Le réticulum endoplasmique (RE) est un organite assurant de nombreuses fonctionscellulaires telles que la conformation et des modifications post-traductionnelles des protéines ou lemaintien de l’homéostasie calcique. Cet organite est donc un site crucial pour réguler le maintien del’homéostasie cellulaire et tissulaire des organismes multicellulaires. Des altérations de ses fonctionsconduisent à l’accumulation de protéines mal-conformées qui sont observées dans de nombreusespathologies humaines telles que des cancers ou des maladies inflammatoires chroniques. Ce stressdéclenche une réponse adaptative connue sous le nom de réponse aux protéines mal-conformées(UPR) qui permet à la cellule de supprimer ses sources et conséquences. Néanmoins, l’intensité et lachronicité du stress peuvent entrainer une modification de l’UPR qui conduit alors à l’élimination dela cellule par apoptose. A ce jour, les processus moléculaires qui permettent à l’UPR d’induirel’apoptose restent flous. De plus, l’implication de l'UPR dans la régulation de processuscompensatoires n'a jamais été étudiée. Mes travaux de thèse apportent une meilleurecompréhension de ces mécanismes à travers l’étude comparative de différents modèles de stresschronique du RE, qui dépendent d’une dérégulation de l’homéostasie protéique et/ou calcique. Ilssoulignent également le rôle essentiel de la branche PERK/ATF4 de l’UPR dans l’induction de deuxvoies parallèles et indépendantes. D’une part, PERK promeut une apoptose dépendante des caspasesvia une répression de l'expression de diap1, et d‘autre part, elle induit un retard de développement àtravers une induction de l’expression de dilp8 dépendante de la voie JNK. Mes données suggèrentégalement une spécificité tissulaire des signalisations déclenchées en réponse à un stress chroniquedu RE. / The endoplasmic reticulum (ER) is an organelle which ensures various cellular functionssuch as protein maturation and folding or calcium homeostasis maintenance. That is why ER is acrucial site of cell and tissue homeostasis regulation in multicellular organisms. Disruption of ERfunctions leads to misfolded-protein accumulation and is observed in a great number of devastatinghuman diseases. This ER stress triggers an adaptive response named Unfolded Protein Response(UPR) in order to attempt to resolve its sources and consequences. Nevertheless, the intensity andchronicity of ER stress can change this response and lead to the apoptosis of stressed cells. To thisdate, the molecular processes that regulate UPR-induced apoptosis remain unclear. Furthermore, theUPR contribution in the modulation of compensatory mechanisms in response to ER stress has neverbeen studied. This work contributes to a better understanding of these processes through acomparative study of various chronic ER stresses, which depend on the disruption of proteostasis orcalcium homeostasis. During my thesis, I have established the essential role of the PERK/ATF4 branchof the UPR in the induction of two parallel and independent pathways. One promotes apoptosisthrough the down-regulation of the diap1 gene while the other interferes with the induction of adevelopmental delay though a JNK signaling-dependent dilp8 expression. My results also suggest thatchronic ER stress response is tissue specific.

Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) is arguably the most economically devastating pathogen affecting the global swine industry. Since the emergence of the virus in the late 1980s, vaccination strategies aimed to control the virus have not been very effective. Current commercial vaccines are generally protective against homologous or closely-related strains but ineffective at conferring heterologous protection against genetically-diverse strains of the virus. Consequently, emergence of variant and sometime more pathogenic strains of PRRSV continues in global swine herds. As such, there is a need for better understanding of the molecular mechanisms involved in the replication of the virus. In order to better understand the molecular mechanisms of host responses to PRRSV replication, we first sought to evaluate the ability of the virus to induce stress granules (SGs) during PRRSV infection. SGs are intracellular, cytoplasmic aggregates of RNA-binding proteins (RBPs) and mRNA. Formation of SGs is observed upon cellular stress and ultimately function to arrest cellular translation to promote cellular survival until the stress has been remedied. Indeed, several viruses have been shown to modulate the SG pathways to facilitate viral replication and even suppress the host's immune response. However, it is currently unknown whether PRRSV modulates the SG response. First, we used confocal microscopy and fluorescent in situ hybridization (FISH) to determine the distribution of known SG marker proteins and cellular mRNAs. Our findings revealed that PRRSV induces a potent SG response at late time points post-infection, and that SGs were closely associated with viral replication complexes (VRCs). Subsequently, we demonstrated that SGs are dispensable for viral replication, as short hairpin RNA (shRNA)-mediated knockdown of critical SG components (G3BP1 and G3BP2) did not affect viral replication. Interestingly, we found that the PRRSV-induced SGs are formed in a PERK-dependent manner. PERK is an important sensor of ER stress and activator of the unfolded protein response (UPR). Further investigation into the PERK signaling pathway revealed that PRRSV induces a significant amount of ER stress upon the cell during viral infection, and that exogenous stress significantly impaired the ability of the virus to replicate in MARC145 cells. We also showed that PRRSV potently induces all three signaling branches of the UPR, including PERK. While PERK knockdown had no effect on cell viability or viral replication, it significantly upregulated the mRNA expression of interferon-β and interferon stimulated genes (ISGs). The results from our studies suggest a critical role for PERK in regulating the host innate immune response to PRRSV infection. Only with a better understanding of the underlying molecular mechanisms of PRRSV replication will we be able to rationally design more effective vaccines against the virus. / Doctor of Philosophy / Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) causes an economically-devastating disease in the global swine industry. Annually, PRRSV is estimated to cause more than $600 million in economic losses to the swine industry in the United States alone. Current commercial vaccines against the virus are not effective against the diverse field strains largely due to the extreme heterogeneity of the virus. PRRSV is also able to potently suppress several aspects of the host's immune response and therefore establish a persistent infection. The underlying mechanisms of PRRSV-mediated immune suppression are not well understood. Therefore, in this dissertation we decided to investigate the molecular mechanisms of host responses to PRRSV infection. We first investigated the ability of the virus to induce stress granules (SGs). SGs are important intracellular regulatory components that modulate many aspects of the host's cellular processes, and have even been shown to play roles in regulating viral replication and controlling immune responses to viral infection. We demonstrate that PRRSV not only induces SGs, but that the PRRSV-induced SGs are closely associated with viral replication complexes (VRCs) within infected cells. The PRRSV-induced SGs were dispensable for viral replication. PRRSV-induced SGs were previously shown to form in a PERK dependent manner. Therefore, in the second part of this dissertation research, we decided to investigate the PERK signaling pathway during PRRSV infection. PERK is an important sensor of ER stress and activator of the unfolded protein response (UPR). Our results showed that PRRSV potently induces ER stress and all three signaling branches of the UPR, including PERK. Furthermore, we revealed that PERK may play an important role in regulating the type I interferon response to PRRSV infection. The results from our studies will aid in understanding the underlying molecular mechanism of PRRSV replication which will help rationally design the next generation of more effective vaccines against this devastating swine pathogen.

Le myélome multiple (MM) est une hémopathie dont la croissance et la prolifération sont liés à une variété de facteurs de croissance, y compris « insulin-like growth factor type 1 » (IGF-1). Bortézomib est le premier inhibiteur protéasome ayant une activité anti-tumorale significative dans le myélome multiple. Nous avons analysé l'impact de l'IGF-1 recombinant associé à l'inhibiteur du protéasome bortezomib sur des lignées humaines de MM, in vivo et sur des cellules de myélome frais humaines ex vivo. Nous avons montré que l'IGF-1 améliore l'activité cytotoxique du bortezomib in vitro, in vivo et ex vivo. Nous avons montré que l'accroissement de la toxicité peut être inhibé par la présence d'un anticorps monoclonal dirigé contre le récepteur de l'IGF-1 (IGF1-R). IGF-1 renforce l'activité cytotoxique des autres inhibiteurs de protéasome, y compris MG115, MG132, PSI et epoxomicin. Nos résultats confirment le fait que l'IGF-1sensibilise des cellules de myélome à l'activité cytotoxique des inhibiteurs du protéasome tels que le bortezomib, en raison du niveau accru du stress de réticulum endoplasmique et l'induction de la une réponse protéine dépliée (UPR) / Multiple Myeloma (MM) is a clonal plasma cell disorder whose growth and proliferation are linked to a variety of growth factors, including insulin-like growth factor type 1 (IGF-1). Bortezomib, the first-in-class proteasome inhibitor, has displayed significant antitumor activity in multiple myeloma. We analyzed the impact of recombinant IGF-1 combined with the proteasome inhibitor bortezomib in MM cell lines, in vivo and on fresh human myeloma cells ex vivo. We found that IGF-1 enhanced the cytotoxic activity of bortezomib in vitro, in vivo and ex vivo. We showed that the enhanced toxicity could be inhibited by the presence of a monoclonal antibody directed against the IGF-1 receptor (IGF1-R). IGF-1 enhances the cytotoxic activity of other proteasome inhibitors, including MG115, MG132, PSI and epoxomicin. Our results support the fact that IGF-1sensitize myeloma cells to the cytotoxic activity of proteasome inhibitors such as bortezomib, as a consequence of enhanced level of endoplasmic reticulum stress and the induction of an unfolded protein response (UPR)

Die Akkumulation fehlerhafter Proteine im Endoplasmatischen Retikulum (ER) induziert den „unfolded protein response“ (UPR) - Signalweg zur Überwindung dieser zellulären Stress-Situation. Ein in Säugern stark UPR-induziertes Gen kodiert für das Ubiquitin-Domäne-Protein Herp. Herp interagiert mit der E3-Ligase Synoviolin, einer zentralen Komponente von Multiproteinkomplexen, welche die ER assoziierte Protein-Degradation (ERAD) vermitteln. Abhängig von seiner Ubiquitin-ähnlichen (‘UBL’) Domäne wird Herp für den effizienten Abbau von Synoviolin-Substraten benötigt. Der zugrundeliegende molekulare Mechanismus dieser Funktion von Herp ist kaum bekannt. In der vorliegenden Studie wurde gezeigt, dass Herp kontinuierlich an Synoviolin-basierten Komplexen umgesetzt wird, aber kein Substrat ist. Da sowohl Depletion als auch Stabilisierung von Herp zum verminderten Abbau von Synoviolin-Substraten führt, lässt sich schlussfolgern, dass der kontinuierliche Umsatz von Herp entscheidend ist für ERAD. Weiterhin regulierte Herp die Zusammensetzung Synoviolin-basierter Komplexe. Das deubiquitinierende Enzym Usp7 ist über seine Bindung an Herp mit Synoviolin assoziiert. Usp7 beeinflusste aber nicht die Stabilität von Herp oder ERAD-Substraten. Zusätzlich verstärkte Herp die Interaktion zwischen dem CUE-Domäne-Protein AUP1 und Synoviolin. In Abhängigkeit von der CUE-Domäne steigerte AUP1 den ERAD-Prozess. Auch das Herp-Homolog Herp2 war mit Synoviolin-basierten Komplexen assoziiert. Im Gegensatz zu Herp wurde Herp2 nicht durch den UPR-Signalweg induziert, war stabil und interagierte nicht Usp7. Diese Daten unterstreichen die einzigartige Funktion von Herp im ERAD-Prozess. Schlussfolgernd ist Herp eine dynamische ERAD-Komponente, welche die Rekrutierung akzessorischer Proteine an Synoviolin vermittelt und damit die Ubiquitinierung von Synoviolin-Substraten ermöglicht. Diese Daten zeigen die kritische Rolle von Herp für die Beseitigung fehlerhafter Proteine und das Überleben der Zelle. / The accumulation of aberrant proteins in the endoplasmic reticulum (ER) induces the unfolded protein response (UPR) pathway for surmounting this cellular stress situation. One of the strongly UPR-induced genes in mammalia encodes the ubiquitin domain protein Herp. Herp interacts with the E3 ligase Synoviolin, a central component of ER associated protein degradation (ERAD) mediating multiprotein complexes. Dependent on its ubiquitin-like (UBL) domain, Herp is required for the efficient degradation of Synoviolin substrates. The molecular mechanism underlying this function of Herp is poorly understood. In the present study, it was shown that Herp is continuously exchanged at Synoviolin based complexes. However, Herp did not serve as a Synoviolin substrate. Since both stabilisation and depletion of Herp resulted in the impaired degradation of Synoviolin substrates, the continuous turnover of Herp seems to be decisive for ERAD. Herp was also shown to regulate the composition of Synoviolin based complexes. The deubiquitinating enzyme Usp7 was linked to Synoviolin via its interaction with Herp. However, Usp7 did not influence the stability of Herp or ERAD substrates. In addition, Herp improved the association of the CUE domain protein AUP1 with Synoviolin. AUP1 triggered the ERAD process in a CUE domain dependent manner. Also Herp2, a homologue of Herp, was found to associate with Synoviolin based complexes. However, in contrast to Herp, Herp2 was not induced by the UPR, was stable, and did not bind Usp7 supporting the idea of Herp having a unique function in ERAD. In conclusion, Herp is a dynamic ERAD component recruiting accessory proteins to Synoviolin thus enabling Synoviolin dependent ubiquitination of substrates. These findings point out the crucial role of Herp for the elimination of misfolded proteins, which is important for cell survival.

L'oxydation des résidus cystéines est une modification biochimique très répandue survenant dans tous les compartiments des cellules eucaryotes. Ce phénomène sert le repliement oxydatif des protéines dans le réticulum endoplasmique (RE), l'importation de protéines dans l'espace intermembranaire de la mitochondrie (IMS). De plus, il a un rôle régulateur dans la matrice mitochondriale et dans le cytosol où il contrôle l’activité des enzymes et des protéines de signalisation et de régulation. Dans tous ces procédés, la réversibilité de l'oxydation des résidus Cys est une caractéristique essentielle. Deux systèmes oxydoréductase puissants existent : les voies de glutathion (GSH) et la thiorédoxine ; ils catalysent la réduction des ponts disulfure, et contrôlent la plupart des processus cellulaires thiol-redox dépendant. Cependant, en dépit d'énormes connaissances portant sur leur enzymologie, peu est connu sur les caractéristiques physiologiques de ces systèmes chez les eucaryotes. Pour déterminer l'importance physiologique de ces systèmes et indiquer lequel est à la base de l'exigence du GSH pour la viabilité, nous avons effectué une analyse complète des cellules de levure épuisée ou contenant des niveaux toxiques de GSH. Les deux conditions déclenchent une réponse « iron-starvation-like » et une altération de l'activité des enzymes d’assemblage des centres fer-soufre (Iron sulfure cluster : ISC) extra-mitochondriales. Cependant, elles n’ont pas d'impact sur l’entretien thiol redox, à l’exception des niveaux élevés de glutathion qui ont altéré le repliement oxydatif des protéines dans le reticulum endoplasmique. Alors que le fer sauve partiellement la maturation des ISC et les défauts de croissance des cellules appauvries eh GSH, des expériences génétiques ont indiqué que, contrairement à la thiorédoxine, le glutathion ne peut pas assurer par lui-même les fonctions thiol-redox de la cellule. Nous proposons que le glutathion soit essentiel par son exigence dans l’assemblage des centres fer-soufre, mais ne serve comme backup que pour maintenir l’état thiol-redox de la cellule. Des niveaux physiologiques élevés de GSH sont ainsi destinés à isoler sa fonction dans le métabolisme du fer des variations de sa concentration pendant le stress redox, ce qui constitue un modèle contestant la vision traditionnelle du GSH comme acteur primordial du contrôle thiol-redox cytosolique.Nos données préliminaires sur la distribution de GSH dans les cellules recueillies par lasurveillance de l'état redox de rxYFP ciblée pour différents compartiments cellulaires (RE,Matrice, cytosol et IMS) dans les cellules HGT1 indiquent un transport spécifique du GSH vers le RE et l'exportation de GSSG de ce compartiment. Nous avons pu caractériser deuxtransporteurs ABC dont la suppression modifie le RE plus oxydant et entraîne une accumulation de GSSG par rapport aux cellules sauvages. Ces données ont été confirmées par le suivi de l'état redox de PDI1 et ERO1 (WT et hyper active). Elles suggèrent un rôle de ces transporteurs dans l'exportation du GSSG du la RE, et que le flux de GSH entre les différents compartiments est très régulé. / Cys residue oxidation is a widespread biochemical modification occurring in all eukaryotic cells compartments. It serves oxidative protein folding in the endoplasmic reticulum (ER), protein import in the intermembrane space of mitochondria (IMS), and it has a regulatory role in the mitochondrial matrix and in the cytosol where it controls enzymes and signaling regulatory proteins activity. In all these processes, reversibility of Cys residue oxidation is a crucial feature. Two potent oxidoreductase systems, the glutathione (GSH) and thioredoxin pathways, catalyze disulfide bond reduction, and presumably control most thiol-redox-dependent cellular processes. However, despite tremendous knowledge of their enzymology, little is known about the physiological features of these systems in eukaryotes. To determine the physiologic importance of these functions and sort out which of them accounts for the GSH requirement for viability, we performed a comprehensive analysis of yeast cells depleted of or containing toxic levels of GSH. Both conditions triggered an intense iron-starvation-like response and impaired the activity of extra-mitochondrial ISC enzymes, but did not impact thiol-redox maintenance, except high glutathione levels that altered oxidative protein folding in the endoplasmic reticulum. While iron partially rescued the ISC maturation and growth defects of GSH-depleted cells, genetic experiments indicated that unlike thioredoxin, glutathione could not support by itself the thiolredox duties of the cell. We propose that glutathione is essential by its requirement in ISC assembly but only serves as a thioredoxin back up in cytosolic thiol-redox maintenance. Glutathione high physiologic levels are thus meant to insulate its function in iron metabolism from variations of its concentration during redox stresses, a model challenging the traditional view of it as prime actor in cytosolic thiol-redox control.Our preliminary data on the distribution of GSH inside cells collected by monitoring the redox state of rxYFP targeted to different cell compartments (ER, Matrix, Cytosol and IMS) in HGT1 cells indicate a specific transport of GSH into the ER and export of GSSG out of it. We were able to characterize two ABC transporters on which their deletion modify the redox state of the ER to more oxidizing and result in accumulation of higher GSSG content compared to WT. These data were confirmed by looking to the redox state of the PDI1 and ERO1 (WT and hyper active), all together suggest a role of these transporters in GSSG export from the ER, and that GSH flux between the different compartments is highly regulated.

Les néoplasmes neuroendocrines gastro-entéro-pancréatiques (NNE GEP) représentent un groupe de tumeurs rares se développant à partir des cellules neuroendocrines de l'organisme. L'arsenal thérapeutique disponible aujourd'hui pour les NNE GEP reste faible, même s'il s'est étoffé au cours de ces dix dernières années avec l'arrivée des thérapies ciblées (inhibiteurs de mTOR et de tyrosine-kinase). Cependant, ces traitements présentent des résistances qui conditionnent leur efficacité et aucun biomarqueur permettant de sélectionner les patients répondeurs à ces traitements ou d'anticiper le développement de résistances n'est connu. Identifier de nouvelles cibles thérapeutiques et comprendre les mécanismes de résistance est donc un enjeu dans le traitement des NNE GEP. Nos travaux montrent que les cellules de NNE GEP soumises à l'hypoxie ou la déplétion en glucose activent l'Unfolded Protein Response (UPR) et que la voie PERK favorise la survie cellulaire. De plus, la modulation de la réponse UPR (via des inhibiteurs ou inducteurs de l'UPR) diminue la croissance tumorale dans un modèle murin de dissémination métastatique de NNE GEP. Nous avons également découvert qu'un inhibiteur de mTOR, la rapamycine, permet d'activer préférentiellement la voie PERK de l'UPR, favorisant la survie des cellules traitées par la rapamycine. Ces résultats montrent l'intérêt de cibler la réponse UPR dans le traitement des NNE GEP. De plus, nous suggérons la mise en place d'un mécanisme de résistance aux inhibiteurs de mTOR impliquant la voie PERK. Si ces résultats se confirment in vivo et ex vivo, l'association d'un inhibiteur de mTOR et d'un inhibiteur de PERK pourrait palier aux phénomènes de résistance rencontrés avec les inhibiteurs de mTOR dans les NNE GEP / Gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms (GEP NEN) are defined as rare neoplastic lesions developing from neuroendocrine cells. Therapeutic options available for GEP NEN are scarce, although targeted therapies such as mTOR or tyrosine-kinase inhibitors provide new opportunities. However, tumor cells develop resistances to these treatments, which reduce their effectiveness. To date, no biomarker is available to select patients responding to these treatments or to anticipate the development of resistances. Identifying new therapeutic targets and understanding mechanisms of resistance are therefore a relevant issue in the treatment of GEP NEN.We found that GEP NEN cells induce the Unfolded Protein Response (UPR) when subjected to hypoxia or glucose depletion, and that PERK pathway promotes cell survival. Modulation of the UPR thanks to UPR inhibitors or inducers decreases tumor growth in a murine model of metastatic dissemination of GEP NEN. Moreover, the mTOR inhibitor rapamycin preferentially induces PERK arm of the UPR, thereby promoting survival of rapamycin-treated cells. These results show the interest in targeting the UPR in the treatment of NNE GEP. In addition, we here suggest a new resistance mechanism to mTOR inhibitors involving PERK pathway. If these results are confirmed in vivo and ex vivo, the combination of mTOR inhibitor and PERK inhibitor could overcome mTOR inhibitors resistances in GEP NEN

La pandémie de l'obésité entraine une augmentation de la prévalence des maladies chroniques du foie ou stéatopathies métaboliques (NAFLD). Le spectre des NAFLD va de la stéatose caractérisée par une accumulation de lipides dans le foie à la stéatohépatite (NASH) associant une inflammation, de la mort hépatocytaire et de la fibrose. Lors de l'obésité, l'élévation de signaux de dangers métaboliques perturbe les fonctions du réticulum endoplasmique (RE) essentielles pour l’homéostasie cellulaire. Les perturbations sont transmises par 3 senseurs : IRE1α, ATF6 et PERK pour activer une réponse adaptative. Si ce stress est sévère ou devient chronique, la cellule enclenchera une réponse terminale apoptotique. La protéine Bax Inhibitor-1 (BI-1) pourrait jouer un rôle hépatoprotecteur en inhibant l’hyperactivation de la voie de signalisation IRE1α.En combinant des études chez l’homme et dans des modèles animaux, l’objectif de cette étude était de mieux caractériser l'activation chronique du stress du RE dans les NAFLD. Ce travail a émis l’hypothèse qu’une déficience en BI-1 entrainerait l’activation soutenue de la voie IRE1α qui serait responsable de la transition de la stéatose à la NASH. Cette étude s'intéresse au dialogue potentiel entre le stress du RE et l’activation de l'inflammasome NLRP3, qui induit la sécrétion des cytokines pro-inflammatoires (IL-1β, IL-18) grâce aux caspases pro-inflammatoires (caspase-1, caspase-4/11). L’utilisation d’un inhibiteur global du stress du RE ou des inhibiteurs pharmacologiques spécifiques à la voie IRE1α améliorerait les caractéristiques pathophysiologiques de la NASH et pourrait ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques. / Due to the obesity pandemic, the last decades have been marked by a constantly increasing prevalence of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). NAFLD covers a spectrum of hepatic disorders ranging from steatosis, characterized by the ectopic accumulation of lipids in the liver, to steatohepatitis (NASH), featuring inflammation, hepatocellular death and fibrosis. During obesity, an increase in metabolic danger signals leads to disrupted endoplasmic reticulum (ER) function, essential for cellular homeostasis. The resulting ER stress activates a signaling network involving three sensors: IRE1α, ATF6 and PERK to enforce adaptive programs. If this stress is severe or becomes chronic, the cell will trigger a terminal apoptotic response. The protein Bax Inhibitor-1 (BI-1), as a negative endogenous regulator of the IRE1α signaling pathway in the liver, may play a hepatoprotective role.By combining data from obese patients with liver complications and experimental approaches in mice, this thesis aimed to better characterize the chronic activation of ER stress in NAFLD pathogenesis. This work also emitted the hypothesis that a deficiency in BI-1 leads to unrestrained IRE1α signaling that may be responsible for the steatosis to NASH transition. This study further investigated the potential dialogue between ER stress and the activation the NLRP3 inflammasome, which induces the secretion of pro-inflammatory cytokines (IL-1β, IL-18) by activating pro-inflammatory caspases (caspase-1, caspase-4/11). The administration of a broad spectrum ER stress inhibitor or specific inhibitors of IRE1α improved the pathophysiological features of NASH and may open novel therapeutic perspectives.

In this project I sought to analyse the effects of different free fatty acids (FFAs) on INS-1E β-cells. The saturated fatty acid palmitate is considered toxic whereas the monounsaturated fatty acid oleate is harmless. In my working hypothesis I assumed an additional protective effect of oleate when used in combination with palmitate. Furthermore I aimed to explore in detail the possible causes and signalling pathways responsible for apoptosis or sustained cell survival. I examined the Endoplasmic Reticulum (ER) stress response, called unfolded protein response (UPR), as one essential criterion deciding about cell death or life. Analysis of viability and apoptosis confirmed the deleterious effect of palmitate on INS-1E β-cells after 24h of incubation. Oleate proved not to be harmful and even reversed the toxicity of palmitate. When the main components of the UPR were assessed using Western blot analyses and quantitative PCR was performed I found positive proof that palmitate activated the UPR and ultimately led to apoptosis. By contrast, oleate completely prevented UPR signalling. I conclude that oleate rescues INS-1E β-cells by inhibiting ER stress and its signalling.

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La protéostase cellulaire représente l'ensemble des mécanismes régulant la production, le repliement, le transport et la dégradation des protéines dans la cellule afin de maintenir son homéostasie. La protéostase cellulaire est fréquemment altérée dans les cellules tumorales, pouvant induire une accumulation de protéines mal repliées. En réponse à cette accumulation, la cellule met en place une réponse physiologique adaptative appelée "Unfolded Protein Response" (UPR). Dans la 1ère partie de l'étude nous avons montré que le sorafénib, i.e. le traitement de référence du carcinome hépatocellulaire (CHC) avancé, altérait la protéostase tumorale et inhibait l'initiation de la traduction des protéines. Nous avons cherché des outils permettant de mesurer l'altération de la protéostase tumorale chez les patients en s'intéressant à la régulation des marqueurs tumoraux sériques par la protéostase cellulaire. Dans la deuxième partie de l'étude, nous avons exploré un potentiel rôle de l'UPR dans la tumorigénèse des carcinomes à cellules rénales (RCC) post-transplantation. L'incidence des RCC est largement augmentée chez les patients transplantés en comparaison à la population générale. Bien que la carcinogénèse du RCC soit multifactorielle, la prise chronique de traitements immunosuppresseurs tels que la ciclosporine (CsA) semble impliquée dans ce processus. Nous avons montré in vitro que la CsA pouvait altérer la protéostase tumorale et induire l'UPR. Cette induction semble liée à l'agressivité des RCC dans ce contexte / Cellular proteostasis is the process regulating the production, folding, trafficking and degradation of proteins within the cell in order to maintain its homeostasis. Cellular proteostasis is frequently altered in tumor cells, leading to an accumulation of unfolded proteins. In response to this accumulation, the cell activates an adaptive physiological response called "Unfolded Protein Response" (UPR). In the first part of the study we showed that sorafenib, i.e. the standard of care for advanced hepatocellular carcinoma (HCC), altered tumor proteostasis and inhibited the initiation of protein translation. We looked for tools to measure the alteration of tumor proteostasis in patients by focusing on the regulation of serum tumor markers by cellular proteostasis. In the second part of the study, we explored a potential role of UPR in tumorigenesis of post-transplant renal cell carcinoma (RCC). The incidence of RCC is greatly increased in transplant patients compared to the general population. Although carcinogenesis of RCC is multifactorial, chronic intake of immunosuppressive drugs such as ciclosporin (CsA) appears to be involved in this process. We showed in vitro that CsA alters tumor proteostasis and induce UPR. This induction seemed linked to the aggressiveness of the RCC in this context