La thrombospondine-1 (TSP-1) est une glycoprotéine multi-modulaire exprimée de façon ubiquitaire qui régule de nombreux processus pathophysiologiques tels que l'adhérence cellulaire, la prolifération, l'apoptose, l'inflammation et les réponses cardiovasculaires. La TSP-1 est reconnue comme un acteur moléculaire majeur au sein du microenvironnement tumoral et constitue une cible de choix pour le développement d'agents thérapeutiques anti- cancéreux. L'interaction de la TSP-1 avec le récepteur membranaire CD47 est largement rapportée comme étant impliquée dans la progression tumorale et la mise en place d'une résistance aux traitements chiomiothérapeutiques. De ce fait, nous avons cherché à identifier et à caractériser un agent moléculaire novateur se comportant comme antagoniste sélectif de l'interaction TSP-1:CD47. Des expériences de docking protéine-protéine et de simulation moléculaire ont été réalisées afin de concevoir un nouveau peptide dérivé du CD47, nommé TAX2. Le peptide TAX2 empêche l'interaction de la TSP-1 avec le CD47, comme cela a été confirmé par co-immunoprécipitation et test ELISA. De manière intéressante, le peptide TAX2 inhibe la migration des cellules endothéliales, la formation de structures multi- cellulaires de type capillaire ainsi que le développement de micro-vaisseaux à partir d'explants aortiques. De façon cohérente avec ces observations, nos résultats mettent en évidence que le peptide TAX2 promeut la liaison de la TSP-1 au sein de complexes moléculaires comprenant le récepteur CD36, et inhibe en conséquence la voie de signalisation associée au VEGF et au VEGFR2. Enfin, une approche d'imagerie multi-modale et multi-échelles combinant des marquages histologiques, l'analyse de la densité micro-vasculaire, des analyses d'imagerie de résonance magnétique et d'imagerie infra-rouge à transformée de Fourier, ainsi qu'un suivi longitudinal par micro-tomographie à rayons X a été conduite afin de quantifier l'angiographie tumorale in vivo. Les résultats obtenus chez la souris C57Bl/6 révèlent que des administrations intra-péritonéales du peptide TAX2 perturbent fortement le réseau vasculaire associé à la tumeur de mélanome et induisent une importante nécrose tumorale entrainant l'effondrement de la tumeur. De plus, nous avons démontré que le peptide TAX2 inhibe considérablement la dissémination métastatique sans affecter les organes sains. Nous avons donc identifié le premier antagoniste sélectif de l'interaction TSP-1:CD47 qui, en contournant le problème des molécules existantes ciblant aveuglément le CD47, présente des activités anti-angiogéniques, anti-tumorales et anti-métastatiques in vivo qui pourraient à terme fournir de nouvelles approches thérapeutiques en pathologie tumorale. / Thrombospondin-1 (TSP-1) is a ubiquitously expressed multi-modular glycoprotein involved in many pathophysiological processes including regulation of cell adhesion, proliferation, apoptosis, inflammation and cardiovascular response. TSP-1 is recognized as a major molecular actor within tumor microenvironment and constitutes an exciting target for the development of useful therapeutic agents against tumorigenesis. TSP-1 binding to CD47 membrane receptors is widely reported to support tumor progression and may drive chemotherapeutic drug resistance. Thus, we sought to identify and characterize an innovative molecular agent acting as selective antagonist for TSP-1:CD47 interaction. Protein-protein docking and molecular dynamics simulations were conducted to design a novel CD47-derived peptide, called TAX2. TAX2 prevents TSP-1 binding to CD47, as revealed by ELISA binding assays and co-immunoprecipitation experiments. Interestingly, TAX2 inhibits endothelial cell migration, formation of multi-cellular capillary-like structures and sprouting of microvessels from aortic explants. Consistently, our data highlighted that TAX2 peptide promotes TSP-1 binding to CD36-containing complexes, leading to disruption of VEGF/VEGFR2 signaling. Furthermore, a multi-modal and multi-scale imaging approach was conducted combining histopathological staining, tumor-associated microvessel density, magnetic resonance imaging analysis, Fourier transform infrared imaging and micro-computed tomography monitoring for 3D quantification and longitudinal follow-up of tumor angiography in vivo. The results obtained from C57Bl/6 mice revealed that intraperitoneal administration of TAX2 highly disturbs melanoma tumor vascularization network, inducing an extensive tumor necrosis and subsequent tumor collapse. Furthermore, we demonstrated that TAX2 drastically inhibits the melanoma lung metastases dissemination without affecting healthy organs. Overall, we designed the first selective antagonist for TSP-1:CD47 interaction. By bypassing the problem of existing molecules blindly targeting CD47, we revealed that TAX2 exhibits anti- angiogenic, anti-tumor and anti-metastatic activities in vivo that could supply new innovative therapeutic approaches against malignant diseases.

Angiogenesis is the growth of new blood vessels from existing vasculature; it requires the breakdown of existing blood vessel walls followed by the migration and proliferation of endothelial cells to form the new vessels. It is a complex process that is regulated by many pro- and anti-angiogenic factors and the roles of some of these factors are still unclear. Angiogenesis is a key feature of many pathological conditions including cancer, polycystic ovary syndrome and endometriosis so is an area of great research interest. There are several methods currently available for the study of angiogenesis, both in vitro and in vivo, and whilst all of these methods have enhanced understanding of angiogenesis, they also have limitations. The ovary is an excellent model for the study of angiogenesis as it undergoes intense vascular morphogenesis in a cyclical manner. The female reproductive system is unique as no other healthy adult tissue undergoes spontaneous angiogenesis. The tissues in the ovary undergo constant remodelling during both folliculogenesis and the formation and regression of the corpus luteum. Blood vessels are recruited from the ovarian stroma at the preantral stage to form vascular sheaths, in the thecal layer, which surround the developing follicle and supply nutrients, hormones and allow gaseous exchange. As follicular development progresses to the antral stage, when gonadotrophin-dependence is established, increased angiogenesis is essential to sustain development of the rapidly expanding follicle. Previous research into ovarian angiogenesis has focussed on the corpus luteum but the mechanisms of the regulation of angiogenesis during folliculogenesis need further elucidation. The work in this thesis aims to develop and utilise an in vitro angiogenesis assay using the culture of intact preantral and early antral follicles to provide a new approach to the study of follicular angiogenesis. During the course of this thesis this assay was utilised to investigate the effect of various factors on follicular angiogenesis and ovarian function. The role of the putative anti-angiogenic factor thrombospondin-1 (TSP-1) in the regulation of physiological angiogenesis was investigated using the in vitro angiogenesis assay developed during the course of this thesis and the role of TSP-1 in normal ovarian function was investigated using the culture of isolated granulosa cells. The results suggest that TSP-1 is able to inhibit angiogenesis and that it has an extravascular role in the ovary, in vitro. These findings were extended to an in vivo angiogenesis model where follicular angiogenesis was assessed by quantitative immunohistochemistry for bromodeoxyuridine and the endothelial cell marker CD31. The extravascular role for TSP-1 was also further investigated in vivo and was assessed by quantitative immunohistochemistry for activated caspase-3. The results confirmed the findings of the in vitro study, indicating that TSP-1 has antiangiogenic action and acts to clear non-dominant follicles from the ovary through the induction of atresia. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is the main factor involved in stimulating angiogenesis and many advances have been made into elucidating the role, and the mechanisms of action, of VEGF on angiogenesis. Angiopoietin-1 (Ang-1) is considered to be one of the main factors acting in concert with VEGF to stabilise new blood vessels and its role in angiogenesis has been the subject of much discussion and controversy. This thesis investigates the effects of Ang-1 on follicular angiogenesis and development, using the in vitro angiogenesis assay, granulosa cell culture and RNA knockdown experiments. The results have shown that Ang-1 can induce follicular angiogenesis at high doses and that at low doses stimulates prosurvival pathways and inhibits apoptotic mediators. This thesis describes a novel in vitro culture system for the study of angiogenesis in ovarian follicles. Using this system the effects of various factors on follicular angiogenesis and on follicle development and survival have been investigated. Investigations into the mechanisms of action of these factors have also been performed. These studies have improved understanding of the regulation of follicular angiogenesis and have indicated extravascular roles for angiogenic factors in the ovary. Since angiogenesis is a key feature of many pathological conditions, the ability to manipulate angiogenesis and to investigate and quantify the effects of proor anti-angiogenic compounds may have important clinical implications.

Parallèlement au rôle central du récepteur aux androgènes, l’environnement tumoral immédiat exerce aussi une action majeure sur la progression du cancer de la prostate. L’hypoxie locale, par le biais de régulations multiples, serait impliquée dans la migration cellulaire et la dissémination tumorale. L’objectif de ma thèse a été d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et de nouveaux marqueurs pronostiques pour ces cancers. J’ai tout d’abord participé à l’identification d’un partenaire du récepteur aux androgènes, la protéine CAD, enzyme clé de la synthèse des pyrimidines. Parallèlement, nous nous sommes intéressés au rôle d’un anti-angiogénique endogène dans la progression du cancer de la prostate, la thrombospondine-1 (TSP-1). Bien que l’activité anti angiogénique soit souvent considérée comme anti-tumorale, nous avons mis en évidence le caractère protumoral de la TSP-1, par son action promigratoire sur les cellules tumorales. Ces travaux m’ont conduits à étudier l’axe CXCR4/SDF-1, régulé en partie par l’hypoxie et stimulant la migration cellulaire. Nous avons montré sur tissu humain que CXCR4 était exprimé principalement au niveau du front tumoral des cancers localisés et localement avancés, et que son expression était associée à une transition épithélio-mésenchymateuse. SDF-1 était surexprimée selon un gradient croissant allant du centre des tumeurs vers le tissu péritumoral distant, exerçant possiblement un chimiotactisme sur les cellules du front tumoral. La surexpression de CXCR4 au front tumoral ainsi que le gradient de SDF1 étaient associés au pronostic. / In addition to the pivotal role of the androgen receptor, the immediate tumor microenvironment plays an essential role in prostate cancer progression. Local hypoxia, through multiple regulation mechanisms, may be implicated in the migration of tumor cells and dissemination. The aim of my thesis was to identify new therapeutic targets and prognostic markers for these cancers. I first participated in the identification of a new partner of the androgen receptor, the protein CAD that is a key enzyme of pyrimidine synthesis. We also studied the role of the endogenous anti-angiogenic thrombospondin-1 (TSP-1) in prostate cancer progression. Although anti-angiogenic activity is usually matched with tumor inhibition, we showed that TSP-1 exerted protumoral effects by stimulating cell migration. These observations led me to study the hypoxia-induced CXCR4/SDF-1 axis that is known to promote cell migration through the extra-cellular matrix. We showed on human tissue that CXCR4 was overexpressed in the tumor front of localized and locally advanced prostate cancers, and that its expression was associated with an epithelial mesenchymal transition. An increasing gradient of SDF-1 was observed from the tumor center to the distant peritumoral tissue, potentially attracting CXCR4-expressing tumor cells of the tumor front. CXCR4 overexpression in the tumor front, as well as SDF1 gradient, were associated with prognosis.

La Bone Morphogenetic Protein-1 (BMP-1) est une métalloprotéase impliquée dans la maturation et l'activation de nombreuses molécules extracellulaires. Parmi celles-ci, on trouve notamment les collagènes fibrillaires, les protéines les plus abondante chez l'Homme, ainsi que les facteurs de croissance de la superfamille du TGF-ß, des protéines pléiotropes. Au travers de ses fonctions, BMP-1 joue un rôle crucial au cours du développement embryonnaire mais également durant les processus physiologiques et pathologiques de remodelage tissulaire (cicatrisation, fibroses, croissance osseuse, cancers...).Le projet présenté dans ce manuscrit a consisté à étudier plusieurs fonctions importantes de BMP-1 au niveau moléculaire et à caractériser les conséquences de ces activités au niveau de plusieurs types cellulaires.Dans un premier temps, un test quantitatif a été mis au point afin de pouvoir étudier en temps réel l'effet de BMP-1 sur les collagènes fibrillaires ainsi que les mécanismes de sa régulation. Par la suite, de nouveaux substrats de BMP-1 ont été mis en évidence, parmi lesquels des co-récepteurs du TGF-ß (Bétaglycan, CD109) ainsi qu'une protéine matricellulaire (TSP-1). L'étude de ces activités a permis de caractériser les multiples voies par lesquelles BMP-1 est capable de réguler l'activité du facteur de croissance TGF-ß.De plus, nous avons mis en évidence que le clivage de ces différents substrats entraine une modulation importante du phénotype de plusieurs lignées cellulaires (HT1080, HEK-293T) avec des effets au niveau de l'adhésion, la prolifération et la migration cellulaire. En conclusion, ce travail révèle que les activités de BMP-1 s'étendent bien au-delà de ce qui est actuellement décrit / Bone Morphogenetic Protein (BMP-1) is a metalloprotease known to be involved in the maturation and activation of several important extracellular proteins, including fibrillar collagens and growth factors of the TGF-beta superfamily. As a consequence, it is essential for embryonic development and tissue remodeling and has been clearly involved in lethal diseases such as fibrosis and cancer.This thesis project focused on the major molecular functions of BMP-1 and their implications for the phenotype of several cell types. First, a quantitative and real-time assay was developed to study the effect of BMP-1 and associated regulatory proteins on fibrillar collagens. Then, new BMP-1 substrates, such as TGF-ß co-receptors (Betaglycan and CD109) and matricellular proteins (TSP-1) were characterized in detail. Especially, we evidenced that these activities played a major role in the regulation of the TGF-ß pathway.Furthermore, we shown that these BMP-1 activities induce major phenotype changes (adhesion, proliferation, migration) in several cell lines including HT1080 and HEK-293T. Altogether, this work reveals that BMP-1 substrates extend far beyond what is presently described and open several perspectives for future studies

Les capillaires sanguins sont des éléments essentiels pour le maintien des fonctions du tissu adipeux comme du muscle squelettique. L’obésité induit une raréfaction capillaire intense dans ces tissus, altérant leur microenvironnement et aboutissant en définitif à des dysfonctions métaboliques systémiques. Malgré l’importance de la microcirculation adipeuse, les mécanismes moléculaires régulant la plasticité de ce réseau capillaire, processus appelé angio-adaptation, restent méconnus. L’activité physique exerce de multiples effets bénéfices chez l’obèse, stimulant notamment la croissance vasculaire dans le muscle squelettique. Dans ce tissu, la réponse angio-adaptative au cours de l’obésité et à l’exercice est sous le contrôle de l’axe Mdm2/FoxOs. Ces facteurs régulent la balance entre le signal pro-angiogénique du VEGF-A et anti-angiogénique de la TSP-1, équilibrant ainsi les processus de croissance et régression capillaire. Nous proposons l’existence d’un mécanisme de signalisation similaire, impliqué dans la régulation du processus angio-adaptatif des tissus adipeux et musculaires. Nous avons alors étudié les effets de 7 semaines d’exercice physique volontaire, chez des souris C57Bl/6 rendues obèses par un régime riche en graisses et en sucre, sur la microcirculation et le microenvironnement du tissu adipeux blanc viscéral et sous-cutané, ainsi que du brun interscapulaire. Il a été retrouvé chez les souris obèses un puissant frein angiostatique, exercé par FoxOs et conduisant à une raréfaction capillaire dans les tissus adipeux. Les 7 semaines d’exercice physique ont conduit à l’augmentation de Mdm2, la levée de ce frein et une croissance vasculaire au sein des différents tissus adipeux, associés à l’amélioration du microenvironnement adipocytaire, avec une baisse de l’hypoxie, de la fibrose et une redistribution des cellules inflammatoires. De plus, la stimulation de l’angiogenèse adipeuse chez l’obèse, via l’exercice et l’action pro-angiogénique de Mdm2, a permis d’améliorer l’insulino-sensibilité du tissu adipeux viscéral, d’activer le processus de browning au sein du tissu adipeux sous-cutané et de réduire le whitening du tissu adipeux brun. Il en résulte une amélioration de l’ensemble des paramètres cardiométaboliques systémiques. Ces données démontrent l’efficacité thérapeutique de l’exercice physique dans la lutte contre l’obésité et ses pathologies associées, mais offrent également de nouvelles perspectives de thérapies moléculaires ciblant l’angio-adaptation du tissu adipeux chez l’Homme obèse. / Blood capillaries are essential elements for maintaining adipose tissue and skeletal muscle functions. Obesity induces intense capillary rarefaction in these tissues, altering their microenvironment and ultimately resulting in systemic metabolic dysfunction. Despite the importance of adipose microcirculation, molecular mechanisms regulating adipose capillary network plasticity, a process called angio-adaptation, remains unknown. Physical exercise exerts multiple beneficial effects in obese patient, including skeletal muscle vascular growth stimulation. In this tissue, angio-adaptive response during obesity and exercise is under the control of the Mdm2/FoxOs axis. These factors regulate harmonization between VEGF-A pro-angiogenic signal and TSP-1 anti-angiogenic, thus balancing growth and capillary regression processes. We made the hypothesis of the existence of a similar signaling mechanism, involved in the angio-adaptive process regulation of adipose and muscular tissues. Therefore, we studied the effects of 7 weeks-voluntary physical exercise in C57Bl/6 obese mice induced by a diet rich in fats and sugar, on microcirculation and microenvironment of visceral and subcutaneous white adipose tissue, as well as interscapular brown adipose tissue. Obese mice presented a powerful angiostatic control in all adipose tissues, under FoxOs protein regulation, leading to capillary rarefaction. Physical exercise led to the increase of Mdm2 expression, repressing the angiostatic control in favor of adipose vascular regrowth. This phenomenon was also associated with adipocytes microenvironment improvement, a decrease in hypoxia, fibrosis and redistribution of inflammatory cells. In addition, adipose angiogenesis stimulation in obese mice, through exercise and the Mdm2 pro-angiogenic action, improved visceral adipose tissue insulin sensitivity, activated browning process within subcutaneous adipose tissue and reducing whitening of brown adipose tissue. The overall result is an improvement of all systemic cardiometabolic parameters. These data demonstrate the therapeutic efficacy of physical exercise against obesity and its associated pathologies, but also offer new prospects for molecular therapies targeting the adipose angio-adaptation in obese humans.

Abstract Ovarian cancer is the leading cause of death from gynaecological cancers in the Western world. Ovarian cancer comprises of tumours with distinct behaviour and individually different responses to chemotherapy, even within the same histology. Unfortunately, there are no molecular markers in clinical use to either distinguish between patients with better and worse prognosis or to predict individual chemosensitivity. The comprehension of the molecular effects of chemotherapeutic drugs is a prerequisite for finding predictive molecular factors for chemoresponse and prognosis. Some proteins in molecular pathways contributing to DNA damage response, angiogenesis and oxidative stress have been implicated in ovarian cancer prognosis. In this study, the responses in p53 pathway and among angiogenesis-related factors to chemotherapeutic drugs were analysed in ovarian cancer cell lines. In OVCAR-3 cells with mutated p53, cisplatin but not docetaxel induced p14ARF, an important regulator of p53, at mRNA and protein level. Cisplatin also significantly increased the mRNA expression of angiogenesis-related factors TSP-1, BMP-4, ET-1 and PlGF-2 while an equivalent dose of docetaxel had only minor effects. In clinical ovarian carcinomas, the expression of BMP-4, TSP-1 and CD105 as well as the marker of oxidative stress derived DNA damage, 8-OHdG, and peroxiredoxin antioxidants were analysed by immunohistochemistry. High expression of BMP-4 and cytoplasmic peroxiredoxin IV were associated with better prognosis, while high 8-OHdG expression associated with shorter survival. Explant cultures of fresh ovarian tumour tissue were used for the evaluation of individual responses of p53 and Hdm2 after in vitro treatments of the explant cultures by carboplatin or docetaxel. Major differences between the individual tumours were found, especially in the responses of p53 to carboplatin. The results of this study suggest, that BMP-4, 8-OHdG and peroxiredoxin IV may serve as prognostic markers in ovarian cancer. The differences shown in the molecular responses to platinum and taxane drugs may have value in tailoring individual chemotherapy. Also, fresh ovarian cancer tissue explant culture is worth further studies as a predictive method for analysing individual tumour responses for chemotherapeutic agents. / Tiivistelmä Munasarjasyöpä on suurinta kuolleisuutta aiheuttava gynekologinen syöpä läntisessä maailmassa. Munasarjakasvaimet eroavat toisistaan niin käyttäytymiseltään kuin yksilölliseltä sytostaattihoitovasteeltaan, jopa sama histologisen tyypin sisällä. Kliinisessä käytössä ei valitettavasti ole sellaisia molekulaarisia merkkiaineita, jotka erottaisivat toisistaan paremman ja huonomman ennusteen kasvaimet tai ennustaisivat yksilöllistä solunsalpaajaherkkyyttä. Hoitovastetta ja potilaan prognoosia ennustavien merkkiaineiden löytämisen edellytys on kemoterapian molekyylitason vaikutusten ymmärtäminen. DNA vaurion tunnistamiseen, angiogeneesiin ja oksidatiiviseen stressiin liittyvien vaikutusreittien joillakin proteiineilla on ehdotettu olevan ennusteellista merkitystä munasarjasyövässä. Tässä väitöskirjatyössä analysoitiin munasarjasyöpäsoluja käyttäen p53 vaikutusreitin ja eräiden angiogeneesiin liittyvien tekijöiden vasteita sytostaateille. Mutatoitunutta p53 proteiinia kantavissa OVCAR-3 soluissa sisplatiini, toisin kuin dosetakseli, indusoi p53 proteiinin tärkeää säätelijää, p14ARF:a sekä mRNA- että proteiinitasolla. Sisplatiini lisäsi merkittävästi myös usean angiogeneesiin liittyvän tekijän (TSP-1, BMP-4, ET-1 ja PlGF-2) mRNA:ta. Dosetakselin vaikutukset vastaavalla annoksella olivat vähäiset. Kliinisissä munasarjasyövissä BMP-4, TSP-1 ja CD105 sekä oksidatiivisen stressin aiheuttaman DNA-vaurion merkkiaineen, 8-OHdG:n sekä peroksiredoksiiniantioksidanttien ilmeneminen analysoitiin immunohistokemiallisesti. BMP-4:n ja sytoplasmisen peroksiredoksiini IV:n vahva ilmentyminen liittyivät parempaan ennusteeseen, kun taas 8-OHdG:n vahva ilmentyminen liittyi huonompaan elinajan ennusteeseen. Tuoreen munasarjasyöpäkudoksen eksplanttiviljelyn avulla selvitettiin p53 ja Hdm2 proteiinien vasteita syöpäkudoksen karboplatiini- tai dosetakseli-käsittelyille. Selkeitä yksilökohtaisia eroja havaittiin erityisesti karboplatiinin aiheuttamissa p53 vasteissa niin eri potilaiden kuin eri histologisten kasvaintyyppien välillä. Tämän väitöskirjatutkimuksen tulokset antavat viitteitä BMP-4:n, 8-OHdG:n ja peroksiredoksiinin mahdollisesta ennusteellisesta merkityksestä munasarjasyövässä. Erot platinayhdisteiden ja taksaanien välillä saattavat osoittautua merkittäviksi yksilöllisiä syövän hoitoja räätälöitäessä. Tuoreen munasarjasyöpäkudoksen eksplanttiviljelyn mahdollisuuksia yksilöllisten kasvainten hoitovasteiden ennustamisessa kannattaa selvittää jatkotutkimuksin.

La Thrombospondine-1 (TSP-1) représente l'un des principaux activateurs endogènes du TGF-?1 et possède des propriétés anti-angiogéniques et immunomodulatrices. L'un de ses récepteurs, le CD47, joue un rôle critique dans son effet anti-angiogénique et module l'inflammation. Après obstruction urétérale unilatérale (UUO), l'expression de la TSP-1 augmente, est corrélée à celle du TGF-?1 et du collagène III et décroît avec la réparation tissulaire qui accompagne la désobstruction urétérale. L'utilisation de souris knock-out pour la TSP-1 a permis de montrer qu'elle participe au développement des lésions tubulaires rénales en favorisant les altérations vasculaires et le recrutement des cellules inflammatoires. Cet effet pro-inflammatoire dépend, au moins en partie, du facteur chimiotactique MCP-1, de l'augmentation du rolling leucocytaire et de l'activation de la voie Th17. Les souris knock-out pour CD47 bénéficient également d'une protection tubulaire et vasculaire. Cependant, elles présentent une fibrose interstitielle accrue associée à une augmentation de l'expression de la TSP-1 et du TGF-?1 qui pourrait compromettre une éventuelle récupération rénale. L'étude préliminaire de modèles de néphroangiosclérose chez le rat et la souris révèle que la TSP-1 est surexprimée dans le parenchyme rénal au cours de l'hypertension artérielle. L'intensité de son expression est corrélée à la sévérité des lésions histologiques, suggérant son rôle physiopathologique. Ces résultats montrent que la TSP-1 et le récepteur CD47 participent au développement de la fibrose rénale et représentent donc des cibles thérapeutiques potentielles au cours des maladies rénales chroniques. / Thrombospondin-1 (TSP-1) is a major endogenous activator of TGF-β1 and has anti-angiogenic and immunomodulatory properties. One of its partners, receptor CD47, plays a critical role in its anti-angiogenic activity and also regulates inflammation. After unilateral ureteral obstruction (UUO), TSP-1 expression increases, correlates to TGF-β1 and collagen III expression and decreases with renal repair after desobstruction. Use of TSP-1 knock-out mice allowed us to demonstrate that TSP-1 favours renal injury by increasing vascular lesions and inflammatory cells recruitment. This pro-inflammatory effect depends, at least in part, on chemotactic factor MCP-1, increasing in leukocyte rolling and engagement of T cells in Th17 pathway. CD47 knock-out mice also benefit from tubular and vascular protection after UUO. However, they exhibit increased interstitial fibrosis associated with higher expression of TSP-1 and TGF-β1, which could compromise renal repair. Preliminary study of nephroangiosclerosis models in rats and mice revealed that TSP-1 expression is induced in renal tissue by arterial hypertension and is correlated to the severity of histological lesions, suggesting its physiopathological role. These results show that TSP-1 and CD47 are involved in renal fibrosis and that they represent potential therapeutic target in the management of chronic kidney disease.

Localisé entre l'Epithélium Pigmentaire Rétinien (EPR) et les segments externes des photorécepteurs, l'espace sous-rétinien est une zone immunosuppressive ; régulée par des signaux comme la thrombospondine-1 (TSP-1) ou Fas Ligand (FasL), qui empêchent l'accumulation des phagocytes mononucléés (PMs), en particulier des monocytes inflammatoires. La Dégénérescence Maculaire Liée à l'Age (DMLA) est associée à une rupture de l'immunosuppression de cet espace, et s'accompagne d'une accumulation de PMs ; causant la mort des photorécepteurs, la dédifférenciation de l'EPR et une néovascularisation pathologique. Des études d'associations génétiques ont établi un lien entre la DMLA et un haplotype qui affecte le locus 10q26, qui contient trois gènes : PLEKHA1, ARMS2 et HTRA1. L'haplotype est associé à une augmentation de la transcription de HTRA1 dans les lymphocytes ou les cellules de l'EPR. HTRA1 code pour une sérine protéase qui a une multitude de substrats ; mais le mécanisme par lequel elle pourrait être impliquée dans la pathogenèse de la DMLA reste inconnu. TSP-1 est une glycoprotéine exprimée par l'EPR, les macrophages résidents et inflammatoires. Le domaine C-terminal de TSP-1 contient deux séquences VVM qui peuvent chacune interagir avec un récepteur CD47. Dans cette étude, nous montrons que HTRA1 clive TSP-1 et inhibe l'élimination des PMs régulée par l'interaction entre TSP-1 et CD47 à l'état physiologique, in vitro et in vivo. L'activation pharmacologique de CD47 nous a permis d'annuler les effets pro-inflammatoires de HTRA1 et pourrait représenter un espoir thérapeutique pour le contrôle de la progression de la DMLA chez les patients porteurs de l'haplotype à risque. / Localized between the Retinal Pigment Epithelium (RPE) and the photoreceptors outer segments, the subretinal space is an immunosuppressive zone, mediated by signals such as Thrombospondin-1 (TSP-1), Fas Ligand (FasL) that prevent the accumulation of Mononuclear Phagocytes (MPs) and in particular pathogenic inflammatory monocytes. Age related Macular Degeneration (AMD) is associated with a breakdown of this immunosuppressivity and an accumulation of MPs, which causes photoreceptor degeneration, RPE dedifferentiation and pathological neovascularization. Genome association studies showed a strong link between AMD and a relatively common haplotype of 10q26 locus that contains the PLEKHA1, ARMS2 and HTRA1 genes. The disease haplotype is associated with increased HTRA1 transcription in cell types such as lymphocytes and RPE cells. HTRA1 is a serine protease with a number of substrates, but the mechanism by which it might be involved in AMD pathogenesis is unknown. TSP-1 is a glycoprotein expressed by RPE, resident macrophages and inflammatory macrophages. The C-terminal domain of TSP-1 contains two VVM sequences that can each interact with a CD47 receptor. We show that HTRA1 induced subretinal MP accumulation is dependent on TSP-1 deactivation in an RPE/Mo co-culture model and in a laser induced inflammation model in vivo. This pathogenic effect of HTRA1 was reversible by synthetic CD47 agonists. Our study reveals a comprehensive mechanism how the risk-allele 10q26 participates in the pathogenesis of AMD and opens new therapeutic avenues to restore subretinal immunosuppressivity and inhibit the inflammation-dependent neurodegeneration.

Parallèlement au rôle central du récepteur aux androgènes, l'environnement tumoral immédiat exerce aussi une action majeure sur la progression du cancer de la prostate. L'hypoxie locale, par le biais de régulations multiples, serait impliquée dans la migration cellulaire et la dissémination tumorale. L'objectif de ma thèse a été d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et de nouveaux marqueurs pronostiques pour ces cancers. J'ai tout d'abord participé à l'identification d'un partenaire du récepteur aux androgènes, la protéine CAD, enzyme clé de la synthèse des pyrimidines. Parallèlement, nous nous sommes intéressés au rôle d'un anti-angiogénique endogène dans la progression du cancer de la prostate, la thrombospondine-1 (TSP-1). Bien que l'activité anti angiogénique soit souvent considérée comme anti-tumorale, nous avons mis en évidence le caractère protumoral de la TSP-1, par son action promigratoire sur les cellules tumorales. Ces travaux m'ont conduits à étudier l'axe CXCR4/SDF-1, régulé en partie par l'hypoxie et stimulant la migration cellulaire. Nous avons montré sur tissu humain que CXCR4 était exprimé principalement au niveau du front tumoral des cancers localisés et localement avancés, et que son expression était associée à une transition épithélio-mésenchymateuse. SDF-1 était surexprimée selon un gradient croissant allant du centre des tumeurs vers le tissu péritumoral distant, exerçant possiblement un chimiotactisme sur les cellules du front tumoral. La surexpression de CXCR4 au front tumoral ainsi que le gradient de SDF1 étaient associés au pronostic.

Breast cancer is the most common malignancy among women and represents a serious health problem around the world. Despite of the progression in cancer research, there is a few biomarker validated to be used in clinical routine. Thus, this work aimed to investigate the levels of four serum proteins related with the mostly earlier events of breast cancer. For this purpose, serum levels of EGFR1, HER-2, TSP-1 and RANKL were investigated in twenty-eight patients with breast cancer in the early and advanced stage by ELISA method. Nineteen volunteers with no breast cancer were included in this study as controls. The results showed that serum EGFR1 (sEGFR1) levels decrease with disease progression. The mean sEGFR1 concentration in control group was 61.7 ng/mL, 38.0 ng/mL in initial breast cancer and 34.2 ng/mL in metastatic breast cancer. The best cutoff value was 46.85 ng/mL, it was able to distinguish volunteers and breast cancer patients with 75% sensitivity, and 94.7% specificity. Regarding sHER-2, its levels were found to increase with disease progression. Serum HER-2 (sHER-2) median in control group was 5.13 ng/mL, and in initial breast, and metastatic breast cancer women the mean was 5.99 ng/mL and 6.18 ng/mL, respectively. A cutoff value of 5.38 ng/mL of HER-2 was able to distinguish healthy and breast cancer individuals with 81.5% of sensitivity and 78.9% of specificity. Regarding TSP-1, women with metastatic breast cancer had significantly lower levels than control group and initial breast cancer. Besides although initial patients tend to have a higher concentration than control group, no statistical difference was observed. Concerning serum RANKL no differences was observed between the groups. In conclusion, our results bring evidence that sEGFR1 and sHER-2 should be investigated in a large clinical trial in an attempt to validate these proteins as potentials biomarkers for earlier detection of breast cancer. / O câncer de mama é a neoplasia maligna mais comum entre as mulheres e representa um sério problema de saúde pública em todo o mundo. Apesar dos avanços em pesquisas na área de cancerologia, há poucos biomarcadores validados para uso na rotina clínica. Assim, este trabalho teve como objetivo investigar os níveis de quatro proteínas do soro relacionadas com os eventos em sua maioria anteriores do câncer de mama. Para este efeito, os níveis séricos de EGFR1, HER-2, TSP-1 e RANKL foram investigados em vinte e oito pacientes com câncer de mama em estádio inicial e avançado, pelo método de ELISA. Dezenove voluntárias sem câncer de mama foram incluídas neste estudo como grupo controle. Os resultados mostraram que os níveis séricos de EGFR1 (sEGFR1) diminui com a progressão da doença. A concentração média de sEGFR1 no grupo controle foi de 61,7 ng/mL, 38,0 ng/mL no câncer de mama inicial e 34,2 ng/mL no câncer de mama metastático. O melhor valor de cutoff foi 46,85 ng/mL, com sensibilidade de 75% e 94,7% de especificidade para distinguir entre pacientes com câncer de mama e grupo controle. Com relação ao sHER-2, as concentrações foram encontradas para aumentar com a progressão da doença. A concentração mediana de sHER-2 no grupo de controle foi de 5,13 ng/mL, e em pacientes com a neoplasia em sua fase inicial e com câncer de mama metastático a mediana foi de 5,99 ng/mL e 6,18 ng/mL, respectivamente. Um valor de cutoff de 5,38 ng/mL de HER-2 foi capaz de distinguir indivíduos saudáveis e de câncer de mama, com 81,5% de sensibilidade e 78,9% de especificidade. Quanto à sTSP-1, mulheres com câncer de mama metastático têm níveis mais baixos do que o grupo controle e pacientes com câncer inicial. Além disso, embora as pacientes iniciais tendessem a ter uma concentração mais elevada do que o grupo controle, não houve diferença estatística. Quanto ao sRANKL nenhuma diferença foi observada entre os grupos. Por último, os nossos resultados trazem evidências de que os níveis de sEGFR1 e sHER-2 devem ser investigados em ensaios clínicos com tamanho amostral significativo na tentativa de se validar estas proteínas como potenciais biomarcadores para a detecção precoce do câncer de mama. / Mestre em Imunologia e Parasitologia Aplicadas