Le cancer de la prostate est un problème de santé publique majeur. L’exercice physique régulier fait désormais partie des moyens bien décrits pour améliorer la qualité de vie des patients atteints de cancer. Une activité physique quotidienne est donc recommandée pendant et après le traitement. Toutefois, aucune étude ne s’est intéressée aux interactions potentielles entre l’exercice physique, la consommation d’antioxydants et la radiothérapie. L’absence de connaissances sur les mécanismes moléculaires associés à ces stratégies connues pour moduler le stress oxydant, un facteur crucial dans l’évolution de la carcinogenèse prostatique, soulève aujourd’hui une question majeure : l’exercice physique influence-t-il la progression tumorale ? Les objectifs de ce travail de thèse étaient de déterminer les effets de l’exercice physique, combinée ou non à d’autres stratégies, sur la progression du cancer de la prostate et d’identifier des mécanismes moléculaires notamment redox-sensibles impliqués dans ces effets. En s’appuyant sur différentes études in vitro et in vivo, nos travaux ont mis en évidence que l’exercice physique prévient la progression du cancer de la prostate via la régulation du statut redox et de voies de signalisation redox-dépendantes, ou via une modulation de la cholestérolémie ou encore du profil d’expression des miRNAs. Nos travaux démontrent également que l’exercice physique associé à la prise d’antioxydants alimentaires inhibe les effets antiprolifératifs de ces stratégies isolées, et inversement, que l’exercice physique potentialise l’efficacité de la radiothérapie. / Prostate cancer is a major public health problem. It has now been widely recognized that regular physical exercise improves the quality of life of cancer patients. Thirty minutes of physical activity a day is recommended during and after treatment. However, potential interactions of physical exercise, dietary antioxidant intake and radiotherapy have not yet been studied. The lack of knowledge on molecular mechanisms associated with these strategies known to modulate oxidative stress, a key factor in prostate cancer evolution, raises a question: does physical exercise influence the efficiency of patient management and tumor evolution? The objectives of this work was to determine the effects of physical exercise, combined or not with others strategies, on prostate cancer progression and to identify redox sensitive-molecular mechanisms involved in these effects. We used different in vitro and in vivo approaches to achieve these aims. Our researches underline the essential role of physical exercise in prevention of prostate tumor progression, through a redox state and signaling pathways regulation, but also through a modulation of cholesterol levels or miRNA expression profiles. We also demonstrate that physical exercise associated to dietary antioxidant consumption limits anti-proliferative effects of these isolated treatments. Inversely, we reported that regular physical exercise enhances radiotherapy efficiency

La perception et l’adaptation à l’environnement sont des processus indispensables pour la survie des organismes vivants. Le champignon phytopathogène Botrytis cinerea peut ainsi percevoir différents types de signaux qu’ils soient chimiques ou physiques. La voie de signalisation de la MAPK Sak1 est impliquée dans l’adaptation au stress osmotique, oxydatif et pariétal, mais aussi dans la sporulation et le pouvoir pathogène en régulant la pénétration de la plante et le développement des nécroses. Afin d’approfondir les connaissances existantes sur la voie de Sak1, nous avons réalisé des études globales basées sur des techniques de protéomique et phosphoprotéomique. L’analyse de protéomique comparative entre la souche sauvage et les mutants de signalisation ∆bos1 et ∆sak1 a notamment mis en évidence que la MAPK Sak1 régule l’abondance de protéines impliquées dans la voie des protéines G et la voie calcique. Cette connexion avec les protéines G a été confirmée par une baisse de la concentration en AMPc chez le mutant ∆sak1. L’utilisation du fludioxonil comme signal de l’activation de la MAPK Sak1 pour l’analyse par phosphoprotéomique a mis en évidence des modifications de l’état de phosphorylation de protéines. Parmi ces protéines différentiellement phosphorylées, la présence de PKAR (sous-unité régulatrice de la protéine kinase A) et du facteur de transcription CRZ1, indiquent respectivement une action sur la voie via protéines G et la voie calcique, validant les résultats obtenus par protéomique. Le phosphoprotéome a révélé une « phosducin-like protein », PhnA. Sa caractérisation fonctionnelle montre son rôle dans l’adaptation aux stress, la sporulation et la germination, ainsi que dans le pouvoir pathogène mettant ainsi en évidence un nouveau facteur de pathogénicité chez B. cinerea. Notre étude a permis de révéler des interactions entre Sak1 et d’autres voies de signalisation non suspectées, agissant aussi bien sur la production de certains composants (régulations transcriptionnelles et traductionnelles) que sur la phosphorylation (modifications post-traductionnelles). Nos résultats constitueront la base de nouvelles recherches pour compléter nos connaissances sur ces interactions impliquant l’adaptation au stress et la pathogénie de B. cinerea. / Perception and adaptation to the environment are essential processes for the survival of living organisms. The phytopathogenic fungus Botrytis cinerea can thus perceive different types of signals, whether they are chemical or physical. The signalling pathway of the Sak1 MAPK is involved in the adaptation to osmotic, oxidative and cell wall stress, but also in sporulation and pathogenicity by regulating plant penetration and necrosis development. In order to deepen existing knowledge of the Sak1 pathway, we have carried out global studies based on proteomics and phosphoproteomics techniques. A comparative proteomics analysis between the wild type and the signalling mutants ∆bos1 and ∆sak1 showed, among others, that Sak1 regulates the abundance of proteins involved in the G-protein pathway and calcium pathway. This connection with G-proteins was confirmed by a decrease in cAMP concentration in the ∆sak1 mutant. Using fludioxonil as signal for the activation of Sak1 for a phosphoproteomic analysis revealed changes in the state of protein phosphorylation. Among these differentially phosphorylated proteins, the presence of PKAR (regulatory subunit of protein kinase A) and the transcription factor CRZ1, indicates an action on the G-protein and calcium pathway respectively, validating the results obtained by proteomics. Phosphoproteomics revealed a phosducin-like protein, PhnA. Its functional characterization reveals its role in stress adaptation, sporulation and germination, as well as in pathogenicity, thus demonstrating a new pathogenicity factor in B. cinerea. Our study revealed interactions between Sak1 and other unsuspected signalling pathways, affecting both the production of certain components (transcriptional and translational regulations) and phosphorylation (post-translational modifications). Our results will create the basis for new research questions to complement our understanding of these interactions involving adaptation to stress and pathogenesis of B. cinerea.

L’altération des mécanismes impliqués dans l’homéostasie intestinale peut conduire au développement de cancers colorectaux (CCR). Les CCR se situent au 2nd rang des décès par cancer en France et il est donc nécessaire d’améliorer nos connaissances pour mieux les soigner. L’objectif de ces travaux était de comprendre les mécanismes impliqués dans l’homéostasie intestinale par le biais de la Cadhérine atypique MUCDHL dont l’expression semble diminuée dans les CCR. Les conséquences de cette perte et le mode d’action de MUCDHL restent mal connus. Ainsi, l’étude d’une large cohorte de patients et d’un modèle murin a permis de confirmer que la perte de MUCDHL aggrave la tumorigenèse intestinale. De plus, la caractérisation de l’interaction entre MUCDHL et la β-caténine a montré que le mode d’action de MUCDHL est plus complexe qu’une simple séquestration membranaire de la β-caténine impliquant différentes voies de signalisation. Enfin ces travaux ont permis d’identifier des interactants de MUCDHL. Les résultats montrent pour la première fois le rôle de suppresseur de tumeurs de MUCDHL dans le côlon et apportent des informations sur sa régulation et son mode d’action. / The alteration of mechanisms involved in intestinal homeostasis leads to the development of colorectal cancer (CRC). In France, CRC is the second leading cause of cancer mortality, and it is therefore necessary to improve our knowledge to treat it better. The objective of this project was to understand more precisely mechanisms involved in intestinal homeostasis through the atypical Cadherin MUCDHL whose expression seems decreased in CRC. However, the consequences of this loss, as well as the mode of action and the molecular relays of MUCDHL were largely unknown. Thus, the study of a large cohort of patients and of a murine model confirmed that the loss of MUCDHL enhances intestinal tumorigenesis. In addition, the functional characterization of the interaction between MUCDHL and β-catenin showed that the mode of action of MUCDHL is more complex than a simple membrane sequestration of β-catenin involving different signaling pathways. Finally, new interactants of MUCDHL were identified. The results obtained through this work show, for the first time, the tumor suppressor role of MUCDHL in the colon, and provide informations about its regulation and mode of action.

Le mélanome cutané est le plus agressif des cancers de la peau. Sa dangerosité provient de sa grande capacité à former des métastases. A l’heure actuelle, la prévention et la détection précoce de la lésion primitive restent les seuls moyens d’aboutir à une guérison. En effet, ce cancer est particulièrement reconnu pour sa résistance aux thérapies actuelles sous sa forme métastatique. Le mélanome se développe à partir des mélanocytes de la peau, qui après des évènements oncogéniques, prolifèrent de manière anarchique dans l’épiderme. Par la suite, certaines cellules de la tumeur acquièrent un phénotype invasif qui leur permet de franchir la jonction dermo-épidermique et envahissent le derme, pour y proliférer et le coloniser en profondeur. Une fois dans le derme, les cellules de mélanome peuvent disséminer à distance par voie lymphatique et sanguine pour former des métastases dans les organes cibles. La dégradation de la jonction dermo-épidermique conduisant à l’invasion du derme est la première étape qui mène à la formation de métastase. Dans l’équipe on s’intéresse à l’étude des mécanismes de l’invasion dermique. Grâce au travail fourni, nous avons pu identifier un nouvel acteur moléculaire intervenant dans l’invasion précoce du mélanome cutané : La Tétraspanine 8. Le but de ce travail de thèse a donc été de définir le rôle et le mode d’action de cette protéine. Nous avons réussi à établir l’implication de la Tétraspanine 8 dans la perte d’adhérence des cellules de mélanome aux protéines de la matrice extracellulaire, en association avec une inhibition de l’activation de l’intégrine β1 et avec une diminution de la phosphorylation de la kinase ERK. Nous avons également obtenu des résultats impliquant la Tspan8 dans l’invasion du derme par les cellules de mélanome, en association avec augmentation de la stabilité de β-caténine. Enfin, les tests de tumorigénicité, réalisés dans les souris Nude, permettent d’établir que l’expression de Tspan8 procure aux cellules de mélanome un pouvoir tumorigène. À long terme, ce travail vise à faire émerger de nouveaux marqueurs de pronostic mais aussi de nouvelles cibles thérapeutiques visant à bloquer la progression du mélanome avant l’apparition des métastases / Cutaneous melanoma is the most aggressive skin cancer since its great ability to form metastasis. Successful treatment depends on its early detection, as the metastatic form is resistant to current therapies. Melanoma cells, developing from the melanocytes of the skin, proliferate first in the epidermis. Subsequently, some tumor cells acquire an invasive phenotype, degrade the dermal-epidermal junction and invade the dermis where they proliferate and deeply colonize the tissue. Melanoma cells can then enter the circulatory system and disseminate to form metastases in the target organs. Degradation of the basement membrane and invasion of the dermis are therefore the early events of melanoma tumor invasion and the first step leading to the formation of metastases. In the team, we are interested in the study of the poorly understood mechanisms of dermal invasion. We have identified a novel molecular mediator of the early cutaneous melanoma invasion : the Tetraspanin 8. The aim of this thesis was therefore to define the role and the mode of action of this protein. We have established the involvement of Tetraspanin 8 in the loss of melanoma cells anchorage to matrix proteins and also in the degradation of dermalepidermal junction components. We have then obteined data that indicate the involvement of ERK/MAPK and PI3K/AKT signaling pathways, in the invasive phenotype, downstream of the Tetraspanin 8. Although much is yet to be learned ragarding the clinical relevace of Tetraspanin 8 function, we postulate that it could be a promising new therapeutic target in anti-invasive therapies for cutaneous melanoma

Les pDCs répondent aux infections virales par la production d'IFN-α. L'élimination du virus de l'hépatite C (VHC) chez plus de 50% des patients infectés par le traitement à l'IFN-alpha suggère que les pDCs jouent un rôle majeur dans le contrôle de l'infection VHC. Les pDCs exposées aux hépatocytes infectés par VHC, produisent beaucoup d'IFN-α. Néanmoins, en dépit de cette production par TLR7 par les pDCs, VHC continue à se répliquer dans le foie infecté. J'ai approfondi les connaissances des mécanismes moléculaires d'exploration des particules de VHC et des cellules infectées par le VHC par les pDCs. J'ai ciblé ma recherche sur le contact des particules de VHC avec la surface des pDCs, sur la voie de signalisation de déclenchée, sur leur effet sur la production des IFNs et des cytokines proinflammatoires et sur la différenciation cellulaire. Nos résultats suggèrent que le virus associé aux cellules signalise dans les pDCs via un mécanisme dépendant de l'endocytose et d'IRF7 mais pas de la voie NF-κB. En dépit de l'induction d'IFN-α, le VHC associé aux hépatocytes n'induit une réponse pleinement fonctionnelle des pDCs. Les particules virales de VHC inhibent, via la fixation de la glycoprotéine E2 aux CLRs, la production d'IFN-α et d'IFN-λ dans les pDCs exposées aux hépatocytes infectés par VHC et induisent dans les pDCs, une phosphorylation rapide d'Akt et Erk1/2, d'une manière similaire au crosslinking de BDCA-2 ou DCIR. Ainsi, le blocage de BDCA-2 et de DCIR avec des fragments Fab des anticorps monoclonaux préserve la capacité des pDCs à produire des IFNs de type I et III en présence des particules virales. / Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) respond to viral infection by production of alpha interferon (IFN-alpha), proinflammatory cytokines, and cell differentiation. The elimination of hepatitis C virus (HCV) in more than 50% of infected patients by treatment with IFN-alpha suggests that pDCs play an important role in the control of HCV infection. pDCs exposed to HCV infected hepatoma cells produce large amounts of IFN-alpha. However, despite large amounts of Toll-like receptor 7-mediated IFN-α, produced by pDCs, HCV still replicates in infected liver. During my PhD training, I went into in depth to understand the molecular mecanisms used by HCV particles and HCV infected hepatocytes to explore pDCs. I focused my research on the binding of HCV particles with the pDC surface, on the triggered downstream signaling pathway, on the cellular differentiation. Our results suggest that cell-associated HCV signals in pDCs via an endocytosis-dependent mechanism and IRF7 but not via the NF-kappaB pathway. In spite of IFN-alpha induction, cell-associated HCV does not induce a full functional response of pDCs. HCV particles inhibit, via binding of E2 glycoprotein to CLRs, production of IFN-α and IFN-λ in pDCs exposed to HCV-infected hepatocytes, and induce in pDCs a rapid phosphorylation of Akt and Erk1/2, in a manner similar to the crosslinking of BDCA-2 or DCIR. Blocking of BDCA-2 and DCIR with Fab fragments of monoclonal antibodies preserves the capacity of pDCs to produce type I and III IFNs in the presence of HCV particles.

Les tumeurs de vessie suivent deux voies de progression tumorale. La voie des carcinomes in situ (CIS) qui progressent pour envahir la membrane basale puis le muscle, et la voie des tumeurs papillaires de bas grade qui progressent peu mais qui récidivent fréquemment. Environ 65% des tumeurs papillaires de bas grade présentent une mutation du gène FGFR3 et récemment des protéines de fusion FGFR3-TACC3 ont été observées dans les tumeurs de vessie (dans 10% des tumeurs invasives). Le rôle oncogénique du récepteur FGFR3 muté et de FGFR3-TACC3 a été démontré in vivo et in vitro. Cependant, les voies de signalisation du récepteur FGFR3 muté ou de FGFR3-TACC3 sont à l’heure actuelle très peu caractérisées. Dans ce contexte, deux approches ont été mises en place pour caractériser ces voies de signalisation. La première s’appuie sur l’étude de la phosphorylation des protéines p38, AKT et ERK1/2 par le récepteur FGFR3 muté (S249C) ou sauvage dans la lignée cellulaire fibroblastique NIH3T3, et a permis d’identifier les protéines p38 et AKT comme activées par le récepteur FGFR3 muté et nécessaire pour induire la transformation cellulaire. L’étude de l’activation de ces deux voies de signalisation a été réalisée dans des lignées cellulaires dérivées de tumeurs de vessie exprimant le récepteur FGFR3 muté ou FGFR3-TACC3 de manière endogène et a montré que leur activation était dépendante de celle du récepteur FGFR3. De plus nous avons montré que les protéines p38 et AKT sont impliquées dans le maintien d’une boucle de rétro-contrôle positive entre FGFR3 et MYC : l’activation de FGFR3 induit une surexpression de MYC qui en retour promeut l’expression de FGFR3. La seconde approche est basée sur une étude visant à identifier les partenaires protéiques de FGFR3 par spectrométrie de masse après immunoprécipitation de celui-ci qui avait été réalisée précédemment au laboratoire. L’analyse des données a permis l’obtention d’une liste de 60 protéines identifiées comme partenaires protéiques de FGFR3 avec une grande confiance. La construction d’un réseau à partir de cette liste n’a pas été possible (trop peu d’interactions existant entre ces protéines), nous avons donc développé un algorithme (PEPPER) en collaboration avec un étudiant en bio-informatique au laboratoire, Rémy Nicolle, pour proposer un réseau de signalisation de FGFR3.Les deux approches mises en place au cours de cette thèse nous ont permis de mieux caractériser les voies de signalisation du récepteur FGFR3. L’identification d’une boucle de rétrocontrôle entre FGFR3 et MYC a permis de mieux comprendre pourquoi le récepteur FGFR3 possède des propriétés oncogéniques, et de proposer les protéines p38 et AKT comme cibles thérapeutiques potentielles pour traiter les tumeurs de vessie exprimant le récepteur FGFR3 altéré. La construction du réseau de signalisation de FGFR3 via PEPPER donne une vue d’ensemble des voies de signalisation de FGFR3 et ouvre de nouvelles pistes à étudier. / Bladder cancer progression can be divided in two main pathways. The pathway of In Situ Carcinoma (CIS) which progress through an invasion of the basement membrane and then the muscle and the pathway of Ta papillary tumors which change little but recur frequently after tumor resection. Approximately 65% of Ta papillary tumors harboring a FGFR3 mutation and recently FGFR3-TACC3 fusion proteins have been observed in bladder tumors (about 10% of bladder tumors). The oncogenic role of the mutated FGFR3 receptor and of the FGFR3-TACC3 fusion protein has been demonstrated in vivo and in vitro. However signaling pathways activated by the mutated FGFR3 receptor or by the FGFR3-TACC3 fusion protein are currently poorly characterized.In this context, two approaches have been developed to characterize these signaling pathways. The first is based on the study of p38, AKT and ERK1/2 phosphorylation by the mutated receptor (S249C) or the wild type receptor in the NIH3T3 fibroblastic cell line. This study allowed identifying p38 and AKT as activated by the mutated FGFR3 receptor. Moreover, activation of p38 and AKT by the mutated receptor is critical for cell transformation. Study of the activation of these two signaling has been realized in human bladder cancer cell lines endogenously expressing the mutated FGFR3 receptor or the FGFR3-TACC3 fusion protein. Moreover, we showed that p38 and AKT are involved in the maintenance of a FGFR3/MYC feedback positive loop: FGFR3 activation induce MYC over expression which in turns promotes FGFR3 expression. The second approach is based on a study whose aim was to identify FGFR3 proteins partners by mass spectrometry after a FGFR3 immunoprecipitation, which has been previously realized in the lab. Data analyze led to the obtaining of a list of 60 proteins identified has FGFR3 protein partners with a high confidence. Construction of a FGFR3 network with this list was not possible (too little interactions existing between these proteins), so we developed an algorithm (PEPPER) in collaboration with a student in bioinformatics in the lab, Remy Nicolle, to propose a FGFR3 signaling network.The two approaches developed during this thesis allowed us to better characterize the FGFR3 signaling pathways. Identification of a FGFR3/MYC feedback loop allowed us to better understand why the altered FGFR3 has oncogenic properties and to propose p38 and AKT as news promising therapeutic targets, to treat human bladder tumors harboring the altered FGFR3 receptor. Construction of the FGFR3 signaling network with the algorithme PEPPER give an overview of the FGFR3 signaling pathways and open new tracks to explore.

A l'origine de l'hématopoïèse se trouve les cellules souches hématopoïétiques (CSH). Elles constituent un pool de cellules rares présentes dans la moelle osseuse aux niveaux de zones particulières de l'os appelées niche. Les cellules de la niche produisent des cytokines, telles que la thrombopoïétine (TPO), qui régulent les CSH en contrôlant leur quiescence et leur auto-renouvellement. Peu de choses sont connues sur les mécanismes mis en place par la CSH et son environnement pour faire face aux dommages de l'ADN, notamment induits lors de radio- ou chimio-thérapies. Durant cette étude, nous avons mis en évidence un nouveau rôle de la TPO et de son récepteur Mpl dans la réparation de l'ADN des CSH en réponse à des stress génotoxiques. Les CSH déficientes ou haplo-insuffisantes pour Mpl, ou les CSH sauvages et cultivées en absence de TPO, présentent un défaut de réparation et une instabilité génomique. En réponse à l'irradiation, la TPO potentialise l'activation de la voie NF-kB qui permet l'induction du gène précoce Iex-1. La TPO est également l'activateur majeur de la voie ERK dans les CSH. IEX-1 et pERK forment un complexe tripartite avec DNA-PK, une protéine clé de la voie Non Homologous End Joining (NHEJ). La DNA-PK est fortement activée par la TPO, ce qui augmente la fidélité et l'efficacité de la voie NHEJ et permet d'améliorer l'intégrité génomique des CSH. Par ailleurs, nous montrons qu'une simple injection de TPO ou de son agoniste Romiplostim, avant irradiation ou injection de doxorubicine, limite la mutagénèse des CSH et leur perte de fonction associée. Cet effet est spécifique de la TPO, d'autres cytokines comme le SCF et le Flt3-L, n'ont aucun effet sur la réparation. Ces résultats montrent que la TPO contrôle directement les voies de signalisation aboutissant à la réparation de l'ADN des CSH. Ils ouvrent des perspectives nouvelles pour l'utilisation des agonistes de la TPO comme adjuvant protecteur avant radio- ou chimiothérapie pour minimiser les risques de développement de leucémies aigües myéloïdes secondaires. L'expression de Mpl étant haploinsuffisante pour la fonction de réparation de l'ADN, ces résultats suggèrent que Mpl pourrait être tumeur suppresseur en réponse aux traitements chimio-ou radio-thérapeutiques.

L’oncogène K-ras est une petite GTPase de la super famille RAS, fréquemment impliquée dans les cancers, en particulier celui du pancréas, l’un des plus mortels dans les pays occidentaux. Les mutations de l’oncogène K-ras sont considérées comme l’un des événements initiateurs de la cancérogenèse pancréatique et son activité oncogénique est un élément indispensable à la progression tumorale. Cependant, le ciblage thérapeutique de K-ras reste inefficace, à ce jour. Se focaliser sur les cibles précoces de son activité oncogénique semble ainsi être une stratégie alternative intéressante. La mucine membranaire MUC4 est une glycoprotéine de haut poids moléculaire fréquemment dérégulée dans les cancers. Dans le cancer du pancréas, MUC4 est néo-exprimée dès les stades prénéoplasiques et est impliquée dans les propriétés biologiques permettant la progression tumorale et la chimiorésistance. La régulation de MUC4 par K-ras dans la cancérogenèse pancréatique reste à décrypter. En utilisant le modèle murin de cancérogenèse pancréatique Pdx1-Cre; LStopL-K-rasG12D, nous avons mis en évidence que la néo-expression précoce de la mucine Muc4, dans les lésions pancréatiques prénéoplasiques intraépithéliales (PanINs) formées suite à la présence du K-ras muté, est corrélée avec l’activation des voies de signalisation ERK, JNK and NF-κB. In vitro, la transfection de mutants constitutivement activés de K-rasG12V dans les cellules tumorales humaines induit une augmentation de l’expression de MUC4. Cette activation intervient au niveau transcriptionel par le recrutement des facteurs de transcription AP-1 et NF-κB via les voies MAPK, JNK and NF-κB et au niveau post-transcriptionel par un mécanisme impliquant la RalB GTPase. Ensemble, ces résultats démontre que MUC4 est une cible transcriptionelle et post-transcriptionelle de l’activité oncogénique de K-ras dans le cancer du pancréas. Ces résultats ouvrent de nouvelles pistes pour développer des stratégies ciblant les étapes précoces de ce cancer. / K-ras oncogene is a small GTPase of the RAS superfamily, highly implicated in cancer, mainly in pancreatic cancer, one of the most deadly cancers in occidental countries. K-ras mutations are considered as an initiating event of pancreatic carcinogenesis and K-ras oncogenic activities are necessary components of cancer progression. However, K-ras clinical targeting remains ineffective until now. Focus on early downstream K-ras signalling may thus appear as an interesting strategy target in this cancer. The membrane-bound mucin MUC4 is a high molecular weight glycoprotein frequently deregulated in cancer. In pancreatic cancer, MUC4 is neo-expressed in the preneoplastic stages and thereafter is involved in cancer cell properties leading to cancer progression and chemoresistance. MUC4 regulation by K-ras in pancreatic carcinogenesis remains unknown. Using the Pdx1-Cre; LStopL-K-rasG12D mouse model of pancreatic carcinogenesis, we show that the in vivo early neo-expression of the mucin Muc4 in pancreatic intraepithelial neoplastic lesions (PanINs) induced by mutated K-ras is correlated with the activation of ERK, JNK and NF-ΚB signalling pathways. In vitro, transfection of constitutively activated K-rasG12V in human pancreatic cancer cells led to the transcriptional upregulation of MUC4. This activation was shown to be mediated at the transcriptional level by AP-1 and NF-ΚB transcription factors via MAPK, JNK and NF-ΚB pathways and at the post-transcriptional level by a mechanism involving the RalB GTPase. Altogether, these results identifies MUC4 as a transcriptional and post-transcriptional target of K-ras in pancreatic cancer. This opens avenues in developing new approaches to target the early steps of this deadly cancer.

L'angiogenèse est un processus physiologique qui correspond à la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir d'un réseau vasculaire préexistant et est régulée par l'équilibre entre les facteurs endogènes pro- et anti-angiogéniques. La rupture de cet équilibre est associée à de nombreuses pathologies dont l'ischémie, la rétinopathie ou encore la progression tumorale. Etant donné que les cellules endothéliales, principal type cellulaire composant les vaisseaux sanguins expriment les récepteurs à activité tyrosine kinase du facteur anticoagulant, la protéine S, Tyro3, Axl et Mer et produisent de la protéine S, l'objectif de ce travail est d'étudier le rôle, de la protéine S dans l'angiogenèse. Dans la première partie de ce travail, nous avons montré in vivo que la protéine S inhibe l'angiogenèse induite par les facteurs pro-angiogéniques (VEGFA et FGF2). Parallèlement, nous avons observé in vitro une inhibition par la protéine S de la prolifération et de la migration des cellules endothéliales induites par le VEGFA. Cet effet est corrélé à l'inhibition par la protéine S des voies de signalisation des MAP-Kinases et de la phosphatidylinositol 3-kinase (PIK3) induites par le VEGFA. Nous avons ensuite mis en évidence, par l'utilisation d'inhibiteurs pharmacologiques et de petits ARNs interférents, que la protéine S inhibe, via l'activation du récepteur Mer et le recrutement de la protéine phosphatase SHP2, l'activation du VEGFR2, le principal récepteur du VEGFA. Dans la deuxième partie, nous avons montré de manière intéressante que le rôle joué par la protéine S lors de l'angiogenèse est plus complexe, puisqu'elle est capable d'activer directement la voie de signalisatio / Angiogenesis is a physiological process that leads to new blood vessel formation and is regulated by a balance between pro-and anti-angiogenic endogenous factors. Disruption of this balance leads to many pathologies such as ischemia, retinopathies or tumor growth. Because endothelial cells, the main cellular type composing blood vessels, produce the anticoagulant factor, protein S and express its tyrosine kinase receptors Tyro3, Axl and Mer, we investigated the implication of protein S in angiogenesis. In the first part of this work, we demonstrated that protein S inhibits pro-angiogenic factors (VEGFA and FGF2)-induced angiogenesis in vivo. We also observed an inhibition of VEGFA-dependent endothelial cell proliferation and migration induced by protein S. These effects were correlated with protein S induced inhibition of VEGFA-dependent MAP-Kinases (Erk1, Erk2) and phosphatidylinositol 3-kinase (PIK3) activation. Furthermore, we demonstrated, using pharmacological inhibitors and small interfering RNAs, that protein S inhibits VEGFA-induced VEGFR-2 activation through Mer receptor activation and SHP2 protein phosphatase recruitment. In the second part, we demonstrated that, protein S on its own, is able to induce MAP-kinases pathway activation and endothelial cells proliferation. These cellular and molecular effects involved Mer receptor and SHP2 protein activation and required protein kinase SRC recruitment. Our results describe for the first time that protein S is an endogenous regulator for angiogenesis both in vitro and in vivo and may form the framework for the use of protein S as part of an anti-angiogenic treatment.

A l’origine de l’hématopoïèse se trouve les cellules souches hématopoïétiques (CSH). Elles constituent un pool de cellules rares présentes dans la moelle osseuse aux niveaux de zones particulières de l’os appelées niche. Les cellules de la niche produisent des cytokines, telles que la thrombopoïétine (TPO), qui régulent les CSH en contrôlant leur quiescence et leur auto-renouvellement. Peu de choses sont connues sur les mécanismes mis en place par la CSH et son environnement pour faire face aux dommages de l’ADN, notamment induits lors de radio- ou chimio-thérapies. Durant cette étude, nous avons mis en évidence un nouveau rôle de la TPO et de son récepteur Mpl dans la réparation de l’ADN des CSH en réponse à des stress génotoxiques. Les CSH déficientes ou haplo-insuffisantes pour Mpl, ou les CSH sauvages et cultivées en absence de TPO, présentent un défaut de réparation et une instabilité génomique. En réponse à l’irradiation, la TPO potentialise l’activation de la voie NF-kB qui permet l’induction du gène précoce Iex-1. La TPO est également l’activateur majeur de la voie ERK dans les CSH. IEX-1 et pERK forment un complexe tripartite avec DNA-PK, une protéine clé de la voie Non Homologous End Joining (NHEJ). La DNA-PK est fortement activée par la TPO, ce qui augmente la fidélité et l’efficacité de la voie NHEJ et permet d’améliorer l’intégrité génomique des CSH. Par ailleurs, nous montrons qu’une simple injection de TPO ou de son agoniste Romiplostim, avant irradiation ou injection de doxorubicine, limite la mutagénèse des CSH et leur perte de fonction associée. Cet effet est spécifique de la TPO, d’autres cytokines comme le SCF et le Flt3-L, n’ont aucun effet sur la réparation. Ces résultats montrent que la TPO contrôle directement les voies de signalisation aboutissant à la réparation de l’ADN des CSH. Ils ouvrent des perspectives nouvelles pour l’utilisation des agonistes de la TPO comme adjuvant protecteur avant radio- ou chimiothérapie pour minimiser les risques de développement de leucémies aigües myéloïdes secondaires. L’expression de Mpl étant haploinsuffisante pour la fonction de réparation de l’ADN, ces résultats suggèrent que Mpl pourrait être tumeur suppresseur en réponse aux traitements chimio-ou radio-thérapeutiques. / Hematopoietic stem cells (HSC) are at the beginning of hematopoeisis. They constitute a pool of rare cells in bone marrow in specifics zones of bones called niche. Niche’s cells produce cytokines, like thrombopoietin (TPO). These cytokines regulates HSC by controlling quiescence and self-renewal. Few are known about mechanism used by HSC and its environment to prevent DNA damage, and especially those induced by radio- or chemo-therapies. In this study, we discover a new role of TPO and its receptor Mpl in DNA repair of HSC in response to genotoxic stress. HSC without Mpl, or wild type HSC cultured without TPO, show an important defect of DNA repair and genomic instability. In response to irradiation, TPO increases activation of NF-KB pathway that increases induction of IEX-1 early gene. TPO is also the major activator of ERK pathway in HSC. IEX-1 and p-ERK can form a tripartite complex with DNA-PK, a key protein of Non homologous end joining pathway (NHEJ). DNA-PK is fully activated by TPO which increase fidelity and efficacy of NHEJ pathway leading to better genomic integrity of HSC. We also show in this study that a simple injection of TPO or Romiplostim before irradiation or Doxorubicin injection, decrease mutagenesis of HSC and their loss of function associated. This effect of TPO is specific of TPO because other cytokines like SCF or Flt3-L have no effect on the DNA repair. These results show that TPO can directly control signaling pathway leading to repair of HSC’s DNA and open new avenues for TPO agonist using. They can be used to protect HSC before radio- or chemo-therapies and to minimize development of secondary acute myeloid leukemia. Expression of Mpl being haplo-insufficient for DNA repair functions, this result suggests that Mpl could be a tumor suppressor in response to radio- or chemo-therapies treatments.