Les translocations chromosomiques du gène MLL sont connues pour mener au développement de leucémies aiguës. La translocation avec un de ses partenaires de fusion les plus communs, ENL, peut engendrer des leucémies aiguës de plusieurs types différents pour cette même translocation. Une fois la leucémogenèse initiée par la fusion MLL-ENL, son rôle quant au maintien du phénotype leucémique n’est pas encore bien connu à ce jour. Pour mieux comprendre l’importance de MLL-ENL après la leucémogenèse, des cellules souches/progénitrices de sang de cordon ombilical humain purifiées ont ainsi été transduites par un virus exprimant le gène de fusion MLL-ENL bordé par des sites LoxP ainsi que le marqueur eGFP. Ces cellules infectées ont ensuite été injectées dans notre modèle de souris immunodéficientes irradiées et placées sous observation pendant 24 semaines pour voir le développement de leucémies aiguës. Elles ont alors été sacrifiées et les cellules la moelle osseuse et de la rate ont ensuite été analysées par cytométrie en flux pour déterminer si la xénogreffe a engendré une leucémie dans notre modèle ainsi que le phénotype de celle-ci. Les souris injectées par les cellules infectées par le MLL-ENL ont généré uniquement des leucémies lymphoïdes aiguës de type B. Les cellules de ces leucémies primaires isolées ont été par la suite infectées par un lentivirus exprimant la cre-recombinase et le marqueur BFP afin d’exciser le gène MLL-ENL des cellules leucémiques grâce aux sites LoxP. Les cellules ont ensuite été triées pour le marqueur BFP et injectées dans des souris secondaires pour de voir si les cellules leucémiques souches pouvaient toujours régénérer la leucémie. Les conséquences de l’absence de MLL-ENL dans le maintien du phénotype leucémique n’ont cependant pas pu être vérifiées à cause d’une erreur dans la séquence de la cre-recombinase, mais nous avons observé la régénération des leucémies secondaires. / Chromosome translocations of the MLL gene which fusions with different other genes in hematopoietic stem and progenitors cells are well characterized and known to induce the development of acute leukemias. Translocation with one of its most common fusion partner, ENL, induces different acute leukemias but once the leukemia is fully developped, the role of MLL-ENL regarding the maintenance of the leukemic phenotype/disease is still uncertain. To get a better understanding of MLL-ENL’s long term role in leukemias, stem cells and progenitor cells from human umbilical cord blood purified by negative selection have been transduced by a virus expressing the fusion gene MLL-ENL flanked by LoxP sites and the eGFP marker. These infected cells were then transplanted by intra-femoral injection in sub-lethally irradiated immunodeficient mouse and observed for 24 weeks to see the development of acute leukemias. They were then euthanized and bone marrow/spleen cells were analyzed by flow cytometry to determine whether the xenograft generated leukemia and determine their phenotype. Mice injected with MLL-ENL transduced cells only generated type B acute lymphoblastic leukemias in our model. The primary leukemia cells isolated were subsequently infected with a lentivirus expressing the cre recombinase and a BFP marker, aiming to excise the MLL-ENL gene of leukemic cells through the LoxP sites. The cells were then sorted for the BFP marker and injected into secondary mouse to see if the leukemic stem cells could still regenerate leukemia. Due to an error on the sequence of the cre recombinase, the outcomes of MLL-ENL removal could not be verified, but we still managed to regenerate secondary leukemias in our model.

Titre de l'écran-titre (visionné le 19 février 204) / Les sarcomes sont des cancers rares du tissu conjonctif qui présentent une prépondérance de translocations chromosomiques. Les translocations chromosomiques sont souvent à l'origine du cancer en produisant des protéines de fusion à gain de fonction. Le sarcome stromal de l'endomètre de bas grade (LGESS) présente de fréquentes translocations chromosomiques qui fusionnent diverses sous-unités du complexe co-activateur NuA4/TIP60 avec des sous-unités du complexe répressif de Polycomb 2 (PRC2). Les complexes protéiques NuA4/TIP60 et PRC2 régulent la structure de la chromatine et l'expression des gènes d'une manière spécifique au contexte par la déposition de modifications d'histones et l'échange d'histones variantes ; ainsi, leur dérèglement par des translocations chromosomiques peut avoir des conséquences à l'échelle du génome. Cette thèse de doctorat explore la relation complexe entre les translocations chromosomiques et la carcinogenèse, en se concentrant sur les sarcomes stromaux de l'endomètre de bas grade (LGESS) et les tumeurs fibromyxoïdes ossifiantes (OFMT). Dans le premier chapitre, nous caractérisons deux translocations chromosomiques récurrentes dans ces cancers : EPC1-PHF1 et JAZF1-SUZ12. Cette étude identifie JAZF1 comme une sous-unité authentique du complexe NuA4/TIP60 et révèle un mécanisme moléculaire oncogène cohérent dans les deux fusions, qui implique la fusion physique des complexes NuA4/TIP60 et PRC2 pour former un complexe chimérique. Ces complexes de fusion délocalisent les activités de NuA4/TIP60 vers les gènes cibles de la polycomb et réduisent le H3K27me3 médié par PRC2 sur ces sites, ce qui conduit à une expression génique aberrante. Le deuxième chapitre présente une revue complète des mécanismes épigénétiques dans les sarcomes, en mettant l'accent sur le rôle des protéines de fusion dans la perturbation du transcriptome cellulaire. Ce chapitre explore la complexité et le parallélisme des voies épigénétiques dans les sarcomes, en se concentrant sur les translocations chromosomiques impliquant des régulateurs épigénétiques tels que les remodeleurs de la chromatine, les lysines acétyltransférases, les lysines méthyltransférases et les protéines du groupe polycomb. Ces informations nous permettent de mieux comprendre les interactions épigénétiques interdépendantes dans les sarcomes et peuvent servir de base à des thérapies ciblées. Le troisième chapitre caractérise une protéine de fusion récurrente dans le sarcome stromal de l'endomètre de bas grade (LGESS), MBTD1-EZHIP, qui forme un complexe chimérique NuA4-PRC2.1 et modifie les niveaux d'acétyl H4 et de H3K27me3 au niveau des gènes cibles de la polycomb. Cette étude révèle le paysage des modifications des histones des échantillons de patients LGESS avec translocation JAZF1-SUZ12, validant les mécanismes oncogéniques découverts au chapitre 1 tout en découvrant un mécanisme oncogénique supplémentaire impliquant une augmentation de H3K27me3 au niveau des gènes transcriptionnellement régulés à la baisse. Cette thèse fournit un examen multidimensionnel des translocations chromosomiques dans les sarcomes, découvrant de nouvelles perspectives dans les mécanismes moléculaires du LGESS et de l'OFMT et apportant des contributions au domaine de l'épigénomique du cancer. / Sarcomas are rare connective tissue cancers with a preponderance of chromosomal translocations. Chromosomal translocations often drive cancer by producing gain-of-function fusion proteins. Low-Grade Endometrial Stromal Sarcoma (LGESS) exhibits frequent chromosomal translocations that fuse various subunits of the NuA4/TIP60 co-activator complex to subunits of the Polycomb Repressive Complex 2 (PRC2) complex. NuA4/TIP60 and PRC2 protein complexes regulate chromatin structure and gene expression in a context-specific manner by depositing histone modifications and exchanging variant histones; thus, their dysregulation through chromosomal translocations can have genome-wide consequences. This doctoral thesis explores the intricate relationship between chromosomal translocations and carcinogenesis, focusing on Low-Grade Endometrial Stromal Sarcomas (LGESS) and Ossifying FibroMyxoid Tumors (OFMTs). In the first chapter, we characterize two recurrent chromosomal translocations in these cancers: EPC1-PHF1 and JAZF1-SUZ12. This study identifies JAZF1 as a *bona fide* subunit of the NuA4/TIP60 complex and reveals a consistent molecular oncogenic mechanism in both fusions, which involves the physical merging of NuA4/TIP60 and PRC2 complexes to form a chimeric complex. These fusion complexes mislocalize NuA4/TIP60 activities to Polycomb target genes and reduce PRC2-mediated H3K27me3 at these sites, leading to aberrant gene expression. The second chapter provides a comprehensive review of epigenetic mechanisms in sarcomas, emphasizing the role of fusion proteins in disrupting the cellular transcriptome. This chapter explores the complexity and parallelism of epigenetic pathways in sarcomas, focusing on chromosomal translocations involving epigenetic regulators such as chromatin remodelers, lysine acetyltransferases, lysine methyltransferases, and Polycomb-group proteins. These insights enhance our understanding of the interdependent epigenetic interactions in sarcomas and can inform targeted therapeutics. The third chapter characterizes a recurrent fusion protein in Low-Grade Endometrial Stromal Sarcoma (LGESS), MBTD1-EZHIP, which forms a chimeric NuA4-PRC2. 1 complex and alters H4 acetyl and H3K27me3 levels at Polycomb target genes. This study reveals the histone modification landscape of LGESS patient samples with JAZF1-SUZ12 translocation, validating the oncogenic mechanisms discovered in Chapter 1. We uncover an additional oncogenic mechanism involving increased H3K27me3 at transcriptionally downregulated genes. This thesis provides a multifaceted examination of chromosomal translocations in sarcomas, reporting novel insights into the molecular mechanisms of LGESS and OFMT and offering important contributions to the field of cancer epigenomics.

L'une des premières réponses observées lorsque des cellules sont soumises à un stress est la diminution de la traduction suite à la destruction des polyribosomes. Les ARNm, qui auparavant étaient traduits, ne sont pas détruits durant ce processus. Il est donc possible d'observer l'accumulation d'une réserve d'ARNm et de mRNP réprimées sous forme de granules de stress intimement liées à la matrice cellulaire résiduelle. La présence de plusieurs protéines impliquées dans la stabilisation et la destruction des ARNm et des protéines soulève l'hypothèse que ces granules de stress servent aussi de site de triage afin de ne conserver que les RNP résistantes au stress. Ces granules cytoplasmiques étant peu connus, nous avons cherché à mieux connaître les RNP impliquées dans ce phénomène. Nos tentatives d'isoler les granules de stress n'ayant pas réussi, vu leur forte association avec la matrice cellulaire résiduelle, nous avons concentré nos efforts sur la comparaison des profils protéiques de la matrice cellulaire résiduelle avant et après un choc thermique. Cette approche nous a permis d'observer une augmentation de la concentration de plusieurs protéines de la matrice cellulaire, protéines qui pourraient être identifiées dans le futur.