La thèse s’inscrit dans un projet de recherche global visant à caractériser les tumeurs thyroïdiennes sur le plan moléculaire, afin de mieux comprendre leur physiopathologie et afin d’identifier des biomarqueurs (signatures moléculaires) qui pourront être utilisés pour le diagnostic, le pronostic et leur traitement. Parmi celles-ci, nous distinguons les adénomes autonomes (AA) et folliculaires (FTA) tumeurs bénignes encapsulées, et les carcinomes, tumeurs malignes. Ceux-ci sont eux-mêmes subdivisés en carcinomes différenciés, folliculaires (FTC) ou papillaires (PTC), et peuvent évoluer en carcinomes anaplasiques (ATC), totalement dédifférenciés. Un autre type de tumeurs bénignes différenciées, très rares, existe: l’hyperthyroïdie non auto-immune familiale (FNAH). Ces tumeurs sont causées pour la plupart par des mutations qui activent de manière constitutive des cascades de signalisation, essentiellement la cascade de l’AMPc et la cascade des MAPK. Le but de notre thèse était de valider un système expérimental in vitro des PTC, d’étudier les profils d’expression génique des FNAH et de les comparer avec ceux des AA, et de définir les profils ARNm et miRNA des ATC pour les comparer à ceux des PTC pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. Pour réaliser ces objectifs, nous avons utilisé la technologie des microarrays qui permet d’analyser simultanément l’expression de milliers de gènes dans différentes conditions. Nous avons donc utilisé une approche multidisciplinaire alliant une partie expérimentale et une partie bioinformatique. La première partie du travail a consisté à réaliser un modèle d’étude in vitro pour caractériser les PTC au niveau moléculaire. A cet effet, des cultures primaires de thyrocytes ont été traitées avec de l’EGF et du sérum pendant différents temps (1,5h, 3h, 16h, 24h et 48h) ce qui stimule la cascade des MAPK, activée constitutivement dans les PTC. Nous avons hybridé sur des lames microarrays maison les différents échantillons et nous avons montré que les cultures primaires stimulées pendant des temps longs (24h et 48h) ont des profils d’expression génique qui ressemblent à ceux des PTC et constituent donc un bon modèle d’étude de cette tumeur. La seconde partie a pour objectif de définir les phénotypes moléculaires et fonctionnels des FNAH et de les comparer aux AA. Ces deux pathologies résultent d’une mutation dans le récepteur de la TSH (TSHR) activant de manière constitutive la cascade de l’AMPc. Dans le cas des FNAH, la mutation est héréditaire et toute la glande est affectée contrairement aux AA où la mutation survient plus tard, généralement à l’âge adulte, et où seule une partie de la glande est affectée. Nous avons comparé le profil d’expression génique des FNAH avec celui des AA, par hybridation sur des lames microarrays HEEBO. L’intégration de ces différentes données montre que les AA et les FNAH sont deux sous-types différents de la même maladie: l’hyperthyroïdie génétique. Les caractéristiques de chacun de ces sous-types dépendent de l’intensité de la mutation, du nombre de cellules initialement affectées et du stade de développement au moment duquel la mutation survient. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons caractérisé les ATC au niveau du profil d’expression des ARNm et des miRNA par hybridation respectivement sur lames Affymetrix ou sur lames miRNA maison et au niveau de leur état mutationnel du gène p53. Le profil d’expression génique des ATC a été comparé avec celui des PTC afin de mettre en évidence des gènes différentiellement exprimés entre les 2 types de cancers, que nous avons ensuite tenté d’invalider par siRNA, dans un modèle in vitro de lignée cellulaire thyroïdienne dérivée d’un ATC (8505C). Les résultats obtenus jusqu’ici ne sont malheureusement pas prometteurs. Le profil d’expression des miRNA nous a permis d’identifier une signature de 34 miRNA caractéristique des ATC.

Dans une première partie du travail, nous nous sommes intéressés à l'effet de l'acrylamide sur la tumorigénèse thyroïdienne. En effet des chercheurs suédois avaient récemment attiré l’attention de la communauté scientifique sur la présence de ce xénobiotique dans des denrées alimentaires couramment utilisées. Des études antérieures avaient montré que l’acrylamide, administré chroniquement à des rats pendant deux ans, induisait des tumeurs parmi lesquelles les tumeurs thyroïdiennes étaient les plus fréquentes. Pour ces raisons l’acrylamide est considéré comme une substance potentiellement cancérigène pour l’homme. Nous avons voulu investiguer les mécanismes d’action possibles de l’acrylamide dans la tumorigénèse thyroïdienne avec un modèle in vitro et ensuite un modèle in vivo. Dans le modèle in vitro, nous avons d’abord testé l’effet de l’acrylamide sur les propriétés caractéristiques de la thyroïde, qui pourraient expliquer la spécificité de cette substance pour ce tissu. Dans un premier temps, nous avons donc testé l’effet de l’acrylamide sur l’accumulation d’AMPc (médiateur de la croissance) et sur la génération d’H2O2 potentiellement cancérigène mais nous avons montré qu’aucun de ces deux paramètres n’est modulé suite au traitement des cellules thyroïdiennes. Nous avons ensuite montré que l’acrylamide n’avait pas d’effet sur la prolifération dans les lignées thyroïdienne de rat, un facteur qui aurait pu expliquer l’effet tumorigène de l’acrylamide mais pas sa spécificité thyroïdienne. Nous avons enfin testé en utilisant l’essai comète la capacité de l’acrylamide à générer des cassures au niveau de l’ADN. Ceci nous a permis de montrer que l’acrylamide était capable d’induire des cassures dans l’ADN de lignées thyroïdiennes de rat ainsi que dans des cultures primaires de thyroïde humaines, de chien et de mouton. Afin de déterminer que l’effet observé sur l’ADN était dû à des cassures double brin, nous avons utilisé une technique de détection de l’histone H2AX phosphorylée. En effet, la phosphorylation de cette histone se produit lorsque des cassures d’ADN double brin sont présentes. Les résultats obtenus ne soutiennent pas l’hypothèse que l’acrylamide provoque des cassures double brin. Néanmoins ces dommages à l’ADN sont susceptibles d’induire des mutations qui peuvent jouer un rôle dans le processus de tumorigénèse de l’acrylamide. Nous avons donc testé l’effet de l’acrylamide sur un modèle in vivo. Pour cela nous avons traité des souris avec de l’acrylamide additionné à l’eau de boisson à des doses comparables à celles administrées aux rats pendant 2, 6 ou 8 mois. Ce traitement a également été combiné avec de la thyroxine (T4) afin de mettre la thyroïde au repos ou avec du méthimazole qui inhibe la sécrétion des hormones thyroïdiennes et par conséquent induit la sécrétion de TSH, ce qui a pour effet de stimuler la glande. Ces traitements modérés ont eu les effets attendus au niveau des taux de TSH et de T4 circulants ainsi que sur la morphologie de la glande. L’acrylamide a eu de faibles effets sur le système nerveux périphérique traduit par une paralysie des membres postérieurs. Par contre nous n’avons pas observé d’apparition de tumeurs dans la thyroïde des souris. La cible thyroïdienne de l’acrylamide chez le rat semble donc spécifique de l’espèce et jette un doute sérieux sur un rôle cancérigène potentiel chez l’homme au niveau thyroïdien. Dans une deuxième partie, nous avons investigué la réexpression de certains gènes thyroïdiens dans des lignées cancéreuses humaines. En effet nous avons montré au sein du laboratoire que la plupart des lignées thyroïdiennes les plus utilisées avaient perdu les gènes de différentiation spécifiques de la thyroïde. Pour cela nous avons utilisé des agents capables de modifier soit la méthylation de l’ADN comme la 5-aza-2’-déoxycytidine (5-AzadC) soit la compaction de la chromatine comme la trichostatine A (TSA), ce qui a pour conséquence de moduler le niveau d’expression des gènes. Ces traitements ont été utilisés à différentes concentrations, différents temps, seuls ou en combinaison. La 5-AzadC, utilisée seule a permis de réexprimer fortement les gènes Duox1 et Duox2 et faiblement NIS. En combinaison avec la TSA et la forskoline (un activateur de la voie AMPc), nous avons montré une forte réexpression de NIS mais au stade actuel de notre étude celui-ci n’est pas fonctionnel. Ceci montre que les agents modifiant la chromatine peuvent influencer l’expression des gènes de différenciation, cependant nous devons investiguer de façon plus large les différents agents ainsi que les conditions de culture pouvant mener à la réexpression d’un NIS fonctionnel. Grâce à ce traitement différenciant, qui permettrait un rétablissement du transport de l’iodure, un traitement par l’I131 des cancers indifférenciés de la thyroïde pourrait être réenvisagé.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La thyroïde capte et concentre l’iodure afin de produire les hormones thyroïdiennes T3 et T4. L’iodure est capté au pôle basolatéral du thyrocyte par le symporteur Na+/I- (NIS) et transporté jusqu'au pôle apical de la cellule où il est oxydé par la thyroperoxydase (TPO). La forme oxydée de l’iodure se lie à des résidus tyrosyls de la thyroglobuline (Tg), contenue dans la thyroïde, qui couplés donneront naissance à la T3 et la T4. L’iodation et le couplage sont possibles grâce à la thyroperoxydase et à la présence d’un système générateur d’H2O2. Celui-ci est composé des protéines à sept hélices transmembranaires Duox1 et Duox2 présentant 83% de similitude de séquence entre elles et possédant deux motifs EF-hand ainsi qu’un site de liaison au FAD et quatre sites de liaison au NADPH. Dans la thyroïde humaine, l’ARN messager de Duox2 est plus exprimé que celui de Duox1. Jusqu'il y a peu de temps, nous n'avions à notre disposition aucun anticorps spécifique de l’une ou l’autre des Duox. Il n'était donc pas possible de déterminer si cette différence d’expression se retrouve au niveau protéique. Les PCCl3 sont une lignée de thyrocytes de rat possédant un système générateur d’H2O2 fonctionnel. Contrairement aux cultures primaires de thyrocytes humains, ces cellules peuvent être transfectées facilement. L’introduction de siRNAs spécifiques de Duox1 ou Duox2 de rat, via des vecteurs plasmidiques, a permis de démontrer que le peroxyde d’hydrogène produit par les PCCl3 est principalement généré par Duox1. En effet, l’inhibition de l’expression de Duox1 est directement corrélée à la diminution de production d’H2O2. Cette inhibition n’interfère pas avec d’autres fonctions de la cellule thyroïdienne puisque les cellules invalidées pour Duox1 sont toujours capables de capter l’iodure. De plus, la réintroduction de l’expression de Duox1 par transduction lentivirale permet de restaurer la production de peroxyde d’hydrogène. Faute d’une maturation correcte des protéines Duox à la membrane plasmique, il a longtemps été impossible de reconstituer un système générateur d’H2O2 actif par transfection de Duox1 et/ou Duox2 en système hétérologue. En 2006, les protéines activatrices des protéines Duox1 et Duox2, respectivement appelées DuoxA1 et DuoxA2, ont été identifiées. Leur co-expression avec les enzymes Duox permet à ces dernières de migrer à la membrane et d’être actives. La distribution tissulaire des protéines DuoxA est parallèle à celle des Duox. La découverte des protéines activatrices a permis d’étudier spécifiquement la régulation de l’activité de Duox1 et de Duox2. La production d’H2O2 de Duox1 est positivement régulée par la voie de l’AMPc via des phosphorylations par la protéine kinase A (PKA). La génération d’H2O2 de Duox2 est sous le contrôle de la voie des phosphatidylinositols-Ca2+ conduisant à l’activation de la protéine kinase C (PKC). L’activation de Duox2 est également corrélée à une modification de l’état de phosphorylation de la protéine. Dans les thyrocytes humains, le récepteur de la TSH est couplé aux protéines Gs et Gq/11. La TSH liée à son récepteur est donc capable d’activer la voie de l’AMPc et la voie des phosphatidylinositols-Ca2+. Dans les thyrocytes humains en culture primaire, l’activation de la PKA et de la PKC mène également à une augmentation de la phosphorylation des protéines Duox. En conclusion : 1) Duox1 est majoritairement responsable de la production d’H2O2 dans la lignée de thyrocytes de rat PCCl3 ; 2) l’activité de Duox1 humain co-exprimé avec son activateur en cellules Cos-7 est régulée positivement par la voie de l’AMPc via des phosphorylations par la PKA ; 3) l’activité de Duox2 humain co-exprimé avec son activateur en cellules Cos-7 est stimulée par la voie des phosphatidylinositols-Ca2+ via des phosphorylations par la PKC ; 4) les thyrocytes humains expriment les deux protéines Duox. La production d’H2O2 est augmentée suite à l’activation de la voie de l’AMPc et de la voie des phosphatidylinositols-Ca2+. Les protéines Duox sont phosphorylées au niveau basal et cette phosphorylation est augmentée suite à l’activation de la PKA ou de la PKC.

La technologie des microarrays est une technique d’analyse d’expression génique à grande échelle qui permet d’analyser simultanément l’expression de milliers de gènes dans différentes cellules et différentes conditions physiologiques, pathologiques ou toxicologiques (Shena et al, 2000). Dans notre étude nous avons employé cette technique pour mieux comprendre deux pathologies thyroïdiennes: les carcinomes papillaires (PTC) et les adénomes autonomes hyperfonctionnels. L’étude des profils d’expression génique de 9 carcinomes papillaires thyroïdiens sporadiques et de 13 carcinomes papillaires post-Chernobyl a été effectuée en utilisant les lames commerciales de Perkin-Elmer (comportant 2400 cDNA) et en les comparant à leurs tissus normaux adjacents. Les PTC post-Tchernobyl constituent une population de cancers à cause bien définie puisqu’ils sont directement reliés à l’exposition du même agent mutagène, pendant une même période. L’étude des profils d’expression indique qu’il n’y a pas de signature génique spécifique permettant de distinguer les carcinomes papillaires sporadiques des post-Tchernobyl. La comparaison de ces profils d’expression à celui obtenu avec 13 adénomes autonomes a permis de mettre en évidence une signature de 6 gènes (créatine kinase B, annexine A1, clusterine, métallothionéine 1x, Fc fragment of IgG binding protein et tissue inhibitor of metalloproteinase 1) séparant les carcinomes papillaires malins des adénomes autonomes bénins. Nous avons également analysé l’expression génique sur des mélanges de tumeurs et de leurs contrôles respectifs sur des lames à 17000 cDNA fabriquées au MAF (VIB Microarray Facility, Leuven). Un mélange de 14 cancers papillaires sporadiques, un mélange de 20 cancers papillaires provenant de la région de Tchernobyl et un mélange de 5 adénomes autonomes ont été analysés par microarray et comparés aux études existantes comme celles effectuées sur les lames Perkin-Elmer ou par d’autres groupes (Huang et al, 2001 ; Wasenius et al, 2003 ; Jarzab et al, 2005 ; Eszlinger et al, 2004). De ces données microarray ont résulté des listes de gènes sur- et sous-exprimés dans les tumeurs comparées à leurs tissus normaux adjacents. Plusieurs gènes différentiellement exprimés ont déjà été confirmés dans différentes études réalisées aussi bien dans notre laboratoire que dans d’autres. Nous avons confirmé la modulation de plusieurs gènes intéressants par RT-PCR en temps réel (Taqman) ainsi que certaines modulations au niveau protéique (par Western Blot ou immunohistochimie). L’étude immunohistochimique nous a donné également des informations sur la distribution cellulaire et tissulaire de ces protéines. La modulation d’expression génique dans ces tumeurs reflète des caractéristiques physiopathologiques connues (comme l’hyperactivité fonctionnelle, la faible augmentation de l’AMPc ou encore la diminution de l’apoptose dans les adénomes autonomes et la dédifférenciation ou l’invasivité dans les carcinomes papillaires), mais elle nous a également permis d’identifier des caractéristiques physiopathologiques jusqu’ici encore inconnues de ces tumeurs (comme la surexpression de la N-cadhérine et la diminution de la cavéoline1, deux marqueurs présumés de malignité, dans les tumeurs bénignes et un changement de population cellulaire aussi bien dans les adénomes autonomes que dans les carcinomes papillaires). Ces études nous ont donc permis de définir des gènes potentiellement importants dans la pathologie des différentes tumeurs étudiées, mais également des nouveaux marqueurs diagnostiques potentiels. Ainsi, l’étude immunohistochimique sur des tissu-arrays nous a permis de confirmer la surexpression de l’annexine A1 dans les carcinomes papillaires et de la créatine kinase B dans les adénomes autonomes et pas dans les autres tumeurs thyroïdiennes étudiées. L’immunomarquage de ces protéines nous a également aidé à définir la malignité d’une série d’adénomes atypiques. L’annexine A1 est un marqueur potentiel particulièrement intéressant car cette protéine n’est fortement exprimée que dans les carcinomes papillaires. Une hypothèse, encore à confirmer, sur sa fonction dans cette pathologie est décrite dans ce travail. Finalement, nous avons émis une hypothèse expliquant la raison pour laquelle les réarrangements Ret/PTC mènent à la formation de carcinomes papillaires, tandis qu’une mutation activatrice de Ras, l’effecteur directe du récepteur à activité tyrosine kinase Ret, mène à la formation de tumeurs folliculaires.

L’hypothyroïdie congénitale (HC) est une maladie relativement fréquente, touchant un nouveau-né sur 3000-4000, et dont la majorité des cas sont causés par un défaut dans le développement embryonnaire de la glande. Il existe plusieurs arguments en faveur d’une cause génétique dans une minorité de ces dysgénésies thyroïdiennes mais, à ce jour, seuls quelques cas ont put être reliés à une mutation dans l’un ou l’autre de trois gènes codant pour des facteurs de transcription impliqués dans le développement de la thyroïde (TITF1, PAX8 et FOXE1). Au cours de notre travail de thèse, nous avons caractérisé la 6ème mutation du gène PAX8 à l’état hétérozygote, dans un cas familial d’HC. Nous avons étudié l’impact fonctionnel de cette altération qui entraîne une perte de liaison de la protéine mutée à une séquence cible spécifique, ainsi qu’une diminution drastique de la synergie de transactivation en association avec Titf1. Le phénotype des patients est également intéressant à plus d’un titre. En effet, nous avons pu observer que les mutations de PAX8 sont compatibles avec le développement d’une thyroïde en place et de taille normale à la naissance, pouvant conduire à un diagnostic erroné de dyshormonogenèse. De plus, un des trois patients présente un phénotype rénal qu’il est tentant de relier à la mutation de PAX8 étant donné que ce gène est exprimé durant le développement de cet organe, tout comme dans la thyroïde. Notre travail a également consisté en l’élaboration d’une librairie SAGE du bourgeon thyroïdien en développement, afin de rechercher de nouveaux gènes candidats impliqués dans le développement de la glande thyroïde. Grâce à une technique d’amplification d’ARN, nous avons obtenu une librairie d’environ 94.000 étiquettes à partir de bourgeons thyroïdiens provenant d’embryons de souris au 11ème jour de développement. Cette librairie nous a permis d’identifier une nouvelle isoforme du transcrit de Titf1 modifiant l’extrémité 3’-non codante du messager, ainsi qu’un gène de fonction inconnue mais dont le profil d’expression ainsi que sa grande conservation au cours de l’évolution laissent suggérer un rôle important, tant dans les tissus embryonnaires que dans les tissus adultes. Ces deux découvertes valident le caractère prédictif de notre librairie qui constitue un outil de choix pour l’identification de nouveaux gènes de développement thyroïdien et donc de nouveaux candidats pour l’étude des mécanismes étiopathogéniques à la base des dysgénésies thyroïdiennes. / Congenital hypothyroidism (CH) is a relatively frequent disease affecting 1 every 3000-4000 newborns. The majority of CH cases are caused by a defect in the embryonic development of the gland. There exists several arguments in favor of a genetic cause for a minority of these thyroid dysgeneses but, to this day, only a few cases have been related to a mutation in one of three genes coding for transcription factors implicated in thyroid development (TITF1, PAX8 and FOXE1). In the course of this work, we have caracterized the 6th mutation of the PAX8 gene, in the heterozygous state, in a familial case of CH. We have studied the functional impact of this modification which leads to a loss of the protein’s DNA-binding properties and to a severe reduction in the transactivation synergy in association with Titf1. The phenotype of the patients presents also interesting features. Indeed we have observed that the PAX8 mutations are compatible with the development of an in-place, normal-sized thyroid at birth, which could lead to an erroneous diagnostic of dyshormonogenesis. Moreover, one of the three patients presents with a renal phenotype (unilateral kidney agenesis) which is tempting to relate to the PAX8 mutation, given this gene is expressed during kidney development. Our work also consisted in the generation of an embryonic thyroid bud SAGE library, which we used to search for new candidate genes implicated in thyroid development. With the help of a RNA amplification technique, we obtained a library of roughly 94.000 tags starting from mous thyroid buds at E11. This library allowed us to identify a new Titf1 splicing variant modifying the 3’-UTR of the transcript, and a gene of unknown function. The latter’s expression profile and high conservation throughout evolution suggest a crucial role in embryonic as well as adult tissues. These two findings validate the predictive character of our library which constitutes a powerful tool to identify new thyroid developmental genes and new candidate genes for the study of the etiopathogenic mecanisms responsible for CH.

L'étude de l'influence du status thyroïdien sur le taux des catécholamines circulantes et le métabolisme glucidique a été rendue possible grâce au calcul des moyennes + erreur-type des résultats de différents paramètres d'hormones thyroïdiennes, descaté­cholamines et du métabolisme glucidique de 3 groupes et d'un sous-groupe d'hyperthyroïdiens évalués avant et a près traitement. L'analyse de variance nous a aidé à déterminer les probabilités des différences existant entre les paramètres. L'étude de corrélation entre les hormones thyroïdiennes et les autres hormones étudiées nous a permis de mettre en évidence les différentes associations et les oppositions des hormones entre elles... / Montréal Trigonix inc. 2018

Afin d’assurer les échanges entre ses différents organites, la cellule eucaryote dispose d’un système ingénieux de trafic vésiculaire intracellulaire. Le transport directionnel de divers cargos tels que des organites membranaires et des complexes protéiques est assuré par des moteurs moléculaires auxquels appartiennent les protéines de la superfamille des kinésines (également appelées KIF pour KInesin Family). Celles-ci se servent des microtubules comme rails et se déplacent vers leur extrémité positive. Parmi elles, la kinésine II est composée de KIF3A et KIF3B, deux protéines motrices et de KAP3, une protéine de liaison au cargo à véhiculer. Ce moteur moléculaire est connu pour participer à l’assemblage du cil primaire à la surface des cellules ainsi qu’au trafic plus conventionnel tel que l’acheminement de protéines à la membrane. <p>Afin d’étudier le rôle précis de la kinésine II dans la glande thyroïde, nous avons invalidé spécifiquement le gène Kif3a dans cet organe chez la souris. Bien que cette inactivation ait conduit à un développement complet du tissu thyroïdien, les souris invalidées présentent une hypothyroïdie congénitale caractérisée par des concentrations sériques élevées de TSH et basses de T4. Par la suite, nous avons mis en évidence une expression fortement diminuée du transporteur d’iodure NIS chez ces souris, causant une déficience en iodure intracellulaire, une iodation insuffisante de la thyroglobuline et une sécrétion anormale de l’hormone T4 dans la circulation sanguine. De plus, ex vivo, nous avons montré que la réponse à la TSH en terme d’AMPc est altérée dans la thyroïde de ces souris. Ces observations nous ont permis d’émettre l’hypothèse que l’invalidation du gène Kif3a spécifiquement dans la glande thyroïde mène à une anomalie dans la voie de signalisation du récepteur de la TSH, en amont de la production d’AMPc. Finalement, in vitro, par l’utilisation de cellules Kif3a-/-, nous avons analysé l’expression à la membrane plasmique et la réponse à un agoniste du récepteur β2 adrénergique, un membre de la même sous-famille de récepteurs couplés aux protéines G que le récepteur de la TSH. De cette façon, nous avons obtenu des données indiquant que le transport de ce récepteur à la surface cellulaire était altéré en l’absence de Kif3a. <p>Au vu de ces éléments et de ceux de la littérature, nous suggérons que la kinésine II, et plus particulièrement sa sous-unité KIF3A, joue un rôle important dans le transport du récepteur de la TSH nouvellement synthétisé vers la membrane basale de la cellule de la thyroïde.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Dans une première partie du travail, nous nous sommes intéressés à l'effet de l'acrylamide sur la tumorigénèse thyroïdienne. En effet des chercheurs suédois avaient récemment attiré l’attention de la communauté scientifique sur la présence de ce xénobiotique dans des denrées alimentaires couramment utilisées. Des études antérieures avaient montré que l’acrylamide, administré chroniquement à des rats pendant deux ans, induisait des tumeurs parmi lesquelles les tumeurs thyroïdiennes étaient les plus fréquentes. Pour ces raisons l’acrylamide est considéré comme une substance potentiellement cancérigène pour l’homme. Nous avons voulu investiguer les mécanismes d’action possibles de l’acrylamide dans la tumorigénèse thyroïdienne avec un modèle in vitro et ensuite un modèle in vivo.<p>Dans le modèle in vitro, nous avons d’abord testé l’effet de l’acrylamide sur les propriétés caractéristiques de la thyroïde, qui pourraient expliquer la spécificité de cette substance pour ce tissu. Dans un premier temps, nous avons donc testé l’effet de l’acrylamide sur l’accumulation d’AMPc (médiateur de la croissance) et sur la génération d’H2O2 potentiellement cancérigène mais nous avons montré qu’aucun de ces deux paramètres n’est modulé suite au traitement des cellules thyroïdiennes. Nous avons ensuite montré que l’acrylamide n’avait pas d’effet sur la prolifération dans les lignées thyroïdienne de rat, un facteur qui aurait pu expliquer l’effet tumorigène de l’acrylamide mais pas sa spécificité thyroïdienne. Nous avons enfin testé en utilisant l’essai comète la capacité de l’acrylamide à générer des cassures au niveau de l’ADN. Ceci nous a permis de montrer que l’acrylamide était capable d’induire des cassures dans l’ADN de lignées thyroïdiennes de rat ainsi que dans des cultures primaires de thyroïde humaines, de chien et de mouton. Afin de déterminer que l’effet observé sur l’ADN était dû à des cassures double brin, nous avons utilisé une technique de détection de l’histone H2AX phosphorylée. En effet, la phosphorylation de cette histone se produit lorsque des cassures d’ADN double brin sont présentes. Les résultats obtenus ne soutiennent pas l’hypothèse que l’acrylamide provoque des cassures double brin. Néanmoins ces dommages à l’ADN sont susceptibles d’induire des mutations qui peuvent jouer un rôle dans le processus de tumorigénèse de l’acrylamide.<p>Nous avons donc testé l’effet de l’acrylamide sur un modèle in vivo. Pour cela nous avons traité des souris avec de l’acrylamide additionné à l’eau de boisson à des doses comparables à celles administrées aux rats pendant 2, 6 ou 8 mois. Ce traitement a également été combiné avec de la thyroxine (T4) afin de mettre la thyroïde au repos ou avec du méthimazole qui inhibe la sécrétion des hormones thyroïdiennes et par conséquent induit la sécrétion de TSH, ce qui a pour effet de stimuler la glande. Ces traitements modérés ont eu les effets attendus au niveau des taux de TSH et de T4 circulants ainsi que sur la morphologie de la glande. L’acrylamide a eu de faibles effets sur le système nerveux périphérique traduit par une paralysie des membres postérieurs. Par contre nous n’avons pas observé d’apparition de tumeurs dans la thyroïde des souris. La cible thyroïdienne de l’acrylamide chez le rat semble donc spécifique de l’espèce et jette un doute sérieux sur un rôle cancérigène potentiel chez l’homme au niveau thyroïdien.<p><p>Dans une deuxième partie, nous avons investigué la réexpression de certains gènes thyroïdiens dans des lignées cancéreuses humaines. En effet nous avons montré au sein du laboratoire que la plupart des lignées thyroïdiennes les plus utilisées avaient perdu les gènes de différentiation spécifiques de la thyroïde. Pour cela nous avons utilisé des agents capables de modifier soit la méthylation de l’ADN comme la 5-aza-2’-déoxycytidine (5-AzadC) soit la compaction de la chromatine comme la trichostatine A (TSA), ce qui a pour conséquence de moduler le niveau d’expression des gènes. Ces traitements ont été utilisés à différentes concentrations, différents temps, seuls ou en combinaison. La 5-AzadC, utilisée seule a permis de réexprimer fortement les gènes Duox1 et Duox2 et faiblement NIS. En combinaison avec la TSA et la forskoline (un activateur de la voie AMPc), nous avons montré une forte réexpression de NIS mais au stade actuel de notre étude celui-ci n’est pas fonctionnel. Ceci montre que les agents modifiant la chromatine peuvent influencer l’expression des gènes de différenciation, cependant nous devons investiguer de façon plus large les différents agents ainsi que les conditions de culture pouvant mener à la réexpression d’un NIS fonctionnel. Grâce à ce traitement différenciant, qui permettrait un rétablissement du transport de l’iodure, un traitement par l’I131 des cancers indifférenciés de la thyroïde pourrait être réenvisagé.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’hypothyroïdie congénitale (HC) est une maladie relativement fréquente, touchant un nouveau-né sur 3000-4000, et dont la majorité des cas sont causés par un défaut dans le développement embryonnaire de la glande. Il existe plusieurs arguments en faveur d’une cause génétique dans une minorité de ces dysgénésies thyroïdiennes mais, à ce jour, seuls quelques cas ont put être reliés à une mutation dans l’un ou l’autre de trois gènes codant pour des facteurs de transcription impliqués dans le développement de la thyroïde (TITF1, PAX8 et FOXE1).<p>Au cours de notre travail de thèse, nous avons caractérisé la 6ème mutation du gène PAX8 à l’état hétérozygote, dans un cas familial d’HC. Nous avons étudié l’impact fonctionnel de cette altération qui entraîne une perte de liaison de la protéine mutée à une séquence cible spécifique, ainsi qu’une diminution drastique de la synergie de transactivation en association avec Titf1. Le phénotype des patients est également intéressant à plus d’un titre. En effet, nous avons pu observer que les mutations de PAX8 sont compatibles avec le développement d’une thyroïde en place et de taille normale à la naissance, pouvant conduire à un diagnostic erroné de dyshormonogenèse. De plus, un des trois patients présente un phénotype rénal qu’il est tentant de relier à la mutation de PAX8 étant donné que ce gène est exprimé durant le développement de cet organe, tout comme dans la thyroïde.<p>Notre travail a également consisté en l’élaboration d’une librairie SAGE du bourgeon thyroïdien en développement, afin de rechercher de nouveaux gènes candidats impliqués dans le développement de la glande thyroïde. Grâce à une technique d’amplification d’ARN, nous avons obtenu une librairie d’environ 94.000 étiquettes à partir de bourgeons thyroïdiens provenant d’embryons de souris au 11ème jour de développement. Cette librairie nous a permis d’identifier une nouvelle isoforme du transcrit de Titf1 modifiant l’extrémité 3’-non codante du messager, ainsi qu’un gène de fonction inconnue mais dont le profil d’expression ainsi que sa grande conservation au cours de l’évolution laissent suggérer un rôle important, tant dans les tissus embryonnaires que dans les tissus adultes.<p>Ces deux découvertes valident le caractère prédictif de notre librairie qui constitue un outil de choix pour l’identification de nouveaux gènes de développement thyroïdien et donc de nouveaux candidats pour l’étude des mécanismes étiopathogéniques à la base des dysgénésies thyroïdiennes.<p>/<p>Congenital hypothyroidism (CH) is a relatively frequent disease affecting 1 every 3000-4000 newborns. The majority of CH cases are caused by a defect in the embryonic development of the gland. There exists several arguments in favor of a genetic cause for a minority of these thyroid dysgeneses but, to this day, only a few cases have been related to a mutation in one of three genes coding for transcription factors implicated in thyroid development (TITF1, PAX8 and FOXE1).<p>In the course of this work, we have caracterized the 6th mutation of the PAX8 gene, in the heterozygous state, in a familial case of CH. We have studied the functional impact of this modification which leads to a loss of the protein’s DNA-binding properties and to a severe reduction in the transactivation synergy in association with Titf1. The phenotype of the patients presents also interesting features. Indeed we have observed that the PAX8 mutations are compatible with the development of an in-place, normal-sized thyroid at birth, which could lead to an erroneous diagnostic of dyshormonogenesis. Moreover, one of the three patients presents with a renal phenotype (unilateral kidney agenesis) which is tempting to relate to the PAX8 mutation, given this gene is expressed during kidney development.<p>Our work also consisted in the generation of an embryonic thyroid bud SAGE library, which we used to search for new candidate genes implicated in thyroid development. With the help of a RNA amplification technique, we obtained a library of roughly 94.000 tags starting from mous thyroid buds at E11. This library allowed us to identify a new Titf1 splicing variant modifying the 3’-UTR of the transcript, and a gene of unknown function. The latter’s expression profile and high conservation throughout evolution suggest a crucial role in embryonic as well as adult tissues.<p>These two findings validate the predictive character of our library which constitutes a powerful tool to identify new thyroid developmental genes and new candidate genes for the study of the etiopathogenic mecanisms responsible for CH.<p><p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished