Les plantes détectent les pathogènes dans leur environnement et s’y adaptent pour survivre. Le groupe Stress Signalling de l’IPS2 cherche à décrire les mécanismes cellulaires mis alors en jeu et à proposer des stratégies permettant de développer des cultures plus résistantes aux stress. Les modules Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPKs) semblent être des acteurs clés de la transduction du signal: ils sont en effet très rapidement activés par de nombreux stress et notamment par les Pathogen-Associated Molecular Patterns (PAMPs). Des approches de génétique, utilisant des mutants perte-de-fonction, ont montré que ces modules MAPKs régulaient de nombreux aspects de l’adaptation des plantes à leur environnement.Dans notre laboratoire, nous avons précédemment identifié des mutations capables de rendre les MAPKs de la plante modèle Arabidopsis thaliana constitutivement actives (CA). L’objectif de mon projet était de clarifier les rôles spécifiques des MAPKs activées par le PAMP flg22 à l’aide de ce nouvel outil. Pour cela, j’ai créé des plantes exprimant des CA MAPKs et j’ai caractérisé leur phénotype en conditions normales de croissance ou lors d’interactions avec des pathogènes. Je me suis particulièrement intéressé à la MAPK MPK3. J’ai montré que des plantes exprimant une version CA de MPK3 avaient un phénotype d’auto-immunité caractérisé par un nanisme associé à la mort cellulaire spontanée et à une accumulation de formes activées de l’oxygène. Des études métabolomiques, transcriptomiques et de génétique ont permis de préciser les réponses régulées par cette MAPK. J’ai en particulier montré que le phénotype des plantes CA-MPK3 était dépendant de la protéine EDS1 (Enhanced Disease Susceptibility 1), un régulateur primordial des réponses aux pathogènes, et partiellement dépendant de l’acide salicylique. J’ai également créé et caractérisé des plantes exprimant des formes CA de MPK6 et MPK11.En conclusion, mon travail tirant partie des mutations CA a permis de proposer de nouveaux rôles spécifiques pour certaines MAPKs activées par le stress. Mes résultats préliminaires suggèrent également que les plantes exprimant des CA MAPK peuvent présenter une meilleure résistance aux pathogènes. / Plants can detect pathogens in their environment and adapt to survive it. The Stress Signalling group in IPS2 aims to decipher cellular mechanisms occurring after pathogens detection and to propose strategies to develop stress-resistant crops. Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPKs) modules define key actors of signal transduction. MAPKs are indeed quickly activated in response to various stresses including pathogens-associated molecular patterns (PAMPs). Genetic approaches using loss-of-function mutants showed that MAPK modules regulate many aspects of plant adaptation to their environment.In our laboratory, we previously identified mutations which render MAPKs constitutively active (CA) in the plant model Arabidopsis thaliana.The main objective of my thesis was to clarify the specific roles of MAPKs activated by the PAMP flg22 using this new tool. For this, I created plants expressing CA MAPKs and characterized them in normal growth conditions or after pathogen infections. I mainly focused my project on the MAPK MPK3. I showed that plants expressing a CA version of MPK3 had an auto-immune phenotype characterized by a severe dwarfism, spontaneous cell death and accumulation of reactive oxygen species. Transcriptomic, metabolomic and genetic studies were performed to understand which pathways are regulated by this MAPK. This work demonstrates that MPK3 is a positive regulator of plant immunity, whose function depends on EDS1 (Enhanced Disease Susceptibility 1), a key regulator of pathogens responses, and partially depends on the phytohormone salicylic acid. I also created and characterized plants expressing constitutively active MPK6 and MPK11. In conclusion, CA mutations allowed us to reveal new specific roles for several stress-activated MAPKs. My preliminary results also suggest that plants expressing CA MAPK may have a better resistance to pathogens.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les β-arrestines jouent un rôle important dans la transduction du signal par les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG). Nous montrons dans cette thèse que les β-arrestines exercent des régulations plus complexes et subtiles qu'on ne le pensait jusque-là sur la voie AMPc/PKA/CREB qui est activée par les RCPGs couplés à Gs. Nous montrons que les β-arrestines interagissent directement la PKAcat et contribuent à sa translocation nucléaire. De plus, nous mettons en évidence une interaction β-arrestine/CREB qui conduit à la formation d'un complexe transcriptionnellement actif sous l’action de l’agoniste. D’autre part, nous avons constaté que les β-arrestines interagissent directement avec PKAcat, p70S6K et Src via un même site et lesquelles sont donc potentiellement mutuellement exclusives. Nous avons ensuite mesuré l’impact d’une mutation et d’un polymorphisme du R-FSH sur la signalisation dépendante des β-arrestines, notamment grâce à l’utilisation de senseurs FRET et BRET. / Β-arrestins play an important role in G protein-coupled receptor (GPCR)-induced signal transduction. In this thesis, we show here that β-arrestins exert more complex and subtle regulation than previously thought on the cAMP/PKA/CREB pathway which is activated by Gs-coupled GPCRs. We demonstrate that β-arrestins directly interact with PKAcat and promote its translocation to the nucleus. Moreover, we provide evidence that β-arrestins directly interact with CREB thereby forming a transcriptionally active complex upon agonist stimulation. We also found that PKAcat, p70S6K and Src all directly interact with β-arrestins through the same interaction site and are therefore potential mutually exclusive interactions. We then measured the impact of a point mutation and of a polymorphism in the FSH-R on β-arrestin-dependent signaling, in part using FRET and BRET sensors.

L'étirement est un stimulus hypertrophique qui active de nombreuses voies de signalisation similaires à celles mises en évidence lors de l'étude de l'hypertrophie cellulaire. L'objectif principal de mon travail de thèse était de caractériser les évènements moléculaires impliqués dans l'activation des MAPKinases (MAPK), ERK et JNK lors de l'étirement. Nous avons étudié ces protéines par 2 approches différentes. D'une part, nous nous sommes intéressés aux rôles de protéines potentiellement nécessaires à l'activation des MAPK. D'autre part, nous avons cherché à mettre en évidence des interconnexions moléculaires entre les différentes voies de signalisation activées par l'étirement cellulaire, en montrant notamment la formation de complexes protéiques nécessaires à l'activation des différents partenaires. Nous montrons ainsi que deux protéines à activité tyrosine kinase, l'Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) et la Proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2), sont respectivement nécessaires à l'activation de ERK et de JNK lors de l'étirement. Ces cascades de transduction peuvent être dépendantes de la petite protéine G Ras. Bien que les voies des MAPK et de PI3K/Akt soient considérées comme indépendantes, nous montrons également que Akt participe à l'activation de ERK par l'étirement. Enfin, nous avons montré la formation d'un complexe Protein Kinase C (PKC)/Calcineurine nécessaire à l'activation et à la translocation de la PKC lors de l'étirement. Cette étude de différentes voies de signalisation et des interactions protéiques apporte une meilleure connaissance des mécanismes activés par l'étirement cellulaire et permet donc de mieux comprendre la signalisation impliquée dans l'hypertrophie ventriculaire / Cardiomyocyte stretch is a major determinant of ventricular hypertrophy. It stimulates numerous signalling pathways leading to the Mitogen Activated Protein kinases (MAPK) activation. The objective of this thesis was to evaluate the molecular events involved in MAPK ERK and JNK activations during stretch. We studied these pathways by 2 different approaches. We analysed the role of several pivotal proteins involved in ERK and JNK activations and next we evaluated the molecular interactions between different signalling pathways by protein complexes formation induced by stretch and necessary for protein activations. We show that 2 tyrosine Kinases, the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) and the Proline-rich tyrosine kinase 2 (Pyk2) are necessary for ERK and JNK activations respectively during stretch with a possible involvement of the small G protein Ras. MAPK and PI3/Akt pathways are generally considered independent but we show that ERK activation is PI3K/Akt dependent during stretch. Thus, we demonstrate that 2 other pathways are associated since PKC and calcineurin form a complex necessary for PKC activation and translocation. This study of signalling pathways and protein interactions sheds a new light on intracellular pathways leading to MAPK activation and may have implications for the development of new drugs in the management of cardiac hypertrophy and failure

Les complexes du groupe Polycomb (PcG) sont des répresseurs transcriptionnels capables de maintenir un état inactivé de la chromatine au niveau de leurs gènes cibles via des modifications post-traductionnelles des histones. Historiquement définis comme des répresseurs des gènes homéotiques, les protéines du PcG sont maintenant reconnues comme des répresseurs de gènes contrôlant le cycle cellulaire. Dans cette étude nous avons appréhendé l'implication des gènes du PcG E(z), Su(z)12, Pc, ph, Sce, Scm et Psc-Su(z)2 dans le contrôle de l'état prolifératif des cellules épithéliales des disques imaginaux in vivo. En utilisant des mutations nulles de ces gènes, nous avons étudié l'implication de ces protéines dans des processus biologiques tels que la prolifération, la croissance cellulaire, la différentiation et l'apoptose dont la dérégulation est associée à la tumorigénèse. Au cours de ce travail, nous avons constaté que les complexes du PcG ne se comportent absolument pas comme attendu : non seulement les différentes protéines composants le complexe PRC1 n'assument pas les mêmes fonctions, mais, par ailleurs, les complexes PRC1 et PRC2 ne collaborent pas et présentent même des effets antagonistes. Ainsi, nous avons répartit ces protéines dans deux sous-groupes : Le premier contient PH et Psc-Su(z)2 et agit comme suppresseur de tumeurs. Le deuxième groupe contient E(z), Su(z)12 et PC, des protéines qui favorisent la prolifération cellulaire plutôt que de l'inhiber. Enfin, nous avons recherché les cibles dont la dérégulation pourrait corréler avec les phénotypes associés à ces mutants. Nous avons identifié que certaines voies de signalisations impliquées dans le développement de l'œil de la Drosophile sont régulées de façon opposés par les protéines de ces deux sous-groupes. / Polycomb group (PcG) proteins are transcriptional repressors that were historically identified as regulators of homeotic genes. However, PcG proteins are now recognized as repressors of genes controlling the cell cycle. In this study we analyzed the role of the PcG genes E(z), Su(z)12, Pc, ph, Sce, Scm, and Psc-Su(z)2 in control of proliferation of epithelial cells in imaginal discs in vivo. Using null mutations of these genes, we investigated the involvement of these proteins in growth, differentiation and cell polarity. Surprisingly, we found that mutation of specific PcG proteins induce differential effects on the overall growth of the eye-antennal imaginal disc. In particular, we investigated the involvement of these proteins in biological processes such as proliferation, cell growth, differentiation and apoptosis, whose deregulation is associated with tumorigenesis. In this work, we found that PcG complexes do not behave as expected: different PRC1 proteins components do not assume the same functions, and PRC1 and PRC2 complexes may actually induce antagonistic effects. Thus, we have divided these proteins into two subgroups: The first contains PH and Psc-Su(z)2 and acts as tumor suppressors. The second group contains E(z), Su(z)12 and PC, and these proteins appear to favor cell proliferation. Finally, we looked for targets whose deregulation may correlate with the mutant phenotypes. We have identified several signaling pathways involved in Drosophila eye development that are regulated in an opposing manner in mutants of these two subgroups.

La résistance à l'anoïkis est une étape importante vers la transformation maligne. Afin de comprendre les mécanismes de survie des cellules de mélanome hautement métastatique B16F10, un matériau cellulosique développé dans le laboratoire (CEL), ainsi que le polyHEMA ont été utilisés comme supports anti-adhésifs. Les cellules, au contact de ces revêtements adoptent une architecture en 3D qui est représentative de la situation in vivo. Le polystyrène sur lequel les cellules s'étalent (2D) et prolifèrent a été utilisé comme support de référence. Le comportement de la lignée de mélanome murin utilisée est comparé à celui de deux autres lignées murines identifiées sensibles à l'anoïkis : les fibroblastes Swiss 3T3 et les pré-ostéoblastes MC3T3. Nous avons pu mettre en évidence des dysfonctionnements représentant des «verrous» moléculaires pouvant être impliqués dans la survie des cellules de mélanome : en particulier l'activation prolongée de RhoA, la faible activation des caspases 3 et 9, l'activation de la voie de survie intracellulaire PI3K/AKT, l'expression élevée des intégrines et prolongée de la survivine. Nous avons alors cherché à lever certains de ces « verrous » en faisant agir des inhibiteurs chimiques ou en utilisant des siRNA. Un effet significatif sur la prolifération cellulaire a été observé en inhibant la voie PI3K/AKT. En revanche, l'hypothèse d'un rôle déterminant de la fibronectine dans le comportement des cellules B16F10 n'a pas été confirmée, au niveau de l'expression du gène (mesurée par qRT-PCR ou inhibée par siRNA). Enfin, des résultats prometteurs ont été obtenus sur l'effet anti-tumoral de la pectine Okra sur les cellules B16F10 cultivées en 3D.

La préparation physique du joueur de rugby requière le développement simultané des qualités de force et d’endurance (Duthie et coll., 2003) et nécessite alors la combinaison d’efforts antagonistes pouvant induire un « conflit physiologique » au sein de l’organisme. Hickson (1980) fut le premier chercheur à mettre en évidence que la combinaison des qualités de force et d’endurance, au sein d’une même programmation, semble interférer sur le développement des qualités neuromusculaires. Cette interférence semblerait intervenir préférentiellement sur la production de force à vitesse rapide, la puissance et l’explosivité et concernerait essentiellement les groupes musculaires mobilisés au cours des deux formes d’entraînements. Plusieurs hypothèses, telles que la fatigue et les adaptations physiologiques contradictoires, ont été mises en avant pour expliquer ce phénomène. A l’inverse, l’entraînement de musculation ne semble pas présenter d’effets négatifs sur les adaptations oxydatives. Plusieurs variables, liées à la programmation de l’entraînement, influenceraient l’interférence sur le développement de la force. L’objectif général de ce travail de recherche sera alors d’étudier les effets de différentes configurations d’entraînement permettant de limiter l’intervention du phénomène interférentiel. Dans une première étude, nous avons mis en évidence une fatigue aigue induite par différents types d’entraînements d’endurance de haute intensité pouvant aller jusqu’à 24h. Ces résultats mettaient alors en avant la pertinence de placer les séances qualitatives de force avant celles d’endurance au sein d’une programmation combinée. Dans une deuxième étude, nous avons proposé de vérifier l’effet du temps de récupération entre les séances de force et d’endurance sur les adaptations neuromusculaires et oxydatives. Il s’avérerait alors qu’une durée de récupération de 24h soit plus efficace sur les gains de force et de VO2pic qu’une durée intermédiaire de 6h. Enfin, dans une troisième étude, nous nous sommes centrés sur les effets du type d’entraînement aérobie de haute intensité sur les adaptations physiologiques. L’entraînement de répétition de sprints longs perturberait davantage les gains de force à l’issue d’une période combinée caractérisée pourtant par 24h de récupération entre les séances. Ce type d’entraînement induirait en revanche des gains plus importants de VO2pic et de la performance moyenne au cours d’un test de sprints répétés qu’un entraînement intermittent court. / Physical training of rugby players requires simultaneous development of strength and endurance qualities (Duthie et al., 2003) and therefore the combination of antagonistic exercises inducing a "physiological conflict". Hickson (1980) was the first to demonstrate that the combination of strength and endurance qualities within a same program seems to reduce the development of neuromuscular qualities. This interference would impair preferentially maximal strength production at fast velocity, maximal power and explosivity and would concern mainly muscle groups solicited during the two forms of training (strength and aerobic). Several hypotheses, such as fatigue and conflicting physiological adaptations have been put forward to explain the interference. Conversely, strength training does not appear to have negative effects on oxidative adaptations. Many variables related to schedule of training, would influence the impairment of strength quality development. The main aim of this research was to measure the effects of different configurations of training in order to limit the interference on neuromuscular adaptations. In a first study, we emphasized an acute fatigue up to 24 hours induced by different types of high-intensity interval training. These results showed the relevance to program strength before endurance sessions during a concurrent training program. Then, in a second study, we proposed to measure the effect of recovery delay between strength and aerobic sessions on neuromuscular and oxidative adaptations. We observed a 24h recovery period was more effective than lower duration of 6h on strength gains and VO2peak. Last, in a third study, we focused on the effects of the type of high-intensity interval training. Sprint interval training would more impair strength gains after a concurrent training period, despite 24h recovery delay between sessions. However, this type of training would induce greater gains of VO2peak and consequently of repeated sprint ability than short intermittent training.

L'amyotrophie spinale infantile (SMA) est une maladie génétique autosomique récessive de l'enfant pour laquelle aucun traitement efficace n'existe. La SMA est caractérisée par la perte spécifique des motoneurones spinaux conduisant à une faiblesse musculaire sévère. Le décès des patients survient lorsque les muscles vitaux sont touchés. Cette maladie est causée par la mutation du gène Survival of Motor Neuron 1 (Smn1) conduisant à une diminution importante de l’expression de la protéine Survival of Motor Neuron (SMN). Tous les patients possèdent un ou plusieurs gènes copie de Smn1, le gène Smn2. Ces copies modulent la sévérité de la maladie en produisant une faible quantité de transcrits SMN complets, en particulier possédant l’exon 7, un exon alternatif qui code pour un domaine important pour que la protéine SMN soit fonctionnelle et stable. Des résultats récents, obtenus au laboratoire, indiquent que l'exercice physique retarde la mort des motoneurones, conduit à une augmentation du taux de maturation postnatale des unités motrices et déclenche l’expression du gène Smn2 chez des souris mimant la SMA de type II. Les premières données moléculaires suggèrent que les effets de l'exercice physique pourraient être relayés par la signalisation dépendante 1) des récepteurs au NMDA (Biondi et coll., J Neurosci, 2008) et/ou 2) du récepteur à IGF-1. Dans notre étude, nous avons d’abord testé les effets de l’activation directe des récepteurs au NMDA (NMDAR) dans un contexte de SMA. Nous montrons qu’une activation adéquate de ces récepteurs dans plusieurs modèles souris mimant les SMA sévères accélère la maturation postnatale des unités motrices, limite l'apoptose dans la moelle épinière et active l’expression du gène Smn2 favorisant l'expression de la protéine SMN. Ces effets bénéfiques sont dépendants du niveau d’activation des NMDARs et suggèrent que l'accélération de la maturation postnatale des unités motrices, induite par le NMDA, est indépendante du niveau d’expression de la protéine SMN. De manière importante, l’activation pharmacologique des NMDARs augmente fortement la durée de vie de deux modèles différents de souris mimant la SMA de type sévère. L'analyse des cascades de signalisation intracellulaire a révélé une altération inattendue des profils d’activation des voies de signalisation ERK et AKT/CREB, qui se rééquilibrent quand les NMDARs sont activés (Branchu et coll., J Neurosci, 2010).Comme la kinase ERK est constitutivement suractivée dans la moelle épinière des souris mimant la SMA, nous avons ensuite examiné son rôle potentiel dans la régulation de l'expression des gènes Smn2. Nous avons démontré que l'inhibition pharmacologique de la voie de signalisation MEK/ERK/Elk-1, notamment avec un médicament anti-cancéreux actuellement en essai clinique de phase 2, est bénéfique pour les souris mimant la SMA de type I. Nous avons identifié une relation croisée entre les voies de signalisation ERK et AKT impliquant la modulation, calcium-dépendante, de l'activité CaMKII. Ainsi, l'inhibition pharmacologique de ERK durant la phase symptomatique de la maladie chez ces souris, entraîne l'activation de la voie CaMKII/AKT/CREB et conduit à une augmentation significative de l’expression de la protéine SMN dans les motoneurones suite à une augmentation de la transcription du gène Smn2. Ces modifications sont corrélées avec une augmentation remarquable de la durée de vie et de la mobilité des souris et une neuroprotection des motoneurones spinaux. De plus, l’inhibition de ERK dans des cellules musculaires différenciées provenant de patients atteints de SMA de type II induit également une augmentation de l’activité de la voie AKT/CREB et de l’expression de SMN (Branchu et coll., J Neurosci, en révision positive). Enfin, nous avons montré que l'exercice physique est capable de diminuer l'expression du récepteur à l'IGF-1 (IGF-1R), qui est surexprimé dans la moelle épinière des souris mimant la SMA sévère... / Spinal muscular atrophy (SMA) is a severe autosomal recessive disease in childhood for which no efficient therapy is currently available. SMA is characterized by the specific loss of spinal motor neurons leading to a severe muscular weakness and death when vital muscles are affected. This disease is caused by mutation of the survival of motor neuron 1 (Smn1) gene leading to a deficiency of the Survival of Motor Neuron (SMN) protein expression. All patients retain one or more copies of the Smn2 gene, which modulates the disease severity by allowing a small amount of full-length SMN transcripts and stable SMN protein to be produced. Recent results in our laboratory indicate that physical exercise delays motor neuron death, leads to an increase in the motor-units postnatal maturation rate and trigger Smn2 gene expression in motor neurons. Furthermore, on the one hand, exercise is capable of specifically enhancing the expression of the gene encoding NR2A, the major activating subunit of the NMDA receptor in motor neurons. This subunit is known to be dramatically down-regulated in the spinal cord of severe SMA-like mice. Accordingly, inhibiting NMDA-receptor activity abolishes the exercise-induced effects on muscle development, motor neuron protection and life span gain (Biondi et al., J Neurosci, 2008). Thus, we tried to restore NMDA-receptor function as a therapeutic approach to SMA treatment. We demonstrated that an adequate NMDA receptor activation in severe SMA-like mouse model significantly accelerated motor-unit postnatal maturation, counteracted apoptosis in the spinal cord, and induced a marked increase in SMN expression resulting from a modification of Smn2 gene transcription pattern. These beneficial effects are dependent on the level of NMDA receptor activation since a treatment with high doses of NMDA led to an acceleration of the motor unit maturation but favored the apoptotic process and decreased SMN expression. Thus, these results suggest that the NMDA-induced acceleration of motor-unit postnatal maturation occurred independently of SMN. The NMDA receptor activating treatment strongly extended the life span in two different severe SMA-like mouse models. The analysis of the intracellular signaling cascades that lay downstream the activated NMDA receptor revealed an unexpected competition between the MEK/ERK/Elk-1 and the AKT/CREB signaling pathways for Smn2 gene regulation. Actually, the reactivation of the AKT/CREB pathway, thought calcium influx and the phosphorylation of CaMKII, opposed to MEK/ERK/Elk-1 inhibition, induces an enhanced SMN expression (Branchu et al., J Neurosci, 2010). On the other hand, exercise is capable of strongly decreasing the expression of IGF-1 receptor (IGF-1R); which is over-expressed in the spinal cord of severe SMA-like mice. We report that this reduction is also correlated with a reactivation of the AKT/CREB pathway and a MEK/ERK/Elk-1 inhibition. Therefore we generated an IGF-1R+/- SMA-like mouse model to investigate the functional link between IGF-1R expression level and the intracellular signaling pathway triggered in SMA spinal cord. We provided the first evidence that reducing the IGF-1R expression level is neuroprotective for SMA motor neurons, accelerates motor-unit postnatal maturation and leads to a remarkable increase in SMN expression and lifespan. The analysis of the intracellular signaling cascades revealed the same competition for Smn2 gene regulation. However, the activation of AKT/CREB is calcium-independent. In addition, we showed a drastic reduction of STAT3 phosphorylation and SOCS-1 and -3 expressions, which are over-expressed in SMA spinal cord and known to positively modulate ERK phosphorylation and negatively AKT (Data not published). Taken together all these data suggest new perspectives to therapeutic strategy, based on specific pharmacological correction, for SMA...

L'expression élevée de la GSTP1 est fréquemment observée dans les cancers et est positivement corrélée à la résistance aux chimiothérapies. Cette enzyme de détoxication de phase II peut aussi réguler l'activité de protéines comme JNK et TRAF2 et, par conséquent, peut moduler les voies de prolifération et de mort cellulaire. Ce projet a donc consisté à étudier le rôle de la GSTP1 dans la prolifération des hépatocytes normaux ou transformés. L'étude de la régénération hépatique chez des souris Gstp1/2‐/‐ a permis de démontrer le rôle des protéines GSTP1 et GSTP2 dans le contrôle de la progression des hépatocytes normaux dans le cycle cellulaire. Après hépatectomie partielle chez les souris Gstp1/2‐/‐, une diminution importante du nombre d'hépatocytes dans les phases S, G2 et M est observée comparativement à des foies de souris contrôle. Cette réduction est associée à des retards d'expression de protéines impliquées dans l'initiation de la prolifération, le contrôle du point de restriction dépendant des mitogènes et dans la transition G1/S. Ces modifications sont associées à une réduction de l'expression de TRAF2 et de l'activation de JNK et ERK, alors que les taux de p21 et de p53 sont élevés. Parallèlement, un décalage dans l'expression d'enzymes qui régulent l'homéostasie redox et participent à l'activation des MAPK est observé. L'utilisation de cellules cancéreuses de différentes origines dont le foie, a également permis de corréler l'absence de GSTP1 à une diminution de prolifération cellulaire sans altération de la suivie cellulaire. Cependant dans ces conditions, nous observons une augmentation de l'expression de TRAF2, pJNK, pATF2, ATF3 associée à une induction de p21. Nous avons également montré que les effets de la GSTP1 sur la prolifération cellulaire sont régulés par l'activation de JNK. L'évidence du lien entre l'expression de la GSTP1 et la prolifération hépatocytaire nous a conduit à analyser l'expression d'enzymes de détoxication dans des carcinomes hépatocellulaires (CHC) et nous avons constaté une induction d'expression de GSTP1 dans le tissu péritumoral des CHC par rapport au foie normal. / Increased GSTP1 expression is frequently observed in cancers and is positively correlated with chemotherapy resistance. This phase II detoxifying enzyme can also regulate JNK and TRAF2 activities and, consequently, can modulate proliferation and cell death pathways. This project aimed at studying the role of GSTP1 during proliferation in normal and transformed hepatocytes. Liver regeneration study in Gstp1/2‐/‐ mice showed the involvement of GSTP1 and GSTP2 proteins in the cell cycle progression control of normal hepatocytes. After partial hepatectomy in Gstp1/2‐/‐ mice, the number of cells in S, G2 and M phases was decreased compared to livers of wildtype mice. This reduction is associated with the delay in the expression of proteins involved in proliferation initiation, mitogen restriction point control and G1/S transition. These modifications are associated with the decrease in TRAF2 expression and the activation of JNK and ERK, whereas p21 and p53 levels are high. Furthermore, expression of enzymes involved in redox homeostasis and MAPK activation is delayed. Study of cells derived from various cancers, including HCC, highlighted a correlation between low expression of GSTP1 and decrease in cell proliferation without cell survival alteration. However in these conditions, we observed the increase in TRAF2, pJNK, pATF2 and ATF3 expression together with the induction of p21. We also showed that GSTP1 effects are regulated by JNK activation. These results showed a link between GSTP1 expression and hepatocyte proliferation and led us to investigate the GSTP1 expression in HCC. We noticed an induction of GSTP1 expression in peritumoral tissue compared to normal liver.

La glucotoxicité, ou exposition prolongée à de hautes teneurs en glucose, altère la fonction des cellules ß-pancréatiques et participe au développement du diabète. Il a été démontré que dans les cellules ß, la glucotoxicité engendre des modifications de l’expression génique, des altérations des voies de signalisation Ca2+-dépendantes et de l’exocytose ainsi qu’une augmentation de l’apoptose. Les mécanismes moléculaires responsables de ces altérations sont encore peu connus, mais ces observations suggèrent que des changements du profil d’expression génique des cellules ß-pancréatiques en sont à l’origine. Afin de mieux comprendre les conséquences de la glucotoxicité, une étude génomique a été menée dans la lignée de cellules ß-pancréatiques INS-1E. Cette étude a révélé l’existence de variations significatives des taux d’expression de plusieurs gènes importants pour la fonction des cellules ß, codant pour des protéines impliquées notamment dans le métabolisme glucidique et les différentes étapes de la voie de sécrétion d’insuline. D’autre part, cette approche a également révélé de profonds changements dans les voies de signalisation dépendantes de l’AMPc. Si le rôle prédominant du Ca2+ dans la régulation de la voie de sécrétion de l’insuline a été mis en évidence et bien caractérisé, l’implication et l’importance de l’AMPc dans ce processus restent mal définies. L’AMPc, au même titre que le Ca2+, module l’activité de nombreuses protéines de signalisation, régule l’expression génique et intervient également dans le trafic vésiculaire et la sécrétion d’insuline. De manière intéressante, l’expression de l’adénylate cyclase 8 (ADCY8) est fortement diminuée en condition de glucotoxicité. Ceci suggère qu’un défaut de synthèse d’AMPc pourrait être à l’origine du remaniement des voies de signalisation impliquées dans la régulation de la sécrétion d’insuline. Nous avons donc décidé d’étudier, plus en profondeur, les conséquences fonctionnelles de la diminution de l’expression de l’ADCY8 sur ces voies. Nos résultats suggèrent que l’ADCY8, une isoforme peu exprimée dans les cellules ß- pancréatiques? et stimulée par le Ca2+, se trouve au carrefour des voies de signalisation activées par le glucose et le GLP-1. La diminution de son expression est ainsi partiellement responsable des effets induits par la glucotoxicité sur la régulation de la sécrétion d’insuline. D’autre part, plusieurs résultats récents suggèrent l’implication des voies de signalisation AMPc-dépendantes dans la protection des cellules ß contre l’apoptose et dans ce contexte, le rôle de l’ADCY8 dans ces cellules a été abordé. / Glucotoxicity, or prolonged exposure to elevated levels of glucose, alters the function of pancreatic??-cells and is involved in diabetes pathogenesis. It has been demonstrated that glucotoxicity modifies gene expression and induces considerable changes in [Ca2+]i and in cAMP-dependent signalling (Dubois et al, Endocrinology, 148(4):1605-14 ; 2007) as well as a it decreases insulin exocytosis in response to glucose and increases apoptosis. The molecular mechanisms of these effects are not known but several observations suggest that changes in gene expression profiles are involved. To address that, a genomic study has been done in the clonal b-cell line INS-1E and revealed important modifications in the expression rates of many genes involved in glucose metabolism and vesicular traffic. This approach also revealed the alteration of cAMP-mediated signalling pathways and as the role of calcium and the importance of the correlation between cAMP and Ca2+-mediated signalling pathways had been shown, it was interesting to address the role of this second messenger in this process. Actually, cAMP regulates the activity of a large number of signalling proteins, it is also an important messenger involved in vesicular traffic, insulin secretion and gene expression. Interestingly, we also found that the expression of the adenylyl cyclase VIII (ADCY8) was largely diminished by glucotoxicity and this suggests that an alteration of cAMP synthesis could be involved in the decrease of insulin secretion in this condition. For this reason, we decided to address the functional consequences of altered ADCY8 expression on cAMP-mediated signalling pathways and on its correlation with the decrease of insulin secretion in glucotoxicity. Our results demonstrate a requirement for ADCY8 in glucose as well as in GLP-1 activated signalling pathways and strongly suggest a central role for ADCY8 in glucotoxicity. Moreover, recent publications suggest the implication of cAMP-mediated signalling pathways in the protection of b-cells against apoptosis induced by glucotoxicity, and the role of ADCY8 in this process was investigated.