Le facteur de transcription homéotique CDX2 est spécifiquement exprimé dans l’épithélium intestinal où il maintient l’identité, contrôle l’homéostasie et exerce une fonction suppresseur de tumeurs. Chez l’homme, une expression ectopique (hors de l’intestin) de CDX2 peut survenir, dans les métaplasies intestinales d’organes digestifs, considérées comme pré-cancéreuses. Ce travail de thèse visait à étudier les conséquences physiopathologiques de l’expression ectopique de CDX2. Nous avons développé et validé un modèle murin d’induction conditionnelle de CDX2 dans plusieurs organes digestifs. Nos résultats montrent que cette expression est dépendante du contexte cellulaire, et induit des métaplasies intestinales seulement dans l’estomac et le pancréas. Ces métaplasies n’évoluent pas spontanément en cancer. Cependant, CDX2 sensibilise ces lésions métaplasiques à l’apparition de tumeurs intestinales dans l’estomac placé dans un contexte où le gène Apc est muté. Globalement, ces résultats montrent que CDX2 est essentiel au développement de métaplasies intestinales mais n’exercerait pas de fonction oncogénique en situation ectopique. / The intestine-specific homeotic transcription factor CDX2 is required throughout life for intestinal homeostasis, the maintenance of intestinal identity and has tumor suppressor activity. In Human, ectopic expression of the gene Cdx2 is observed in several digestive organs as in intestinal metaplasia which is considered as pre-cancerous lesion. This work aimed to investigate the pathophysiological consequences and molecular mechanisms of ectopic expression of CDX2. We created and validated a conditional murine model of CDX2 induction in several digestive organs. Ectopic CDX2 causes intestinal metaplasias only in the stomach and the pancreas which do not spontaneously evolve to cancer, depending on cellular context. However, CDX2 promotes intestinal carcinogenesis in complete intestinal metaplasia of the stomach. Collectively, these results show that CDX2 is essential for the development of intestinal metaplasia but has no oncogenic function in ectopic situation.

La trans-différenciation des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV) vers un phénotype migratoire, prolifératif et sécrétoire joue un rôle clé dans la progression des lésions athéromateuses et l’hyperplasie intimale qui sous-tend la resténose post-angioplastie. Nos travaux suggèrent que la transition phénotypique des CMLV implique, chez le rat, la souris et l’Homme, l’expression de novo de l’Adénylyl Cyclase 8 (AC8), une enzyme catalysant la synthèse de l’AMP cyclique (AMPc) (Clément et al., 2006; Gueguen et al., 2010; Keuylian et al., 2012; résultats non publiés). Ce travail de thèse avait pour objectif d’appréhender le rôle de l’AC8 dans la trans-différenciation des CMLV en évaluant son impact sur la signalisation AMPc. L’étude des dynamiques de production du second messager avec le biosenseur T-Epac-VV montre que l’AC8 inhibe les hausses d’AMPc dans les CMLV trans-différenciées à l’Interleukine-1β. Cette fonction non canonique est assurée par de nouvelles isoformes d’AC8 que nous avons identifiées et clonées, les AC8E1 à 4, qui partagent une délétion des cinq premiers domaines transmembranaires. Des dosages de l’accumulation d’AMPc couplés à des expériences de co-immunoprécipitation et d’immunocytochimie révèlent que les AC8E exprimées de façon hétérologue dans des cellules HEK s’hétéro-dimérisent avec les AC en transit dans le réticulum, suppriment leur activité enzymatique et préviennent leur adressage à la membrane plasmique. L’induction des AC8E dans les CMLV trans-différenciées pourrait prévenir les effets vasculoprotecteurs de l’AMPc (Douglas et al., 2005; Katakami et al., 2010), favorisant ainsi l’acquisition et/ou le maintien du phénotype synthétique. / The phenotypic switch of vascular smooth muscle cells (VSMC) towards a migratory, proliferative and secretory state plays a key role in atherosclerotic plaque expansion and intimal hyperplasia leading to post-angioplasty restenosis. Our previous results suggest that the trans-differentiation of rat, mouse and human VSMC involves the de novo expression of the Adenylyl Cyclase 8 (AC8), an enzyme that catalyzes the synthesis of cyclic AMP (cAMP) (Clement et al., 2006; Gueguen et al., 2010; Keuylian et al., 2012; unpublished results). The main goal of my PhD was to decipher the impact of AC8 expression on cAMP signaling in trans-differentiated VSMC. Using the FRET-based biosensor T-Epac-VV, we showed that the de novo expression of AC8 limits increases in cellular cAMP. This non-canonical function relies on a new family of AC8 isoforms that we have identified and cloned: the AC8E1 to 4. They share a common deletion of the first five transmembrane domains. The biochemical characterization of AC8E over-expressed in HEK cells allowed us to elucidate their functioning. cAMP accumulation assays, co-immunoprecipitation experiments and immunocytochemistry revealed that AC8E hetero-dimerize with functional AC during their maturation in the reticulum, suppress their enzymatic activity and prevent their traffic to the plasma membrane. Numerous studies have shown that increases in cAMP concentration within trans-differentiated VSMC antagonize pathological vascular remodeling (Douglas et al., 2005; Katakami et al., 2010). Thus, the induction of AC8E in trans-differentiated VSMC could prevent the vasculoprotective effects of cAMP and promote the acquisition of a synthetic phenotype.