Spécialisé dans la production des ribosomes, mais également impliqué dans de multiples fonctions (e.g. maturation des ARNm, régulation du cycle cellulaire), le nucléole a récemment attiré une grande attention pour son rôle central dans la réponse cellulaire au stress. En effet, de multiples évidences semblent lier la sous-structure nucléaire à la détection, mais aussi à la réponse cellulaire vis-à vis certaines formes de stress. En appui à cette fonction, les protéines nucléolaire L51LII1L23, p14ARF, nucléophosmine et nucléoline sont toutes impliquées dans la stabilisation de p53 via un repositionnement nucléoplasmique stress-dépendant (e.g. inhibition de la transcription). Amené à investiguer la fonction de la protéine nucléolaire GLTSCR2, certaines évidences me suggéraient l'implication potentielle de cette protéine auprès du suppresseur de tumeur p53. Parmi ces indices, il a été démontré chez Saccharomyces cerevisiae, que la protéine Nop53p (protéine homologue de GLTSCR2) pouvait interagir avec Nugl p (protéine homologue de nucléostémine). La nucléostémine est une protéine nucléolaire ayant la capacité de voyager entre le nucléole et le nucléoplasme, en plus d'interagir avec p53. À la lumière de ces observations, l'objectif de cette thèse était de valider et de caractériser l'existence d'une interaction entre GLTSCR2 et p53, en plus de caractériser la dynamique de GLTSCR2 en situation de stress. Afin de valider l'hypothèse d'une interaction entre GLTSCR2 et p53, l'immunoprécipitation des protéines endogènes, de même que l'utilisation de clones stables pouvant induire l'expression d'une fusion carboxy-terminale de GLTSCR2 avec l'épitope flag ont été les approches privilégiées. Dans l'intérêt de préciser les domaines d'interactions nécessaires à chacune des protéines, les propriétés d'une série de mutants pour GLTSCR2 et p53 ont été analysées par des expériences de type ±pull-down ¿. Afin d'évaluer la dynamique de GLTSCR2 en situation de stress, les cellules cancéreuses prostatiques LNCaP et mammaires MCF7 ont été soumises à une inhibition de la transcription induite par des traitements à l'actinomycin D (Act.D) et à l'acide mycophénolique (MPA). La stabilité de GLTSCR2, de même que sa localisation et son interaction avec p53 ont été analysées dans ces conditions. Mes travaux ont permis de démontrer l'interaction entre la protéine nucléolaire GLTSCR2 et le suppresseur de tumeur p53. Alors que p53 semble s'associer entre les résidus 200 à 400 de GLTSCR2, cette dernière interagit avec la portion centrale (domaine de liaison à l'ADN) de p53. De manière inattendue, mes recherches ont également démontré l'existence d'un clivage protéolytique de GLTSCR2. De plus, seul un fragment amino-terminal de GLTSCR2 (clivage en C-terminal) et non la protéine pleine longueur semble habilité à former un complexe avec p53. Cette association est intensifiée suite à l'émergence d'un stress cellulaire (inhibition de la transcription), possiblement en raison d'une diffusion nucléoplasmique stress-dépendante de GLTSCR2. Enfin, l'instabilité protéique de GLTSCR2 (dégradation protéasome-dépendante) suite à sa diffusion nucléoplasmique porte à croire que la protéine serait impliquée au début de la réponse de stress via une influence auprès de p53.

En comparant des tumeurs chimiosensibles et chimiorésistantes par la technologie de micropuces d'ADN on a développé un panel de gènes qui peuvent prédire la réponse à la chimiothérapie. L'objectif de l'étude présent est d'évaluer par immunohistochimie (IHC) sur des blocs de ±tissue array¿ la capacité de prédire la réponse à la chimiothérapie et l'importance pour quelques protéines correspondantes. Les gènes sélectionnés pour être validés sont : GST, MMP1, Fos-B, CTSL2, HSP10, CD36, MIP2 (CXCL2), RBBP7 (RbAp46), Siva, PGD2S, Ki67 et p53. L'analyse statistique montre une association entre la réponse complète, HSP10 et p53 (p=0,07 et 0,06 respectivement), entre la survie sans progression HSP10 et MMP1 (p=0,007 et 0,08 respectivement) et entre la survie et HSP10, MMP1 et Ki67 (p=0,02, 0,09 et 0,04 respectivement). Le profil du cancer ovarien avec une bonne réponse à la chimiothérapie que nous avons trouvé est: MMP1 négatif, HSP10, p53 et Ki67 positifs. Un index pronostique basé sur ces 4 marqueurs apporte des informations pronostiques supplémentaires que chaque marqueur individuellement.

Les tumeurs neuroendocrines (TNEs) sont des maladies rares dont l'incidence augmente depuis le début des années 2000. Lorsque la maladie est métastatique, ce qui arrive dans plus de 20% des cas au diagnostic, peu d'options curatives s'offrent aux patients. La thérapie radionucléidique (PRRT) au ¹⁷⁷Lu-DOTA,Tyr3-octréotate (¹⁷⁷Lu-octréotate) dépendante des récepteurs de la somatostatine a récemment été démontrée plus efficace que le traitement de première ligne actuel, soit les analogues de la somatostatine. Or, les cas de rémission avec la PRRT restent très rares et peu d'agents ont actuellement été utilisés pour en améliorer l'efficacité. Pour l'heure, les traitements pour améliorer la PRRT dans les études cliniques sont principalement tournés vers la combinaison avec des doses thérapeutiques de chimiothérapie. Dans les études précliniques, de nombreuses avenues sont à l'essai que ce soit en augmentant la perfusion des tumeurs, l'internalisation de ¹⁷⁷Lu-octréotate, la létalité des dommages induits par la radioactivité ou en ajoutant un fardeau supplémentaire de dommage à l'ADN. Les inhibiteurs de la poly(ADP-ribose) polymérase (iPARP) interfèrent avec la réparation de l'ADN, principalement la réparation par excision de base. La combinaison d'un iPARP avec la PRRT dans un modèle de sphéroïdes de TNEs humaines bronchopulmonaires (NCI-H727) et pancréatiques (BON-1) a démontré que la combinaison ralentissait davantage la croissance que l'iPARP seul ou la PRRT seule pour les deux lignées cellulaires. Le témozolomide (TMZ) et le 5-fluorouracile (5-FU), deux agents de chimiothérapie couramment utilisés pour traiter les TNEs, ont possiblement un rôle plus vaste que la toxicité à l'ADN. En effet, en exposant les cellules BON-1 au TMZ et au 5-FU à des doses toxiques, mais non létales, une augmentation des récepteurs à la somatostatine et de l'internalisation du ¹⁷⁷Lu-octréotate a été observée. Donc, les traitements combinatoires pour potentialiser la PRRT, notamment les iPARPs et la chimiothérapie, pourraient permettre un meilleur traitement des TNEs. / Neuroendocrine tumors (NETs) are rare diseases, the incidence of which has been increasing over the past 20 years. When the disease is metastatic, which happens in more than 20% of cases at diagnosis, few curative options are available for patients. Peptide receptor radionuclide therapy (PRRT) via somatostatin receptors (SSTR) and ¹⁷⁷Lu-DOTA,Tyr3-octreotate (¹⁷⁷Lu-octreotate) has recently been shown to be more effective than the current first-line therapy, namely somatostatin analogues. However, cases of remission with PRRT remain very rare and few agents have currently been used to improve its effectiveness. At present, treatments to improve PRRT in clinical studies have mainly focused on combination with therapeutic doses of chemotherapy. In preclinical studies, many avenues are being tested whether by increasing tumor perfusion, internalization of ¹⁷⁷Luoctreotate, lethality of radioactivity-induced damage or by adding an additional burden of DNA damage to the tumor. Poly (ADP-ribose) polymerase inhibitors (PARPi) interfere with DNA repair, mainly altering base excision repair pathways. Combining PARPi with PRRT in a spheroid model of bronchopulmonary NETs (NCI-H727) and pancreatic NETs (BON-1) demonstrated that the combination slows growth more than PARPi alone or PRRT alone for both cell lines. Temozolomide (TMZ) and 5-fluorouracil (5-FU), two chemotherapeutic agents commonly used to treat NETs, may have a broader role than conventional cytotoxicity via DNA damage in NET therapy. Indeed, by exposing BON-1 cells to TMZ and 5-FU to toxic, but not lethal doses, an increase in somatostatin receptors and internalization of ¹⁷⁷Lu-octreotate was observed. Acting on various mechanisms to potentiate PRRT is possible with PARPis or chemotherapy. Having multiples targes for potentiation could be key for a better treatment of NETs.

Le cancer du sein est la maladie maligne la plus diagnostiquée chez la femme et 95 % des cas sont initialement estrogène-dépendants. La sulfatase des stéroïdes et la sulfotransférase de l' estrone, deux enzymes régulant l'équilibre entre les estrogènes actifs et inactifs, sont communément exprimées dans les carcinomes. En étudiant des échantillons humains, nous avons remarqué que la sulfatase et la sulfotransférase sont surexprimées dans les cancers du sein par rapport aux tissus adjacents. De plus, dans les tumeurs, la sulfotransférase s'est avérée positivement corrélée avec certains récepteurs (ER-P et PR-B) déjà associés à un meilleur pronostic. Dans une étude complémentaire avec des souris sauvages et des souris knock-out pour le récepteur des estrogènes alpha ou bêta, nous avons remarqué que l' expression du récepteur des estrogènes bêta est nécessaire pour maintenir des niveaux normaux de récepteurs des androgènes dans la glande mammaire. L'administration d ~ androgènes augmente également l'expression du récepteur. des androgènes.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / Les suppresseurs de tumeurs Rb, p53, INK4a et ARF sont essentiels et ils sont partie intégrante d'un réseau complexe qui régule le cycle cellulaire ainsi que la réponse aux stress oncogéniques. La biogénèse des ribosomes, donc la synthèse et l'assemblage des ribosomes, est une activité essentielle pour la prolifération cellulaire et est fortement affectée par les changements environnementaux ainsi que différentes formes de stress. Il est donc peu surprenant d'apprendre que plusieurs suppresseurs de tumeurs et oncogenes, dont Rb, ARF, p53 et MDM2 travaillent de concert ou en opposition afin de maintenir le niveau de la production de ribosomes à un niveau optimal pour répondre à la demande cellulaire. ARF, un des produits du gène CDKN2A, est reconnu pour causer la stabilisation de p53 en inhibant son ubiquitine ligase MDM2 et ainsi induire l'arrêt du cycle cellulaire et/ou l'apoptose. ARF peut aussi être un suppresseur de tumeurs en l'absence de p53/TP53, car il peut causer un arrêt de prolifération en inhibant, en partie, la synthèse des ARN ribosomiques (ARNrs) dans des cellules p53-/-. ARF cause l'ubiquitination et la dégradation de la chaperonne NPM/B23 qui est impliquée dans la maturation de l'ARNr 28S, cependant ARF inhibe aussi la production de l'ARNr 18S ainsi que l'ARNr précurseur (47S). L'effet de ARF sur NPM n'explique pas l'ensemble des effets de ARF sur la production et la maturation des ARNrs. Nous avons démontré que ARF contrôle la localisation sub-nucléaire du Facteur de Terminaison de la Transcription de la Polymerase I, TTF-I. TTF-I est dynamique et se déplace entre le nucléoplasme et le nucléole avec l'aide de NPM et d'un signal de localisation nucléolaire dans son domaine de régulation en N-terminal. ARF inhibe la localisation nucléolaire de TTF-I en interagissant avec le signal de localisation nucléolaire causant son accumulation dans le nucléoplasme. La réduction de TTF-I récapitule les effets de ARF sur la synthèse et la maturation des ARNrs et le phénotype est récupéré par l'introduction d'un transgène de TTF-I. La surexpression de TTF-I affecte, de façon similaire à une réduction, la biogénèse des ribosomes et le niveau cellulaire de TTF-I est critique et régulé par l'ubiquitine ligase MDM2. ARF inhibe l'interaction de MDM2 avec TTF-I ainsi que son ubiquitination. De plus, ARF et Senp3 régulent la sumoylation de TTF-I. Nos résultats montrent comment ARF, NPM et MDM2 peuvent réguler et limiter la synthèse des ARNrs.

Les astrocytomes (gliomes) sont les tumeurs cérébrales primaires les plus communes chez les adultes et le deuxième neoplasme le plus fréquent chez l’enfant. Malgré les traitements qui sont disponibles par chirurgie, chimiothérapie et radiothérapie, la résistance, la toxicité ainsi que les taux de guérison faibles conduisent à rechercher de nouvelles drogues plus efficaces. J'ai effectué un test de viabilité chimique avec une banque de molécules sur des lignées cellulaires dérivées de tumeurs cérébrales. J'ai découvert quatre nouveaux composés anti-cancéreux, à savoir: DK16, Bpv(pic), EM011 et le Targetin, qui ont démontré une efficacité élevée et constante dans toutes les lignées de cellules tumorales du cerveau testées. En utilisant une variété de techniques de biologie moléculaire et cellulaire j'ai découvert que ces composés ont une efficacité significative pour inhibent des voies de progression clés dans les lignées de cellules de gliome pédiatrique de bas grade, à savoir: la viabilité, la prolifération, la migration et invasion, et avec seulement peu d'effets indésirables sur les cellules normales. En outre, tous les composés peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique et inhiber la croissance de cellules de gliome pédiatrique de bas grade cultivées dans l'agarose mou. Une diminution de la viabilité cellulaire a été simultanément accompagnée à la fois pas l'arrêt du cycle cellulaire et l'apoptose avec la modification concomitante de l'expression de nombreux gènes qui favorisent la progression du cancer. De plus, une induction de l'apoptose impliqué dans translocation phosphatidylsérine, augmentation du ratio BAX/BCL2, dépolarisation de la membrane mitochondriale et translocation nucléaire du AIF a été observé. Comme EM011, le Targetin est également doté de propriétés anti-angiogéniques. Les résultats pré-cliniques de cette thèse montrent que les composés: DK16, Bpv(pic), EM011 et Targretin, peuvent être utiles pour le traitement des gliomes pédiatriques. Les résultats de cette thèse servent de base pour futures études « in vivo » et des essais cliniques chez les patients pédiatriques atteints de gliomes. / Astrocytomas (Gliomas) are the most common primary brain tumors among adults and second most frequent neoplasm among children. Although gliomas are treated aggressively with surgery, chemotherapy and radiation, treatment resistance, drug toxicity and poor response rates among pediatric glioma patients, continue to drive the need to discover new and more effective chemotherapeutic agents. In line with this notion, I undertook a chemical viability screen involving a library of compounds to discover and characterize novel compounds with high efficacies in retarding the viability of a panel of brain tumor cell lines. I subsequently discovered four new anti-cancer compounds, namely DK16, Bpv(pic), EM011 and Targetin, which demonstrated high and consistent potency in the panel of all brain tumor cell lines and cancer stem cells tested. Using a variety of in-vitro molecular and cell biology techniques, I discovered that these compounds have significant efficacies in abrogating key cancer progression pathways in pediatric low grade glioma cell lines, namely: cell viability, proliferation, migration, and invasion, but with little/no adverse toxicity on normal cells. Furthermore, all compounds can cross the blood brain barrier and inhibit anchorage independent growth of pediatric low grade glioma cell lines in soft agarose. A decrease in cell viability was concurrently accompanied by both cell cycle arrest and apoptosis with the concomitant alteration in the expression of numerous genes that promote cancer progression. Moreover, an induction of apoptosis involved increases in phosphatidylserine translocation, the upregulation of BAX/BCL2 ratio and depolarization of the mitochondrial membrane. In addition, glioma cell lines treated with DK16 and EM011 showed further evidence of mitochondrial dissipation leading to the release and nuclear translocation of the apoptotic inducing factor (AIF), with subsequent nuclear fragmentation. Furthermore, two compounds namely, EM011 and Targetin were found to perturb angiogenesis. These pre-clinical findings suggest DK16, Bpv(pic), EM011 and Targetin, can be suitable for the treatment of pediatric gliomas and serve the basis for future in-vivo studies and clinical trials to further validate the mechanism of action and their efficacies among Pediatric patients with gliomas.

Le mélanome uvéal est une tumeur intraoculaire fortement métastatique: plus de 50% des patients développent des métastases au foie malgré le traitement de la tumeur oculaire. Des analyses immunohistochimiques ont démontré précédemment une corrélation entre l’expression du principal médiateur de la réponse à l’hypoxie hypoxia-inducible factor 1 alpha et le développement de métastases. Nous avons donc exposé des cellules tumorales du mélanome uvéal et des mélanocytes de la choroïde à des taux d'oxygène hypoxiques ou à 21% afin de comparer leur transcriptome, leur prolifération, leur métabolisme énergétique et leur chimiorésistance. Nos analyses du transcriptome des cellules tumorales hypoxiques ont montré qu’il y avait une répression des transcrits de différenciation du mélanocyte ainsi qu’une surexpression de transcrits associés à la glycolyse aérobique (e.g. LDHA, PKM2). Nous avons également observé un ralentissement de la prolifération des cellules tumorales et une résistance accrue aux fortes concentrations de l’agent chimiothérapeutique cisplatine en conditions hypoxiques. / Uveal melanoma is the most common intraocular tumor in adults and is highly metastatic: up to half of patients develop metastases to the liver following the eye treatment. Previous immunohistochemistry analyses showed a correlation between the expression of hypoxia-inducible factor 1 alpha and the development of metastases. We therefore exposed uveal melanoma cells and choroidal melanocytes to hypoxic oxygen levels or to 21% O2 in order to compare their transcriptome, proliferation, energetic metabolism and chemoresistance. Our analyses of the transcriptome of hypoxic uveal melanoma cells showed a downregulation of melanocyte differentiation transcripts and an upregulation of transcripts associated to aerobic glycolysis (e.g. LDHA, PKM2). We also observed a reduction of tumor cell proliferation and a greater resistance to high concentrations of the chemotherapeutic agent cisplatin in hypoxic conditions.

Thèse d'exercice : Médecine. Médecine générale : Paris 12 : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. 69 f. : ill. Bibliogr. f. 61-67.

Afin de mieux comprendre la physiopathologie et de mieux caractériser les différents types de tumeurs thyroïdiennes, notre travail s’inscrit dans un projet de recherche visant à identifier des biomarqueurs (signatures moléculaires) et à développer des outils permettant le diagnostic, le pronostic et le traitement de ces tumeurs. Afin d’arriver à cet objectif, les profils d’expression de différents types de tumeurs thyroïdiennes sont étudiés, ainsi que leurs modèles in vitro. L’un des mécanismes physiopathologiques rencontré dans le développement de tumeurs est la dérégulation ou l’expression aberrante de microARN. Il a, par ailleurs, été rapporté que cette famille d’ARN pourrait fournir de bons classifieurs moléculaires. Nous nous sommes dès lors demandés quelle pouvait être l’implication de ces microARN dans le développement des tumeurs thyroïdiennes, et s’ils pouvaient fournir un bon outil de classification. <p><p>Ainsi, dans la première partie de cette thèse, nous avons caractérisé les profils d’expression miRNA d’une tumeur bénigne différenciée, l’adénome autonome hyperfonctionnel. Afin d’aller au-delà d’une simple description des régulations miRNA observées, nous avons également étudié les profils d’expression ARNm. Au travers d’algorithmes de prédiction de cibles ARNm de miRNA, nous avons pu proposer des hypothèses quant à la signification des régulations observées. De plus, en utilisant un test fonctionnel luciférase, nous avons montré que deux miRNA (hsa-miR-144 et hsa-miR-451) peuvent lier le 3’UTR et réprimer l’expression d’une phosphodiestérase (PDE4D), mettant ainsi en évidence un mécanisme de rétrocontrôle négatif du niveau d’AMPc dans ce type de tumeur. <p><p>Outre les adénomes autonomes, nous avons également étudié les profils d’expression des microARN dans les adénomes et carcinomes folliculaires, afin de mieux comprendre leurs physiopathologies et d’étudier le pouvoir discriminant des miRNA pour la distinction de ces deux types de tumeurs. Nos résultats, encore partiels, remettent en question l’actuelle classification des adénomes et carcinomes folliculaires en deux groupes distincts. Nos données vont plutôt vers un continuum de tumeurs appartenant à une classe unique mais présentant des stades d’évolution différents. <p><p>Afin de pouvoir étudier plus en profondeur les mécanismes tumoraux, il est nécessaire d’avoir à sa disposition de bons modèles in vitro. Nous avons étudié la représentativité des cultures primaires de thyrocytes humains sains et de lignées cellulaires thyroïdiennes humaines cancéreuses pour l’étude des microARN dans les tumeurs thyroïdiennes. Nos résultats indiquent que les longs temps de stimulation des cultures primaires par la TSH ou l’EGF/sérum ne mimiquent respectivement pas les adénomes autonomes ou les carcinomes papillaires, comme c’est le cas au niveau des ARNm. Par contre, il apparaît clairement que les lignées cellulaires, du point de vue des miRNA, ont toutes évolué vers un phénotype commun, dédifférencié. Elles représentent dès lors un bon modèle pour l’étude des cancers thyroïdiens anaplasiques.<p><p>Nos résultats nous ont également amenés à nous poser des questions sur la stabilité des miRNA. Nous avons ainsi entrepris d’en étudier la demi-vie. Nous avons mis au point une stratégie expérimentale permettant d’en étudier la stabilité dans des conditions les plus physiologiques possibles. Ceci nous a permis d’obtenir un atlas de demi-vies des miRNA dans la lignée cellulaire BCPAP. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

La modification post-traductionnelle par SUMO régule des mécanismes essentiels des fonctions protéiques comme leurs interactions avec des protéines ou des acides nucléiques, leurs localisations subcellulaires, leurs stabilités ou encore leurs activités enzymatiques. La SUMOylation est un processus réversible qui fait intervenir des enzymes spécifiques. À l’aide de modèles murins génétiquement modifiés déficient pour l’enzyme unique E2, UBC9, nous avons pu caractériser les conséquences de l’hypoSUMOylation sur la transformation des cellules et l’oncogenèse colorectal. Les résultats obtenus in vitro montrent qu’une perte totale de la SUMOylation n’a pas d’effet significatif sur la survie des cellules primaires mais affecte très fortement celle des cellules transformées. De manière surprenante, la réduction de moitié de la quantité d’UBC9 augmente la prolifération des cellules transformées mais n’a aucun effet sur la prolifération des cellules primaires. Dans les modèles animaux des résultats contradictoires ont été obtenus. En effet, la réduction de moitié de la quantité d’UBC9 augmente le nombre de polypes intestinaux dans un modèle murin de cancer colorectale induit génétiquement (APC). Par contre, dans un modèle chimio-induite en présence d’un agent inflammatoire (AOM-DSS), la réduction de la quantité d’UBC9 réduit le nombre de polypes dans les colons des souris. Ces résultats permettent d’affiner nos connaissances sur le rôle de la SUMOylation et d’envisager que des inhibiteurs de la SUMOylation pourraient être utilisées en thérapeutique. Néanmoins, le niveau de SUMOylation devra alors être très strictement et finement contrôlé en fonction du type de cancers. / The post-translational modification by the Small Ubiquitin-like MOdifier (SUMO) is an essential regulatory mechanism of protein function affecting the interactions of its substrates with their protein and nucleic acid partners, their localization, stability or enzymatic activity. SUMOylation is a reversible process involving specific enzymes. Using genetically modified models deficient for the unique E2 enzyme, UBC9, we characterized the consequences of hypoSUMOylation in cellular transformation and colorectal cancer. The results obtained in vitro demonstrate that a total loss of SUMOylation does not have significant effects in the survival of primary cells but strongly affects the survival of transformed cells. Surprisingly however, the reduction in half of the quantity of UBC9 increased the proliferation of transformed cells but had no effect in the proliferation of primary cells. In animal models, contradictory results were obtained. More specifically, the reduction in half of the quantity of UBC9 increased the number of intestinal polyps in a murine model of genetically induced colorectal carcinogenesis (APC). On the contrary, in a chemical model consisting of mutagenic and an inflammatory agent (AOM-DSS), the reduction in half of UBC9 decreases the number of polyps in the colon of the mice. On the whole, these results allow us to increase our knowledge of SUMOylation and to envisage a possible use of SUMOylation inhibitors for cancer therapy, however the level of SUMOylation would have to be strictly and finely controlled depending on the type of cancer.