcriptional program in cells under hypoxia, which was more representative of in vivo hypoxic stress. We identified novel hypoxia-induced miRNAs as well, and demonstrated our incubation protocol regulated more miRNAs associated with negative patient prognosis. We also investigated long-term and extreme hypoxic adaptation in vitro. Long term hypoxic incubation induced a epithelial to mesenchymal transition (EMT), independent of canonical EMT factor differential expression. This switch occurred at specific oxygen levels, and required pre-incubation at milder hypoxic levels, highlighting the relevance of simulating in vivo hypoxia development in vitro. Through this protocol, we discovered a novel isoform of WT1 (tWT1), a potential driver of our EMT. tWT1 begins transcription within intron 5 of the WT1 gene, a region with several Hypoxia Response Elements DNA sequences. tWT1 retains limited functionality: it is able to localize to the nucleus, and retains DNA binding to previously known gene promoter regions. We also identified the expression of tWT1 in leukemic patient samples as well as a potentially more functional tWT1 isoform through kmer-based analyses. To target these multiple phenotypes identified in our hypoxia adaptation experiments, we worked towards developing a new category of RNA-interference (RNAi) therapeutic, the synthetic microRNA (synmiR). SynmiRs are single-sequence, multi-targeted RNAi molecules. Using in vivo knock-down experiments, we established new RNAi principles which dramatically expand the design space for synmiRs. We developed two philosophically distinct synmiR design algorithms, and validated their efficacy in controlling HIV genome transcriptional activity in vivo. In conclusion, we have shown the inclusion of additional physiological factors associated with hypoxia in vitro results in a more robust engagement of hypoxia adaptation. To date, neither of our hypoxia protocols have been replicated in the literature. We contribute to the literature by describing novel hypoxia induced mRNAs/miRNAs, as well as methods for reliably inducing EMT through hypoxia alone. We also discovered the existence of novel WT1 isoforms and their links to cancer and hypoxia. Knowledge of these isoforms is important for WT1 research moving forward, as it may shed light on previously unexplainable results. Our work in synmiRs opens a new therapeutic avenue for multiple disease states, and provides a testable mechanism of action for endogenous miRNAs. Once sufficiently developed, synmiRs offer a unique therapeutic opportunity to harness their multi-targeting to dramatically impact a single pathway, or affect multiple pathways through simultaneous targeting of key genes.