La protéine EPB41L5 est exprimée lors de la transition épithélio-mésenchymateuse, qui survient lorsque des cellules épithéliales acquièrent des caractéristiques mésenchymateuses, ce qui joue un rôle majeur dans la progression tumorale. Cette protéine est d'ailleurs surexprimée dans plusieurs cancers, où elle favorise un phénotype agressif via l'invasion cellulaire, le développement de métastases et la résistance aux médicaments. Il n'est donc pas surprenant que l'expression d'EPB41L5 soit associée à un mauvais pronostic chez les patients souffrant du cancer. Cependant, la signalisation entourant EPB41L5 est méconnue. En se basant sur des travaux réalisés chez la drosophile, nous avons émis l'hypothèse qu'EPB41L5 fait partie d'un complexe avec NADSYN1 et la déacétylase SIRT2. Ce complexe permettrait la déacétylation de substrats spécifiques, ce qui induirait la progression tumorale. Cette étude vise à 1) valider les interactions entre les protéines du complexe autant chez la drosophile que chez l'humain, 2) déterminer si et comment EPB41L5 module l'acétylation des cibles de SIRT2 et 3 )vérifier la localisation subcellulaire d'EPB41L5. Nous avons réalisé des immunoprécipitations, des fractionnements cellulaires et des analyses par immunobuvardage. Nos travaux indiquent qu' EPB41L5, NADSYN1 et SIRT2 semblent former un complexe conservé entre la drosophile et l'humain. EPB41L5 module aussi l'acétylation de plusieurs cibles de SIRT2, en favorisant l'interaction entre la déacétylase et ses substrats. Nous avons également découvert qu'EPB41L5, en plus d'être cytoplasmique, est aussi nucléaire, ce qui implique potentiellement la présence d'un mécanisme semblable dans ce compartiment. Ces travaux ouvrent la voie vers la caractérisation d'un mécanisme novateur impliquant EPB41L5 dans la progression tumorale. Une étude plus approfondie du complexe EPB41L5-NADSYN1-SIRT2 pourrait donner des pistes pour établir de nouvelles approches thérapeutiques pour les patients souffrant de cancers agressifs exprimant EPB41L5. / The EPB41L5 protein is expressed during the epithelial-mesenchymal transition, which occurs when epithelial cells acquire mesenchymal characteristics. This plays a major role in tumor progression. EPB41L5 is overexpressed in several cancers, where it promotes an aggressive phenotype via cell invasion, the development of metastases and drug resistance. It is therefore not surprising that EPB41L5 expression is associated with a poor prognosis in cancer patients. However, the signaling pathways downstream of EPB41L5 are poorly understood. Based on previous work done in Drosophila, we hypothesized that EPB41L5 is part of a complex with NADSYN1 and SIRT2 deacetylase. This complex would allow the deacetylation of specific substrates, which would induce tumor progression. This study aims to 1) validate the interactions between proteins in both Drosophila and humans, 2) determine if and how EPB41L5 modulates the acetylation of SIRT2 targets and 3) verify the cellular localization of EPB41L5. We performed immunoprecipitations, cell fractionations and immunoblotting analyses. Our work indicates that EPB41L5, NADSYN1 and SIRT2 appear to form a conserved complex between Drosophila and humans. EPB41L5 also modulates the acetylation of several SIRT2 targets, promoting the interaction between the deacetylase and its substrates. We also discovered that EPB41L5, in addition to being cytoplasmic, is also nuclear, potentially implying the presence of a similar mechanism in this compartment. This work paves the way for the characterization of a novel mechanism involving EPB41L5 in tumor progression. Further study of the EPB41L5-NADSYN1-SIRT2 complex could provide clues to establish new therapeutic approaches for patients suffering from aggressive cancers expressing EPB41L5.

Au Canada, il est estimé qu’une personne sur deux sera diagnostiqué pour un cancer et qu’une personne sur quatre en décédera, faisant du cancer la première cause de mortalité (Statistiques canadiennes sur le cancer 2017. Toronto, ON: Société canadienne du cancer, 2017). La formation de métastases est la principale cause des décès puisqu’elle y est associée à 90%. Lors de ce processus, les cellules épithéliales cancéreuses quittent la tumeur primaire et envahissent les tissus distants après avoir subi la transition épithéliale mésenchymateuse (EMT), ce qui leur permet d’accroître leur capacité migratoire. Plusieurs travaux ont montré un lien de causalité entre les protéines liant l’ARN et la progression tumorale. C’est le cas de l’étude qui a identifié les SICs (Spreading Initiation Centers), une structure transitoire présente lors de l’initiation de l’adhésion et défini comme présente uniquement dans les cellules mésenchymateuses. Nous proposons que les SICs contrôlent l’adhésion et la transition vers l’étalement cellulaire. Ainsi, nous avons cherché à caractériser cette structure et sa fonction. Nos données indiquent que la formation des SICs est contrôlée par l’activation de la voie RhoA et que son inhibition affecte leur formation et la consolidation de l’adhésion des cellules mésenchymateuses. Cette consolidation est liée au recrutement et à l’enrichissement spécifique de certaines protéines liant l’ARN, d’ARNm et d’un fort taux de traduction locale au niveau des SICs. De plus, nous montrons que lors de l’adhésion, une reprogrammation traductionnelle s’effectue afin de traduire des ARNm impliqués dans l’adhésion cellulaire. À l’aide d’une nouvelle méthode basée sur la puromycine, nous avons été capable d’identifier les protéines synthétisées lors de ce processus et avons montré que l’enrichissement de leur ARNm au niveau des SICs est dépendant de leur région 3’UTR. Enfin, l'inhibition de la traduction lors de l’adhésion diminue uniquement la capacité d’adhésion des lignées cellulaires mésenchymateuses et des cellules cancéreuses hautement métastatiques qui ont subi l’EMT. En conclusion, nous montrons que le métabolisme des SICs est régulé par leur capacité à traduire des ARNm spécifiques. Nous proposons que les SICs agissent comme un point de contrôle d’adhérence dans les cellules métastatiques leur permettant ainsi de moduler leur dissémination. / In Canada, one person out of two will be diagnosed with cancer and one out of four will die of it, making cancer the leading cause of death (Statistiques canadiennes sur le cancer 2017. Toronto, ON: Société canadienne du cancer, 2017). This is mainly caused by metastasis formation, which is associated to more than 90% of the death related to cancer. While majority of cancers mostly originates from epithelial tissues, pre-metastatic cancerous cells can only leave the primary tumor after undergoing the epithelial mesenchymal transition (EMT). This transition allows cancerous cell lines to increase their ability to migrate through the highly structured stroma, invade the blood stream in order to disseminate in distant tissues. Increasing studies have shown causality in between RNA binding protein (RBP) and tumor progression. Our discoveries strengthen this hypothesis, as our work on Spreading initiation center (SIC), a transient structure during early adhesion, showed that RBPs regulation translation regulates these structure during mesenchymal cells adhesion and spreading. We found that SICs formation is controlled by RhoA activation and its inhibition will affect their formation and adhesion consolidation of mesenchymal cells. This consolidation is done with recruitment and enrichment of specific RBPs, mRNA and a high level of local translation in SICs. We also showed translational reprograming events during early adhesion, allowing us to find adhesion-regulated translation of specific mRNAs known to be implicated in cellular adhesion. Using our specifically engineered methods based on puromycin incorporation capacities, we identified neosynthesized proteins during early adhesion, showing a distinct translational activity. This also led us to show a specific enrichment of the mRNA coding for the newly synthetized proteins, through 3’UTR, within SICs. Finally, we showed that translation inhibition decreased the adhesion ability of mesenchymal cells and highly metastatic cancerous cells that undergo EMT, while not affecting epithelial cells or non-metastatic ones. Taken together, we conclude that SIC-regulated mechanism regulate mesenchymal cell adhesion through their ability to translate specific RNA, and that SICs can act as an adhesion checkpoint for metastatic cells, thus modulating their ability to disseminate and form metastases.

Le cancer épithélial de l'ovaire (CEO) est létal à cause de son potentiel d'invasion, sa progression insidieuse et sa capacité de métastase à travers la cavité péritonéale. L'antigène tumoral CA125 (MUC16) est le marqueur clinique du cancer de l'ovaire le plus important. Il est utilisé pour surveiller la progression de la maladie. L'antigène tumoral CA125 (MUC16) est une glycoprotéine de grand poids moléculaire (200-2000 kDa) de la famille des mucines transmembranaires. Il est encodé par le gène MUC16 à partir d'un long ARNm de 66kb. L'expression de CA125 (MUC16) est retrouvée dans la majorité des cancers épithéliaux de l'ovaire (CEO) mais il n'est pas détecté dans l'épithélium normal des ovaires. Cependant, sa contribution au développement du CEO reste pratiquement inconnue. Il y a des évidences croissantes que les mucines transmembranaires sont impliquées dans plusieurs voies de signalisation intracellulaire en régulant l'expansion cellulaire, l'adhésion cellulaire, la migration et la mort cellulaire. Il est envisageable que CA125 (MUC16) pourrait exercer certaines de ces fonctions. Nos données supportent ce concept. Pour étudier les fonctions de CA125, nous avons initialement développé un inhibiteur spécifique de CA125 qui consiste en un minianticorps de chaîne simple anti-CA125 (scFv) qui est retenu dans le réticulum endoplasmique et qui prévient la localisation de CA125 à la surface cellulaire, en imitant, par conséquence, un knockdown de son expression. Des transfectants stables exprimant ce scFv ont été dérivés à partir de la lignée parentale NIH: OVCAR-3. Nous avons démontré que le knockdown de CA125 altère la morphologie cellulaire, inhibe l'agrégation cellulaire homotypique et de façon dramatique, il diminue la croissance cellulaire indépendante d'ancrage et la tumorigénicité chez les souris nues. Nous avons déterminé que CA125 interagit avec E-cadhérine, [béta]-caténine, [alpha]-actinine, [béta]-actine. Plus tard, nous avons observé par immunofluorescence et par microscopie électronique que les cellules CA125 knockdown présentent des jonctions intercellulaires détériorées et un réarrangement des filaments d'actine, ce qui nous suggère que CA125 pourrait être associé aux jonctions intercellulaires et impliqué dans l'organisation du cytosquelette. La formation et la dissolution dynamique des complexes de jonction sont des processus centraux pendant la transition épithélio-mésenchymateuse.Le knockdown de CA125 augmente aussi la migration des cellules OVCAR-3. Nous avons constaté que le maintien de cette migration est dépendant de la présence du EGF dans le milieu de culture et qu'elle est presque exclusivement due à l'effet de ce facteur de croissance. L'ajout de différents inhibiteurs du récepteur d'EGF (EGFR) démontre une abolition presque complète de la migration cellulaire de clones CA125 knockdown. En plus, l'expression d'E-cadhérine et de claudine-7 est significativement diminuée chez les cellules CA125 knockdown, tandis que l'expression de la vimentine et de N-cadhérine est augmentée, nous suggérant que la perte de CA125 cause une EMT chez ces cellules. De façon intéressante, l'expression ectopique du domaine C-terminal (CTD) de CA125 chez les cellules de cancer de l'ovaire SKOV-3 confère aux cellules les mêmes phénotypes indiquant que ce domaine peut être suffisant pour moduler ces comportements cellulaires.Le domaine C-terminal pourrait représenter ce qui reste de CA125 à la surface cellulaire après le clivage protéolytique causant le relâchement de la majorité de son domaine extracellulaire. Cependant, l'expression ectopique des domaines extracellulaires de CA125 (domaines transmembranaire et unique (TMU) ou transmembranaire-unique plus une des répétitions (TMU+1R)) ne confère pas d'effet sur les jonctions intercellulaires ni sur la migration évoquant que l'expression isolée de ces domaines ne donne pas un avantage et que d'autres portions et/ou répétitions de la molécule sont requises. Si nous prenons l'ensemble de nos données, ces résultats nous permettent de proposer que CA125 régule la tumorigénicité et le potentiel EMT/métastatique en modulant les complexes de jonction et l'organisation du cytosquelette. Ce projet a permis de déterminer comment CA125 module ces comportements. Les effets du knockdown de CA125 sur les jonctions intercellulaires, l'adhésion cellulaire et la migration ont été comparés aux effets produits par l'expression forcée des différents domaines de CA125 (C-terminal, transmembranaire et une des répétitions). Une fois que les domaines ont été identifiés et liés à des phénotypes nous avons considéré qu'il était important de commencer à déterminer les voies de signalisation impliquées et modulées entre nos systèmes cellulaires. La présence du EGF dans le milieu de culture a donc été identifié comme un facteur essentiel permettant la migration de cellules CA 125 knockdown. Ces études contribuent de façon significative à notre compréhension des fonctions biologiques de CA125, son rôle dans le développement et progression du carcinome épithélial de l'ovaire et suggèrent que CA125 pourrait éventuellement être une nouvelle cible moléculaire pour le traitement de cette maladie.

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Titre de l'écran-titre (visionné le 23 novembre 2023) / 5 vidéos en format mp4. MovieS1: Time-lapse cell imaging of SIC dynamics formed on a typical MRC-5 cell adhering ; Movie S2A: Time-lapse cell imaging of SIC dynamics in MRC-5, Untreated MRC-5 cell adhering ; MovieS2B: Time-lapse cell imaging of SIC dynamics in MRC-5, MRC-5 cell adhering in presence of 50 μg mL-1 of cycloheximide ; MovieS3A: Time-lapse cell imaging of SIC dynamics in HeLa, Untreated HeLa cell adhering ; MovieS3B: Time-lapse cell imaging of SIC dynamics in HeLa, HeLa cell adhering in presence of 50 μg mL-1 of cycloheximide ; MovieS4: Time-lapse cell imaging of SIC inhibition and increased spreading of newly adhering MRC-5 cell treated with Y27632 (ROCK inhibitor). / La majorité des cancers proviennent du tissu épithélial. Lors de l'évolution d'une tumeur, les cellules cancéreuses épithéliales subissent une transition épithéliale à mésenchymateuse afin d'amorcer la progression tumorale. La migration et l'adhésion cellulaire sont des processus biologiques essentiels à l'établissement de métastases, qui sont la principale cause de décès associés au cancer. Ainsi, cibler l'un ou l'autre de ces processus et affecter la progression tumorale pourrait potentiellement améliorer le pronostic. Mon projet de doctorat s'est donc penché sur les mécanismes de régulation de l'initiation de l'adhésion spécifiques aux cellules ayant subi une transition épithéliale-mésenchymateuse. L'étude de l'initiation de l'adhésion a mis en lumière une structure impliquée dans la maturation des adhésions focales, les spreading initiation centers (SICs). Les SICs se situent au-dessus de futurs sites de formation d'adhésions focales et sont composés de complexes ribonucléoprotéiques confinés sous une gaine d'actine. Parmi les protéines faisant partie des SICs, on retrouve plusieurs protéines impliquées dans l'adhésion, mais également plusieurs protéines de liaison à l'ARN (RBPs). Nous avons montré que les RBPs ainsi que les ARNm sont présents de façon enrichie dans les SICs, suggérant une traduction localisée. En effet, l'inhibition de la traduction freine l'adhésion spécifiquement chez les cellules de types mésenchymateuses et les cellules ayant subi une transition épithéliale à mésenchymateuse. Nous avons mis en lumière une régulation spatiotemporelle de la traduction, spécifique aux cellules mésenchymateuses. Au fil de l'adhésion, la machinerie traductionnelle est tout d'abord inhibée puis stimulée. Cette régulation spatiotemporelle permet une reprogrammation de la traduction vers une traduction localisée et spécifique de protéines impliquées dans la formation des adhésions focales. Nous avons montré que la régulation temporelle de la traduction est assurée par la phosphorylation de la sous-unité alpha de l'EIF2. L'inhibition de la traduction est donc un moyen direct d'étudier les différences dans l'initiation de l'adhésion entre les cellules épithéliales et les cellules ayant subi une transition épithéliale à mésenchymateuse lors de la progression tumorale. / Most cancers originate in epithelial tissue. Epithelial cancer cells then undergo an epithelial to mesenchymal transition to initiate tumor progression. Cell migration and adhesion are essential biological processes for metastasis formation. Metastases are the leading cause of cancer-associated deaths, so targeting any of these processes would greatly affect tumor progression, which could lead to a better prognosis. My doctoral project therefore centered on the mechanisms of regulation of adhesion initiation specific to cells that have undergone an epithelial to mesenchymal transition. The study of adhesion initiation has highlighted a structure involved in the maturation of focal adhesions called spreading initiation center (SIC). This structure has been shown to localize above the formation sites of focal adhesions and to be composed of ribonucleoprotein complexes confined under an actin sheath. Among the proteins identified as part of the SICs are several proteins involved in adhesion and several RNA binding proteins. We have shown that RNA binding proteins and mRNA are enriched within SICs, suggesting the presence of translational activity. We subsequently confirmed an enrichment in translation in the SICs during the initial phase of adhesion. Indeed, inhibiting translation only inhibits cellular adhesion in mesenchymal cells and in epithelial cells having undergone an epithelial to mesenchymal transition. By further studying the translation dynamics during adhesion, we have highlighted a spatiotemporal regulation specific to mesenchymal cells. The translational machinery is first inhibited, after which there is an upsurge in translation. This spatiotemporal regulation allows a reprogramming of the translatome, inducing the specific translation of proteins involved in the formation of focal adhesions. We have shown that the temporal regulation of translation is regulated by the phosphorylation of the alpha subunit of eIF2. The initiation of translation is therefore an interesting target to study the differences between the adhesion initiation of epithelial cells and that of cells having undergone an epithelial to mesenchymal transition during tumor progression.

Le cytosquelette d'actine est une structure dynamique capitale pour la cellule, qui intervient dans les processus de signalisation et génère des forces mécaniques pour compléter des fonctions aussi diverses que l'adhésion, la migration, la division ou la différenciation. Les protéines qui régulent cette structure sont capables de moduler ces fonctions. J'ai identifié une nouvelle famille de protéines régulatrices de l'actine, les protéines Refilines (RefilineA et RefilineB), dont l'expression est corrélée avec l'engagement des cellules dans des programmes de différenciation. La RefilineA est induite lors de la différenciation des cellules précurseurs neurales multipotentes en cellules progénitrices gliales. La RefilineB est stabilisée dans les cellules épithéliales lors de la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) induite par le TGF-β. Dans ces cellules, les Refilines agissent en se complexant à la FilamineA, une protéine qui se lie aux filaments d'actine et forme le maillage. Des syndromes génétiques de mutations sur le gène de la FilamineA entrainent d'importants défauts développementaux, cependant la fonction précise de la protéine reste à ce jour obscure. Le complexe Refiline/FilamineA induit la formation de câbles d'actine et génère également une nouvelle structure d'actine périnucléaire appelée coiffe d'actine (" actin cap ") ou " ligne TAN" qui s'ancre à l'enveloppe nucléaire pour réguler les mouvements et la morphologie du noyau. Les Refilines sont les seules protéines identifiées à ce jour capables de catalyser la formation de structures périnucléaires d'actine. Ces résultats ouvrent donc de nouvelles perspectives pour appréhender les fonctions de la FilamineA ainsi que la biologie et les fonctions des structures périnucléaires d'actine.

Le cancer gastrique (CG) est une maladie multifactorielle, fréquemment associée à l’infection chronique par des souches CagA+ d’Helicobacter pylori. La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) est un processus réversible dans lequel une cellule épithéliale polarisée acquiert un phénotype mésenchymateux. L’EMT est à l’émergence de cellules souches cancéreuses (CSC) qui expriment CD44 et présentent une activité ALDH élevée. L’infection des cellules épithéliales gastriques humaines (CEGs) par CagA+ H. pylori induit des cellules CD44+ avec des propriétés des CSCs via une EMT. La voie Hippo est composée par les kinases MST et LATS, et leurs cibles, les YAP1 et TAZ. Suite à la phosphorylation, YAP1 et TAZ sont inhibés. YAP1 et TAZ activés lient les facteurs TEAD pour promouvoir la croissance cellulaire et l’inhibition de l’apoptose.Notre premier objectif était de rechercher si H. pylori change l’état d’activation de la voie Hippo et l'effet sur l’EMT et les CSC in vitro et in vivo. Le deuxième but est la caractérisation du rôle de YAP1/TEAD dans les propriétés de CSCs gastriques in vitro et les conséquences de son inhibition dans la croissance tumorale in vivo.Pour étudier la régulation de la voie Hippo pendant l’infection par H. pylori, LATS2, YAP1 et CD44 ont été évalués dans la muqueuse gastrique de sujets non-infectés et infectés par H. pylori, qui ont été augmentés avec l’infection et leur surexpression a été associée avec la gastrite et la métaplasie intestinale. Dans les CEGs l’expression de gènes de la voie Hippo a été altérée par l’infection. La régulation de la voie Hippo par H. pylori a une cinétique diphasique et dépendante de CagA. Dans l’infection précoce, H. pylori déclenche l’activité transcriptionelle de YAP1. Cette période d’inactivité de la voie Hippo est suivi de son activation progressive, soutenue par l’accumulation de LATS2 et la phosphorylation inhibitrice de YAP1. La répression de LATS2 avec siRNAs a accéléré l’acquisition du phénotype mésenchymateux après l’infection, l’augmentation de marqueurs de l’EMT (Zeb1 et Snail1), et la diminution des miR-200 épithéliaux. Les CSC induites par H. pylori ont été potentialisées par l’inhibition de LATS2, ce qui suggère que LATS2 limite l’EMT et le phénotype de CSC acquis pendant l’infection. L’inhibition de LATS2 ou YAP1 diminue l’expression de ces deux protéines, révélant ainsi une boucle de régulation positive. Dans des coupes de tissu de CG, l’expression de LATS2 et YAP1 est hétérogène et positivement corrélée, fait qui a été confirmé dans 38 CEGs de la CCLE. L’expression LATS2 est fortement corrélée à celle de CTGF et CYR61, ce qui suggère que LATS2 peut aussi être un gène cible de YAP1/TEAD.La verteporfine (VP) est capable d’interrompre l’interaction YAP1/TEAD, et donc d’inhiber son activité transcriptionelle. In vitro, utilisant CEGs et des cellules de tumeurs de patients amplifiées chez la souris (patient-derived xenograft PDX), le traitement à la VP a diminué la croissance cellulaire, l’expression de gènes cible de YAP1/TAZ/TEAD, l’activité du rapporteur TEAD-luciférase et la capacité de formation de sphères. L’activité de la VP a été testée in vivo par injection péri-tumorale dans un modèle de greffe sous-cutanés des CEGs MKN45 et MKN74 et le PDX GC10 chez la souris NSG. La croissance tumorale a été diminuée. Le poids des tumeurs, l’analyse par IHC (CD44, ALDH, Ki67) et la capacité de formation de sphères des CSCs résiduelles ont été diminuées. Ces résultats montrent une activité inhibitrice de la VP sur les CSCs gastriques in vitro et in vivo.Ce travail montre pour la première fois que l’axe LATS2/YAP1/TEAD est précocement activé pendant l’infection chronique avec H. pylori et que celui-ci contrôle l’EMT et les propriétés de CSC. Le ciblage de la voie Hippo a été montré comme étant efficace dans la prévention de la croissance tumorale, mettant en évidence le potentiel de son inhibition dans le traitement du cancer gastrique. / Gastric cancer (GC) is a multifactorial disease, most frequently associated to chronic infection with CagA-positive Helicobacter pylori strains. Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) is reversible process in which polarized epithelial cells acquire a mesenchymal phenotype. EMT is at the origin of cancer stem cells (CSC). In GC, CSCs express CD44 and high aldehyde-dehydrogenase (ALDH) activity. Infection with H. pylori of human gastric cancer cell lines (hGECs) in vitro induces the emergence of a population of CD44+ cells with CSC-properties through an EMT process in a CagA-dependent manner. The Hippo pathway is composed by the kinases MST and LATS, and their phosphorylation targets,YAP1 and TAZ. Upon phosphorylation by LATS, YAP1 and TAZ are inhibited. Active YAP1 and TAZ bind to TEAD transcription factors to promote the expression of genes that regulate cell growth and apoptosis.The first aim of this work was to investigate whether H. pylori affects the activation state of the Hippo pathway, and its effect on the EMT process and the CSCs. Second, we intended to characterize the role of YAP1/TEAD in gastric CSC properties in vitro and the consequences of its pharmacological inhibition on tumor growth in vivo.To study the Hippo pathway regulation during infection, LATS2, YAP1 and CD44 were evaluated in gastric mucosae of non-infected or H. pylori-infected patients. They were upregulated in infected mucosae and were associated to pathology. Hippo pathway regulation by H. pylori infection has biphasic kinetics and is CagA-dependent. Early in infection, H. pylori transiently triggered YAP1 expression and co-transcriptional activity, along with LATS2. This period of Hippo pathway inactivity is followed by a progressive activation, sustained by LATS2 accumulation and inhibitory YAP1Ser127-phosphorylation. LATS2 siRNA-mediated repression accelerated the acquisition of the EMT-phenotype upon infection, the up-regulation of EMT-markers ZEB1 and Snail1, and the decrease of the epithelial miR-200. H. pylori-induced CD44 upregulation, invasion and sphere-forming capacity were further enhanced upon LATS2 knockdown, suggesting that LATS2 restricts the EMT and CSC-like phenotype in hGECs upon H. pylori infection. Inhibition of either LATS2 or YAP1 reduced the expression of both proteins, revealing a positive feedback loop. In tissue sections of GC, LATS2 and YAP1 were heterogeneous and co-expressed. The positive correlation between LATS2 and YAP1 was confirmed in the 38 hGECs of the CCLE. The expression of CTGF and CYR61 was also strongly correlated to LATS2, suggesting that LATS2 could also be a YAP1/TEAD target gene.hGECs of the CCLE. The expression of CTGF and CYR61 was also strongly correlated to LATS2, suggesting that LATS2 could also be a YAP1/TEAD target gene.Verteporfin (VP) disrupts the YAP1/TEAD interaction inhibiting its transcriptional activity. In vitro, using hGECs and cells from patient derived primary tumor xenogratfs (PDXs), we showed that treatment with VP decreased cell growth, expression of YAP1/TAZ/TEAD target genes, TEAD-luciferase reporter activity and sphere-forming capacity. The activity of VP was tested in vivo, by peritumoral injection in a model of subcutaneous graft of hGECs (MKN45 and MKN74) and PDX (GC10) in NGS mice. Tumor growth was followed and a decrease was observed. Tumor weight measurement, IHC analysis (CD44, ALDH and Ki67), and CSCs were decreased in treated tumors. These results show the CSC-inhibitory activity of VP both in vitro and in vivo.We showed for the first time that the LATS2/YAP1/TEAD axis is early activated during the carcinogenesis process induced by chronic H. pylori infection and controls the subsequent EMT and CSC-like features. Targeting the Hippo pathway efficiently prevented tumor growth in a PDX model, highlighting the potential of its inhibition to be implemented in gastric cancer therapy.

Le cancer du sein est une pathologie hétérogène au plan clinique et au moins 5 sous-types moléculaires ont pu être définis sur la base de différences d’expression ARNm. Ces sous-types présentent des différences de profils d’anomalies génomiques et de méthylation des cytosines. Ces différences génétiques et épigénétiques s’expliqueraient par des types cellulaires d’origines distincts au sein de l’épithélium mammaire, toutefois, ceci n’a pas été confirmé clairement à ce jour. Alternativement, il a été proposé que l’activation de voies oncogéniques différentes pouvait avoir un impact significatif sur les modifications génétiques ou épigénétiques. Dans ce travail nous avons voulu vérifier cette hypothèse en l’appliquant à un modèle de cellules épithéliales mammaires normales primaires humaines, que nous avons isolé des à partir de glandes mammaires. Ces cellules ont été transformées en deux étapes par transduction avec (i) un shARN ciblant TP53, (ii) un oncogène. Nous avons sélectionné 3 oncogènes qui activent des voies de signalisations distinctes CCNE1, HRAS-v12 et WNT1. Nous avons établi un modèle de transformation tumorale en trois étapes, cellules normales, immortalisées et transformées, permettant de suivre les modifications moléculaires associées à chaque étape et de vérifier si l’activation de voies oncogéniques distinctes produisait des profils d’anomalies différents. Les différents modèles ont été analysés par CGH-array, RRBS, transcriptome et miRNA à des temps de culture définis.Nos résultats montrent que l’activation de la voie RAS aboutit à des profils d’anomalies génétiques et de méthylation des CpG radicalement différents de ceux obtenus après surexpression des gènes CCNE1 et WNT1. Ces différences apparaissent très rapidement après transduction des oncogènes alors que les profils des cellules CCNE1 et WNT1 divergent plus tardivement. Enfin, l’inactivation de p53 n’induit pas par elle-même une instabilité élevée, mais produit un contexte de plasticité favorable aux modifications génétiques et épigénétique.Par ailleurs, nous avons noté des différences phénotypiques entre les HMEC RAS (mésenchymateuses) et les HMEC CCNE1 et les HMEC WNT1 (épithéliales). Dans ce travail, je montre que les HMEC shp53 immortalisées présentent une plasticité phénotypique, une partie des cellules entrant en EMT spontanément, l’autre restant épithéliales. J’ai montré que la transduction RAS sélectionnait les cellules ayant effectué une EMT, alors que la transduction de CCNE1 ou WNT1 sélectionnait les cellules épithéliales. J’ai cherché à identifier les déterminants de ces changements phénotypiques et mes résultats suggèrent qu’ils résultent d’une balance entre une signalisation TGFB1/BMP1, qui favorise l’EMT, et BMP4/WNT7 qui favorise la MET. / Breast cancer is a heterogeneous pathology. Based on the differences of mRNA expression, at least five molecular subtypes have been defined. These subtypes show differences in profiles of genomic abnormalities and CpG methylation. These molecular subtypes are thought to originate from different cell lineages in the mammary gland. However, this has not yet been clearly demonstrated. Alternatively, it has been proposed that the activation of different oncogenic pathways could have a significant impact on genetic or epigenetic changes.We wanted to verify this hypothesis by applying it to a normal primary human mammary epithelial cells (HMEC) model, which we isolated from normal mammary explants. These cells were transformed in two step process by sequential transduction of (i) a shRNA targeting TP53, (ii) an oncogene. We selected 3 oncogenes that activate distinct signaling pathways CCNE1, HRAS-v12 and WNT1. Our tumor transformation model was established in three-step, normal, immortalized and transformed cells, allowing us to monitor the molecular changes associated with each step and to verify whether the activation of distinct oncogenic pathways produced different profiles of genetic and epigenetic modifications. The different models were analyzed at defined culture times by CGH-array, RRBS, transcriptome and miRNA. Our results show that genetic abnormalities and CpG methylation profiles are different between cells where the RAS pathway was activated and cells overexpressing WNT1 or CCNE1. These differences appear rapidly after oncogene transduction, whereas the profiles of the CCNE1 and WNT1 cells diverged later. Finally, inactivation of p53 by itself does not induce high instability, but produces a context of plasticity favorable to genetic and epigenetic changes.In addition, we noted phenotypic differences between HMEC RAS (mesenchymal) and HMEC CCNE1 and HMEC WNT1 (epithelial). In this work, I show that the immortalized HMEC shp53 exhibit a phenotypic plasticity, where some cells enter a spontaneous EMT and the others remain epithelial. I showed that RAS transduction selected cells that are undergoing an EMT, whereas transduction with CCNE1 or WNT1 selected the epithelial cells. I have sought to identify the determinants of these phenotypic changes and my results suggest that a balance exists between TGFβ1 / BMP1 signaling, which promotes EMT, and BMP4 / WNT7a which promotes TEM.

Le raccourcissement télomérique est la source majeure de l'instabilité chromosomique (CIN) au cours de la progression tumorale. Nous avons montré que les cellules humaines embryonnaires de rein (cellules HEK) ayant traversé une période de CIN subissent des vastes changements dans l'expression des microARNs, ce qui induit une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), un processus permettant aux cellules cancéreuses épithéliales migrer et envahir de nouveaux tissus et former des métastases. Notre travail a aussi suggéré que les cellules ayant subi une TEM étaient capables de former des tumeurs dans un microenvironnement sénescent. De surcroît, cette évolution dans la capacité tumorale était associée à une dérégulation supplémentaire des microARNs et à l'acquisition des propriétés des cellules souches. Afin d'étudier comment ce potentiel est mis en place au cours de l'instabilité chromosomique et au contact avec le microenvironnement sénescent, nous avons modulé les niveaux d'expression de miR-145 et avons démontré que la répression de miR-145 était nécessaire pour le développement des caractéristiques des cellules souches. Afin de mieux comprendre l'impact de CIN sur le programme génétique des cellules épithéliales, nous avons utilisé des approches de haut débit et avons caractérisé les changements des paysages chromatiniens et leur mise en place dans les cellules ayant traversé une période de CIN. Nos résultats révèlent pour la première fois que l'instabilité télomérique modifie profondément la distribution des marques d'histones en conduisant aux changements d'expression des gènes et au processus de transformation des cellules épithéliales pré-tumorales. / Telomere shortening is a major source of chromosome instability (CIN) at early stages during carcinogenesis. However, the mechanisms through which telomere-driven CIN (T-CIN) contributes to the acquisition of tumor phenotypes remain uncharacterized. We have shown that human epithelial kidney (HEK) cells undergo massive microRNA deregulation upon CIN, in particular a miR-200-dependent epithelial-mesenchymal transition (EMT), which is thought to enable epithelial cancer cells to migrate and invade other tissues to form metastases. Our work also indicated that CIN+ cells that underwent EMT were able to form tumors in a senescent microenvironment. Notably, this progression in tumor capacity was associated with further microRNA deregulation and the manifestation of enhanced stem-like properties. To investigate how stem-like properties are acquired in CIN+ cells in the contact with senescent microenvironment we adapted knockdown and overexpression approaches to modulate miR-145 expression, and demonstrated that enhanced stem-like properties depended on miR-145 repression. To fully apprehend the impact of CIN on the genetic program of epithelial cells, we used an unbiased approach to characterize the chromatin state of HEK CIN+ cells and uncover genome wide redistributions that were in direct correlation with gene expression changes. Our results reveal for the first time that T-CIN profoundly modifies the chromatin landscape genome-wide thereby fueling the transformation process of pre-tumor epithelial cells.

L’invasion cellulaire est un phénomène clé du développement tumoral au cours duquel les cellules réalisent une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) caractérisée par des changements d’expression de gènes clés dans la régulation de l’adhérence et de la morphologie cellulaire. L’expression de ces gènes est sous le contrôle de voies de signalisation, qui lors du processus de tumorigenèse sont dérégulées. La dérégulation de ces voies est multifactorielle et peut-être initiée par une activation de récepteurs présents à la membrane plasmique.Dans ce contexte, nous avons mis en évidence que les flotillines sont d’importants régulateurs de l’activation de ces récepteurs et des voies de signalisation en aval qui conduisent à l’induction de la TEM. Les flotillines 1 et 2 sont des protéines ubiquitaires très conservées. Le niveau d’expression des flotillines est accru dans de nombreux cancers invasifs et ceci est un facteur de mauvais pronostic. En condition physiologique, non surexprimées, les flotillines sont majoritairement à la membrane plasmique. Surexprimées les flotillines induisent la formation d’endolysosomes ayant une faible activité de dégradation, dans lesquels elles sont retrouvées.Mes travaux montrent que l’augmentation de l’expression des flotillines dans des cellules normales mammaires est suffisante pour induire le processus de TEM, processus clé de l’invasion tumorale. De plus nous montrons que la surexpression des flotillines génère une voie de trafic vésiculaire que nous nommons UFIT (Upregulated flotillin Induced Trafficking pathway) et qui affecte le trafic de plusieurs récepteurs membranaires connus pour participer à l’activation des voies oncogéniques inductrices de la TEM. Dans le cas particulier d’un de ces récepteurs, AXL, cible thérapeutique dans les cancers du sein, nous montrons que la surexpression des flotillines régule son endocytose et l’adresse dans les endosomes de signalisation riches en flotillines tout en le protégeant de la dégradation. Ces travaux apportent donc des explications nouvelles quant au rôle des flotillines dans le processus d’invasion cellulaire conduisant à la formation des métastases. / Tumor cell invasion and consecutive metastasis formation are the main cause of death in cancer patients. One crucial process of tumor cell invasion is the epithelial to mesenchymal transition (EMT), a reversible process during which polarized epithelial cells convert into motile mesenchymal cells. This process is characterized by gene expression changes involved, in particular, in the perturbation of cell adhesion, polarity and cytoskeletal structures.Flotillin 1 and 2 are two ubiquitous and highly conserved membrane proteins that assemble in large oligomers, known to participate in membrane protein clustering and endocytosis. Flotillins are upregulated in many invasive cancers and are considered as markers of poor prognosis. At physiological expression level, flotillins are mainly located at the plasma membrane. The cellular distribution of upregulated flotillins is dramatically modified with a strong enrichment in vesicular compartments that we characterized as non-degradative-endolysosomes.During my PhD project, we identified that flotillins are key EMT inducer. We upregulated flotillins in normal mammary cells and demonstrated that it is sufficient to promote EMT. Using several global comparative analyses (transcriptomic, phosphokinase arrays), we showed that flotillin upregulation activates key oncogenic signaling pathways and plasma membrane receptors. We identified that flotillin overexpression induces a trafficking pathway that we named UFIT-pathway (Upregulated flotillin Induced Trafficking pathway), which promotes the endocytosis of several cargos, amongst them membrane receptors involved in the activation of oncogenic pathways.Our results suggest that the UFIT pathway generates flotillin-positive endolysosomes acting as as “signalosome compartments” involved in the activation of signaling pathways stimulating EMT and cellular invasion.