Proefschrift Universiteit van Amsterdam. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2009. / Bibliogr.: f. [97]-117. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Le fer est un élément essentiel à de nombreux processus physiologiques fondamentaux. Lors d'une infection, une forte compétition entre l'hôte et l'agent pathogène a lieu ; alors que la bactérie a besoin d'acquérir le fer de l'hôte, pour son développement et sa virulence, l'hôte déploie de nombreux mécanismes pour protéger ses stocks de fer. Il sécrète notamment un peptide capable de moduler l'homéostasie du fer au niveau systémique, l'hepcidine, qui va causer une diminution de la quantité de fer sérique, une rétention intracellulaire du fer et donc une restriction du fer accessible aux pathogènes. Lors d'une inflammation, l'expression de l'hepcidine est décrite dans la littérature pour être principalement induite via l'activation de deux voies de signalisation : la voie STAT3 et la voie BMP/SMAD, l'altération de chacune de ces voies conduisant à un défaut d'induction d'hepcidine. Cependant, nos précédentes observations publiées ont infirmé le rôle de l'IL6, ligand de la voie STAT3, dans la régulation de l'hepcidine en réponse au LPS, et ont suggéré l'implication d'un peptide appartenant à la famille du TGFb, l'activine B, dans la régulation de l'hepcidine via l'activation de la voie BMP/SMAD in vivo. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés au rôle de l'activine B dans la régulation de l'hepcidine in vivo, lors d'une infection. Grâce à l'utilisation de souris invalidées pour le gène codant l'activine B (Inhbb-/-), nous avons confirmé que l'activine B était un ligand endogène de la voie BMP/SMAD dans le foie, puisqu'elle induit la phosphorylation des effecteurs SMAD en réponse au LPS. Cependant, nous avons pu clairement démontrer que l'activine B, et donc l'augmentation de la phosphorylation des effecteurs SMAD, ne participaient pas à la régulation de l'hepcidine in vivo, en réponse à l'infection. Nous nous sommes alors intéressés à l'implication de l'IL6 dans la régulation de l'hepcidine. Alors que l'absence d'Il6 n'altère pas l'induction de l'hepcidine in vivo en réponse au LPS, cette cytokine semble jouer un rôle clé pour la réponse de l'hôte lors d'une infection par une bactérie. Dans ce contexte, la littérature décrit l'importance de l'IL6 pour une réponse immunitaire protectrice de l'hôte lors d'une infection. Lors d'une infection, nous proposons donc l'implication d'une nouvelle voie de signalisation dans l'expression de l'hepcidine. De plus, nous suggérons un rôle important de l'IL6, non pas dans la régulation transcriptionnelle de l'hepcidine, mais pour la protection de l'hôte lors d'une infection bactérienne. Enfin, nos résultats montrent qu'un niveau d'activation basal de la voie BMP/SMAD est requis pour une induction d'hepcidine lors d'inflammation, et que l'augmentation de la phosphorylation des effecteurs SMAD observée en réponse à l'inflammation ne participe pas à cette régulation. / Iron is essential for several fundamental metabolic processes. During infection, a strong competition between the host and the pathogen occurs; while the bacteria needs to acquire iron from the host, for its growth and virulence, hosts have developed several mechanisms to protect its iron stores. In particular, the host produces a peptide in order to modulate systemic iron homeostasis, hepcidin. Hepcidin decreases the amount of circulating iron, causes intracellular iron retention and thus a restriction of accessible iron to pathogens. During inflammation, hepcidin expression is described in the literature to be mainly mediated through activation of two signaling pathways: the STAT3 and the BMP/SMAD pathways. Impairment of one of these pathways leads to an impaired hepcidin induction. However, our previous published observations did not support the role of IL6, the major ligand of STAT3 pathway, in the regulation of hepcidin in response to LPS, but suggested the involvement of another protein, that belongs to the TGFb family, activin B, in the regulation of hepcidin via the activation of the BMP/SMAD pathway in vivo. In this study, we investigated the role of activin B in the regulation of hepcidin in vivo, during infection. By using knockout mice for the gene encoding activin B (Inhbb-/-), our results suggest that activin B is not involved in the regulation of hepcidin in vivo in response to infection. We then investigated the function of IL6 in the regulation of hepcidin. Although the absence of IL6 does not affect the induction of hepcidin in vivo in response to LPS, this cytokine appears to play a key role in the host response during bacterial infection. Indeed, the literature describes the importance of IL6 for a protective immune response of the host during infection. During infection, we hypothesize that another signaling pathway regulates hepcidin expression. In addition, we suggest an important role of IL6, not in the transcriptional regulation of hepcidin, but for the host protection during a bacterial infection. Finally, our results also show that basal level of BMP/SMAD pathway is required for an appropriate induction of hepcidin during inflammation.

La dystrophie musculaire de Ouchenne (OMO) est une maladie héréditaire récessive caractérisée par une dégénérescence progressive des muscles squelettiques. Aucun traitement curatif n'est actuellement disponible. La thérapie cellulaire pourrait être une solution potentielle pour les patients OMO. Elle est basée sur la transplantation de cellules myogéniques normales afin de restaurer l'expression de la dystrophine, protéine absente dans cette maladie. Une période de régénération limitée suivant un dommage fait au muscle dystrophique réduirait le nombre de fibres hybrides formées diminuant ainsi le succès de la greffe. Notre hypothèse est d'augmenter le temps de régénération musculaire en inhibant l'action de la myostatine à l'aide d'un récepteur tronqué. Les travaux de ce mémoire démontrent l'incorporation d'un récepteur tronqué de l'activine de type IIA, IIB ou les deux dans des cellules myogéniques humaines. La transplantation de ces cellules semble améliorer le succès de la greffe de myoblastes donc plus de fibres exprimant la dystrophine humaine.

La dystrophic musculaire de Duchenne est la plus sévère des dystrophies musculaires de l'enfant. De transmission récessive liée à l'X, elle touche 1 nouveau-né masculin sur 3500. L'absence presque complète de la dystrophine, protéine sub-sarcolémique, est le premier marqueur moléculaire de cette myopathie. La transplantation de myoblastes normaux est une approche possible pour introduire une dystrophine fonctionnelle dans les fibres musculaires des patients dystrophiques. Toutefois, cette stratégie a produit des résultats limités au cours de la dernière décennie. L'amélioration de la capacité proliferative et de fusion des myoblastes transplantés ainsi que de leur survie pourrait avoir des effets bénéfiques sur cette approche. La superfamille des TGF-β regroupe des régulateurs négatifs de la croissance du muscle squelettique et de la prolifération et la différenciation des cellules myogéniques. De ce fait, l'objet dans cette présente thèse est de combiner l'inhibition de la signalisation des membres de cette superfamille comme la myostatine et le TGF-β à la transplantation de myoblastes humains, chez des souris dystrophiques immunodéficientes. Au cours de mes travaux de thèse, j'ai eu recours à différentes approches pour bloquer la signalisation de la myostatine et des autres ligands de la superfamille des TGF-β. La première consiste à modifier génétiquement les myoblastes humains à transplanter en exprimant un récepteur de l'activine de type IIB muté, sous la forme dominant négatif. La deuxième approche est de transplanter des myoblastes chez des souris dystrophiques traitées avec du losartan, une molécule qui inhibe l'expression du TGF-β1, et la troisième stratégie consiste à injecter une forme soluble du domaine extracellulaire du récepteur de l'activine de type IIB chez des souris dystrophiques. In vitro, l'inhibition de l'action de ces facteurs augmente la prolifération et la fusion des myoblastes humains avec une diminution de l'apoptose et modulation de l'expression des facteurs régulateurs myogéniques. In vivo, 1'immunodetection de la dystrophine dans des coupes du Tibialis antérieur, 1 mois après la transplantation des myoblastes, démontre une amélioration du succès de la greffe. Ainsi, l'inhibition des facteurs de la superfamille des TGF-β constitue une bonne approche pour améliorer le succès de la thérapie cellulaire de la DMD, en plus de la stimulation de la croissance musculaire.

L'anguille a un cycle de vie complexe avec une reproduction océanique et une croissance dans les eaux continentales. La phase de croissance se termine par une "métamorphose secondaire " ou argenture, dernier stade accessible dans les conditions naturelles. La maturation sexuelle naturelle n'a encore jamais été observée et le développement des gonades reste bloqué du fait d'un déficit en hormones gonadotropes, LH et FSH. Comprendre les mécanismes de régulation de LH et FSH chez l'anguille présente un intérêt fondamental pour l'évolution du contrôle de la puberté et un enjeu appliqué pour la maîtrise de la reproduction chez cette espèce en danger. Après avoir développé les outils moléculaires pour l'étude de l'expression des sous-unités de LH et FSH, nous montrons qu'au cours de l'argenture seul l'axe gonadotrope est activé, avec une augmentation de l'expression de FSHβ puis de LHβ, sans activation des axes thyréotrope et somatotrope, ce qui apparente l'argenture à une puberté plutôt qu'à une métamorphose. Nous observons aussi une régulation différentielle de l'expression de LHβ et FSHβ au cours de la maturation sexuelle expérimentale avec une amplification sélective de l'expression de LHβ. Grâce à l'utilisation de culture primaire de cellules hypophysaires d'anguille, nous montrons que les stéroïdes sexuels (estradiol et androgènes), les peptides gonadiques (activine/follistatine) et les facteurs métaboliques (IGF-1, cortisol) exercent des effets directs sur l'expression de LHβ ou FSHβ et peuvent être impliqués dans leur régulation différentielle.

Background: Different types of cardiomyopathies are associated with variable hypertrophic response. <p>A number of growth factors are thought to play a role in pathologic cardiac remodeling. <p>Aims: We compared the modulation of the TGF-ƒÒ superfamily and IGF-1 signaling pathways and their target genes, the cell cycle regulatory proteins in tachycardia-induced dilated cardiomyopathy, a model with no detectable hypertrophy and in ischemic cardiomyopathy, a model with a marked hypertrophic reaction. <p>Methods: In the first study, endomyocardial biopsies were obtained weekly in 15 dogs, during the development of tachycardiomyopaty. Genes involved in the myostatin-TGF-ƒÒ-Activin-A/Smad signaling pathway, p21 and cyclin D were quantified and correlated to echocardiographic measures of hypertrophy. In the second study, myocardial tissue samples were obtained in 8 dogs with a healed myocardial infarction, in 8 dogs with heart failure induced by overpacing and in 7 healthy dogs. We measured gene expression of IGF-1, its receptor (IGF-1R) and cyclins A, B, D1, D2, D3 and E and correlated them to the level of hypertrophy. <p>Results: Tachycardiomyopathy was characterized by chambers dilation with no identifiable hypertrophy. Ischemic cardiomyopathy was characterized by eccentric hypertrophy. In tachycardiomyopathy, Activin-A mRNA was 4-fold higher than at baseline. Smad7 was overexpressed in severe heart failure; p21, a direct target gene of the Smad pathway was upregulated 8-fold and cyclin D1 was down-regulated. In that model, IGF-1 was overexpressed but neither IGF-1R nor any of the cyclins studied.<p> In ischemic cardiomyopathy, IGF-1, IGF-R, and cyclins B, D1, D3 and E gene expression were upregulated.<p> In tachycardiomyopathy, Activin-A and p21 were inversely correlated to the thickness of the interventricular septum. In normal dogs and in the both models of cardiomyopathy, IGF-1R was correlated to the thickness of the interventricular septum and to cyclins. <p>Conclusions: Taken together, these results agree with the notion that Activin-A, IGF and cyclins are involved in the modulation of hypertrophic response observed in cardiomyopathies. <p> / Doctorat en Sciences médicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) est une maladie agressive dans le monde. En raison du manque d'outils de détection hautement sensibles et spécifiques à un stade précoce de la maladie et de traitements peu curatifs, la plupart des patients sont diagnostiqués à un stade incurable avec une mortalité élevée. Comprendre la pathologie moléculaire, en particulier le stade précoce de cette maladie mortelle, est d’une importance capitale pour améliorer les bons pronostics de ces patients. La première et principale partie de mes travaux reposait sur une analyse de profilage génétique dans laquelle ils mettaient en évidence le rôle de la signalisation TGFβ / Activine et du récepteur ALK4 au cours du développement de la PDAC, en plus des quatre gènes oncogéniques courants (KRAS, CDKN2A, TP53 et SMAD4). ). D'autre part, INHBA (codant pour ActivinA) en tant que membre clé des ligands de la superfamille TGFβ est une cible de l'activation oncogénique de Kras dans les cellules du canal pancréatique et a été désigné comme composant potentiel de la SASP par une analyse au sécrétome de cellules subissant une sénescence induite par Kras. . Le but de mes travaux est donc d’étudier l’impact de la signalisation ActivinA lors de l’initiation de la PDAC. Dans la première partie de mon projet, j'ai démontré qu'ActivinA était un facteur SASP protecteur de la tumeur, produit par les cellules sénescentes d'ADM / PanIN, qui limitent leur prolifération et leur expansion dans les lésions hautement prolifératives via son récepteur ALK4 lors de l'initiation du PDAC. De plus, nos travaux ont révélé que les cellules sénescentes Dclk1 + limitent l'expansion des lésions prénéoplasiques et ont un impact partiel sur le composant stromal soutenu par la signalisation ActivinA. En outre, j'ai également exploré les fonctions autocrines et paracrines de la signalisation ActivinA au dernier stade de la PDAC. Nous avons constaté que le manque de signalisation ActivinA-ALK4 chez la souris entraînait une augmentation de la capacité de prolifération des cellules tumorales et une accumulation réduite de cellules stromales, ce qui pourrait aider à expliquer leurs métastases variées et un temps de survie relativement plus long. En conclusion, mon travail donne un autre aperçu de la signalisation ActivinA et Dclk1 dans l'initiation de la PDAC et leur existence dans des cellules sénescentes au sein de lésions précurseurs pancréatiques de bas grade devrait être considérée comme une étape cruciale pour développer de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques pour les patients atteints de PDAC / Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is an aggressive disease worldwide and remains the ranking of 7th leading cause of cancer related death in the past 5 years. Because of the lack of highly sensitive and specific detective tools in an early stage of this disease and low curative treatments, most of the patients are diagnosed in an incurable stage and end up with a high mortality. Understanding the molecular pathology especially the early stage of this lethal disease is of great importance to improve the outcome of these patients. The first and major part of my work was based on gene profiling analysis in which they emphasized the role of TGFβ/Activin signalling and ALK4-receptor during the development of PDAC in addition to the four common oncogenic genes (KRAS, CDKN2A, TP53 and SMAD4). On the other hand, INHBA(encoding for ActivinA) as a key member of TGFβ-superfamily ligands is a target of Kras oncogenic activation in pancreatic duct cell and has been pointed a potential SASP candidate component through a secretome analysis of cells undergoing Kras induced senescence. Therefore, the aim of my work is to investigate the impact of ActivinA-signalling during PDAC initiation. In the first part of my project, I demonstrated that ActivinA as a tumour-protecting SASP factor, produced by ADM/PanINs senescent cells, that limit their proliferation and expansion into highly proliferative lesions through its ALK4 receptor in the initiation of PDAC. Furthermore, our work revealed that senescent Dclk1+ cells limit the expansion of preneoplastic lesions and partly impact the stromal component which is sustained by ActivinA-signalling. Besides, I also explored the autocrine and paracrine functions of ActivinA-signalling in the late stage of PDAC. We found that lack of ActivinA-ALK4 signalling in mice leads to an increased proliferative capacity in tumor cells and a reduced accumulation of stromal cells, which might help to explain their diverse metastasis and a relative longer survival time. To conclude, my work gives another insight of ActivinA-signalling and Dclk1 in the onset of pancreatic cancer and their existence in senescent cells within low grade pancreatic precursor lesions should be considered a crucial step for developing novel diagnostic and therapeutic strategies for PDAC patients