Le diabète est une maladie associée à une perturbation du métabolisme glucidique et représentent un problème de santé publique majeur. L'importante majorité des patients présente un diabète de type 2.Les complications les plus courantes sont vasculaires. Chez le diabétique, l'angiogenèse est défectueuse et paradoxale. La microangiopathie qui survient lors du diabète modifie le microenvironnement de la moelle osseuse et entraine egalement des problemes de cicatrisation alors qu'une angiogenèse exacerbé est responsable de pathologie telle que la rétinopathie ou la néphropathie diabétique.Les cellules souches mésenchymateuses (CSMs) sont connues pour leur potentiel de différenciation et de libération de facteurs paracrins, qui sont impliqués dans la régénération tissulaire. Les mécanismes qui associent le microenvironnement et les fonctions des CSMs dans un contexte diabétique restent actuellement méconnus. Le diabète peut modifier les caractéristiques des CSMs et le microenvironnement diabétique peut influencer la fonctionnalité de CSMs transplantées tout autant que leurs effets autocrins et/ou paracrins sur les cellules environnantes. L'étude du potentiel de CSMs diabétiques et du microenvironnement diabétique sur de CSMs pourrait alors avoir d'importantes implications cliniques. L'objectif primaire de cette étude est de caractériser l'impact du diabète sur la fonctionnalité et le potentiel angiogènique de CSMs à l'aide du modèle de rat dit Zucker Diabetic Fatty (ZDF) qui développe spontanément le diabète de type 2 et les complications vasculaire qui l'accompagne. / Diabetes is a disease associated with a bad functioning of glucose metabolism and represents a major health issue. The majority of diabetic are type 2 diabetic patients.Main complications in diabetes are vascular. Diabetic patients have paradoxical angiogenesis pathologies. Microangiopathy which occurs during diabetes modifies the microenvironment of bone marrow and lead to problem of wound healing whereas exacerbate angiogenesis is responsible for pathologies such as diabetic retinopathy or nephropathy.Mesenchymal stem cells (MSCs) are known for their differentiation potential and their release of bioactive mediators which are involved in tissular regeneration. The mechanism associated with microenvironment and functions of MSCs in a diabetic context remain elusive. Diabetes can change the characteristics of MSCs and diabetic microenvironment can lead to modifications in functionality of transplanted MSCs as well as modifying their autocrine/paracrine capacity on surrounding cells. The study of diabetic MSCs potential and the diabetic microenvironment on MSCs could have major clinical implications. The primary objective of this study was to characterize the impact of diabetes on functionality and angiogenic potential of MSCs with the help of a rat model, the Zucker Diabetic Fatty (ZDF) which develop spontaneously diabetes type 2 and the whole vascular complication associated with it.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La dent est un tissu vivant, confronté tout au long de la vie à de multiples agressions (caries, traumatismes...) qui peuvent entraîner la nécrose de la pulpe. La mise au point d’une «pulpe équivalente» pourrait constituer une approche thérapeutique innovante comme alternative aux traitements actuels d’endodontie. La pulpe des dents temporaires constitue un réservoir de cellules souches mésenchymateuses (SHED Stem cells from Human Exfoliated Deciduous teeth) aux potentiels de prolifération et de différenciation élevés. L’objectif global de ce travail est de reconstituer un tissu pulpaire fonctionnel en développant une pulpe équivalente (cellules pulpaires mésenchymateuses ensemencées dans une matrice 3D de collagène) pour être greffée à l’intérieur de la chambre pulpaire préalablement évidée afin de conserver la vitalité de la dent. Les objectifs spécifiques ont été : In vitro : 1) d'étudier le potentiel angiogénique des SHED comparés à des fibroblastes dermiques en conditions normoxiques et hypoxiques, 2) de déterminer la durée de pré-conditionnement hypoxique optimale pour stimuler le potentiel angiogénique des SHED, 3) de sélectionner une potentielle cytokine activant la formation de capillaires, 4) d’analyser l’effet de l’hypoxie sur l’expression des marqueurs de surfaces des SHED, et 5) de vérifier que l’hypoxie n’altérait pas le potentiel de minéralisation de ces cellules. In vivo : 1) d’évaluer, dans un modèle pré-clinique d’implantation de pulpes équivalentes en site ectopique chez la souris, l’effet du pré-conditionnement hypoxique sur le potentiel angiogénique des SHED. Ces expériences ont d’abord été conduites avec des cellules pulpaires de souris puis confirmées avec des SHED implantées dans des souris immunodéficientes, et 2) de développer des techniques d’imagerie dynamique pour suivre la néoangiogenèse dans les pulpes équivalentes implantées. Enfin, dans un objectif de transfert vers la clinique dentaire humaine, nous avons étudié l’effet d’un nouveau biomatériau à base de calcium tricalcique sur la réparation tissulaire dans un modèle de blessure pulpaire chez le rat, en comparaison aux matériaux de référence. / The tooth is a living organ, faced throughout life to multiple attacks (caries, trauma ...) which can cause necrosis of the pulp. The development of a" pulp equivalent " could be an innovative therapeutic approach as an alternative to current endodontic treatments. The pulp of deciduous teeth is a reservoir of mesenchymal stem cells (Stem cells SHED from Human Exfoliated Deciduous teeth) with a high potential of proliferation and differentiation. The overall objective of this work was to reconstitute a functional pulp tissue by developing a pulp equivalent (pulp mesenchymal cells seeded in a 3D collagen matrix) to be grafted within the previously hollowed pulp chamber to maintain tooth vitality. The specific objectives were: In vitro: 1) to study the angiogenic potential of SHED compared with dermal fibroblasts in normoxic and hypoxic conditions. 2) to determine the optimal hypoxic preconditioning period to stimulate the angiogenic potential of SHED, 3) to identify a potential cytokine activating the capillary formation, 4) to analyze the effect of hypoxia on the expression of markers surfaces SHED, and 5) to check that hypoxia did not alter the mineralization potential of these cells. In vivo: 1) to evaluate, in a pre-clinical model of pulp equivalent implantation in ectopic site in mice, the effect of either hypoxic or FGF preconditioning on the angiogenic potential of SHED. These experiments were first conducted with mouse pulp cells and further confirmed with SHED implanted in immunodeficient mice, and 2) to develop dynamic imaging techniques to monitor neoangiogenesis within pulp equivalent. Finally, in an objective of transfer to the human dental clinic, we studied the effect of a new biomaterial based on tricalcium on tissue repair in a pulp injury model in rats, compared to gold standard materials.

La dent est un tissu vivant, confronté tout au long de la vie à de multiples agressions (caries, traumatismes...) qui peuvent entraîner la nécrose de la pulpe. La mise au point d’une «pulpe équivalente» pourrait constituer une approche thérapeutique innovante comme alternative aux traitements actuels d’endodontie. La pulpe des dents temporaires constitue un réservoir de cellules souches mésenchymateuses (SHED Stem cells from Human Exfoliated Deciduous teeth) aux potentiels de prolifération et de différenciation élevés. L’objectif global de ce travail est de reconstituer un tissu pulpaire fonctionnel en développant une pulpe équivalente (cellules pulpaires mésenchymateuses ensemencées dans une matrice 3D de collagène) pour être greffée à l’intérieur de la chambre pulpaire préalablement évidée afin de conserver la vitalité de la dent. Les objectifs spécifiques ont été : In vitro : 1) d'étudier le potentiel angiogénique des SHED comparés à des fibroblastes dermiques en conditions normoxiques et hypoxiques, 2) de déterminer la durée de pré-conditionnement hypoxique optimale pour stimuler le potentiel angiogénique des SHED, 3) de sélectionner une potentielle cytokine activant la formation de capillaires, 4) d’analyser l’effet de l’hypoxie sur l’expression des marqueurs de surfaces des SHED, et 5) de vérifier que l’hypoxie n’altérait pas le potentiel de minéralisation de ces cellules. In vivo : 1) d’évaluer, dans un modèle pré-clinique d’implantation de pulpes équivalentes en site ectopique chez la souris, l’effet du pré-conditionnement hypoxique sur le potentiel angiogénique des SHED. Ces expériences ont d’abord été conduites avec des cellules pulpaires de souris puis confirmées avec des SHED implantées dans des souris immunodéficientes, et 2) de développer des techniques d’imagerie dynamique pour suivre la néoangiogenèse dans les pulpes équivalentes implantées. Enfin, dans un objectif de transfert vers la clinique dentaire humaine, nous avons étudié l’effet d’un nouveau biomatériau à base de calcium tricalcique sur la réparation tissulaire dans un modèle de blessure pulpaire chez le rat, en comparaison aux matériaux de référence. / The tooth is a living organ, faced throughout life to multiple attacks (caries, trauma ...) which can cause necrosis of the pulp. The development of a" pulp equivalent " could be an innovative therapeutic approach as an alternative to current endodontic treatments. The pulp of deciduous teeth is a reservoir of mesenchymal stem cells (Stem cells SHED from Human Exfoliated Deciduous teeth) with a high potential of proliferation and differentiation. The overall objective of this work was to reconstitute a functional pulp tissue by developing a pulp equivalent (pulp mesenchymal cells seeded in a 3D collagen matrix) to be grafted within the previously hollowed pulp chamber to maintain tooth vitality. The specific objectives were: In vitro: 1) to study the angiogenic potential of SHED compared with dermal fibroblasts in normoxic and hypoxic conditions. 2) to determine the optimal hypoxic preconditioning period to stimulate the angiogenic potential of SHED, 3) to identify a potential cytokine activating the capillary formation, 4) to analyze the effect of hypoxia on the expression of markers surfaces SHED, and 5) to check that hypoxia did not alter the mineralization potential of these cells. In vivo: 1) to evaluate, in a pre-clinical model of pulp equivalent implantation in ectopic site in mice, the effect of either hypoxic or FGF preconditioning on the angiogenic potential of SHED. These experiments were first conducted with mouse pulp cells and further confirmed with SHED implanted in immunodeficient mice, and 2) to develop dynamic imaging techniques to monitor neoangiogenesis within pulp equivalent. Finally, in an objective of transfer to the human dental clinic, we studied the effect of a new biomaterial based on tricalcium on tissue repair in a pulp injury model in rats, compared to gold standard materials.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Ce travail a analysé l’expression du facteur de croissance angiogénique, le VEGF-A, et de son récepteur VEGFR-1, dans le cancer prostatique localisé. Dans la première partie, nous avons mesuré le taux plasmatique de VEGF-A chez 100 patients opérés d’un cancer prostatique localisé. Nous avons également mesuré l’expression tissulaire du VEGF-A sur les pièces opératoires. Il n’y avait pas d’association entre le VEGF-A plasmatique et les facteurs pronostiques du cancer prostatique. Cependant, l’expression du VEGF-A était corrélée au score de Gleason (p=0,01). Dans la deuxième partie, la même cohorte de patients a été utilisée. L’expression tissulaire du VEGFR-1 a également été mesurée. Les patients ont été suivis avec des dosages réguliers du PSA. Durant le suivi, 14 patients ont eu une récidive biologique. Ni le taux plasmatique de VEGF-A (p=0,25), ni l’expression tissulaire du VEGF-A (p=0,38), ni l’expression tissulaire du VEGFR-1 (p=0,34) n’étaient associés au risque de récidive biologique. Dans la troisième partie, nous avons mesuré l’expression tissulaire du VEGF-A et du VEGFR-1 sur les pièces opératoires de 40 patients opérés d’un cancer prostatique localisé. L’expression tissulaire du VEGF-A était significativement plus importante chez les patients ayant eu une progression tumorale après l’intervention que chez les patients n’ayant pas récidivé (p=0,046). En revanche, celle du VEGFR-1 était identique dans les deux groupes. L’expression tissulaire du VEGF-A était le facteur prédictif de progression tumorale le plus significatif. / This study analysed the expression of angiogenic growth factor, VEGF-A and its receptor, VEGFR-1 in localized prostate cancer. In the first part, we measured the plasma levels of VEGF-A in 100 patients operated with radical prostatectomy for clinically localized prostate cancer. We also measured the tissue expression of VEGF-A using ELISA on the surgical specimen. There were no associations between plasma levels of VEGF-A and the usual prognostic factors of prostate cancer. However, the tissue expression of VEGF-A correlated with Gleason score (P = 0.01). In the second part, we used the same patients group. Patients were prospectively followed with regular PSA determinations.14 patients had a biochemical recurrence. Neither plasma level of VEGF-A (P =0.25) nor tissue expression of VEGF–A (P=0.38) and its receptor VEGFR–1 (p=0,34) were associated with the risk of biochemical recurrence after radical prostatectomy. Finally, we measured the tissue expression of VEGF-A and VEGFR-1 on the surgical specimens of 40 patients who underwent radical prostatectomy for clinically localized prostate cancer. The tissue expression of VEGF-A in patients who experienced progression was significantly higher than in those who remained free of recurrence (P=0.046). However, the expression of VEGFR-1 was similar in both groups. In logistic analysis, the expression of VEGF-A was the most significant predictor of tumor progression. These results suggest that the tissue expression of VEGF-A has a prognostic impact in clinically localized prostate cancer.

La dent est un tissu vivant, confronté tout au long de la vie à de multiples agressions (caries, traumatismes...) qui peuvent entraîner la nécrose de la pulpe. La mise au point d’une «pulpe équivalente» pourrait constituer une approche thérapeutique innovante comme alternative aux traitements actuels d’endodontie. La pulpe des dents temporaires constitue un réservoir de cellules souches mésenchymateuses (SHED Stem cells from Human Exfoliated Deciduous teeth) aux potentiels de prolifération et de différenciation élevés. L’objectif global de ce travail est de reconstituer un tissu pulpaire fonctionnel en développant une pulpe équivalente (cellules pulpaires mésenchymateuses ensemencées dans une matrice 3D de collagène) pour être greffée à l’intérieur de la chambre pulpaire préalablement évidée afin de conserver la vitalité de la dent. Les objectifs spécifiques ont été : In vitro : 1) d'étudier le potentiel angiogénique des SHED comparés à des fibroblastes dermiques en conditions normoxiques et hypoxiques, 2) de déterminer la durée de pré-conditionnement hypoxique optimale pour stimuler le potentiel angiogénique des SHED, 3) de sélectionner une potentielle cytokine activant la formation de capillaires, 4) d’analyser l’effet de l’hypoxie sur l’expression des marqueurs de surfaces des SHED, et 5) de vérifier que l’hypoxie n’altérait pas le potentiel de minéralisation de ces cellules. In vivo : 1) d’évaluer, dans un modèle pré-clinique d’implantation de pulpes équivalentes en site ectopique chez la souris, l’effet du pré-conditionnement hypoxique sur le potentiel angiogénique des SHED. Ces expériences ont d’abord été conduites avec des cellules pulpaires de souris puis confirmées avec des SHED implantées dans des souris immunodéficientes, et 2) de développer des techniques d’imagerie dynamique pour suivre la néoangiogenèse dans les pulpes équivalentes implantées. Enfin, dans un objectif de transfert vers la clinique dentaire humaine, nous avons étudié l’effet d’un nouveau biomatériau à base de calcium tricalcique sur la réparation tissulaire dans un modèle de blessure pulpaire chez le rat, en comparaison aux matériaux de référence. / The tooth is a living organ, faced throughout life to multiple attacks (caries, trauma ...) which can cause necrosis of the pulp. The development of a" pulp equivalent " could be an innovative therapeutic approach as an alternative to current endodontic treatments. The pulp of deciduous teeth is a reservoir of mesenchymal stem cells (Stem cells SHED from Human Exfoliated Deciduous teeth) with a high potential of proliferation and differentiation. The overall objective of this work was to reconstitute a functional pulp tissue by developing a pulp equivalent (pulp mesenchymal cells seeded in a 3D collagen matrix) to be grafted within the previously hollowed pulp chamber to maintain tooth vitality. The specific objectives were: In vitro: 1) to study the angiogenic potential of SHED compared with dermal fibroblasts in normoxic and hypoxic conditions. 2) to determine the optimal hypoxic preconditioning period to stimulate the angiogenic potential of SHED, 3) to identify a potential cytokine activating the capillary formation, 4) to analyze the effect of hypoxia on the expression of markers surfaces SHED, and 5) to check that hypoxia did not alter the mineralization potential of these cells. In vivo: 1) to evaluate, in a pre-clinical model of pulp equivalent implantation in ectopic site in mice, the effect of either hypoxic or FGF preconditioning on the angiogenic potential of SHED. These experiments were first conducted with mouse pulp cells and further confirmed with SHED implanted in immunodeficient mice, and 2) to develop dynamic imaging techniques to monitor neoangiogenesis within pulp equivalent. Finally, in an objective of transfer to the human dental clinic, we studied the effect of a new biomaterial based on tricalcium on tissue repair in a pulp injury model in rats, compared to gold standard materials.

La protéine E2F-1 est un facteur de transcription qui participe au contrôle de la prolifération cellulaire en stimulant le passage des cellules en phase S du cycle cellulaire et est aussi capable d'induire l'apoptose. Ayant préalablement décrit son profil d'expression différentielle dans les tumeurs bronchiques, nous avons étudié son rôle potentiel dans ces tumeurs.<br>L'épissage alternatif des pré-ARNm joue un rôle important dans la régulation de l'apoptose et les protéines de la famille SR sont des régulateurs principaux des événements de l'épissage alternatif et constitutif. Actuellement très peu de données existent concernant leurs activateurs en amont ainsi que leurs gènes cibles impliqués au cours du processus apoptotique. Dans ce travail, nous avons identifié la protéine SC35, un membre de la famille des protéines SR, comme une cible transcriptionnelle directe de E2F1. Nous avons montré que les deux protéines interagissent et coopèrent pour induire l'apoptose, notamment en réponse aux agents génotoxiques, en modifiant les patrons d'épissage de certains gènes apoptotiques dont Bcl-x, ou caspase-9, en faveur des transcrits codant pour les isoformes pro-apoptotiques. Ces résultats démontrent la capacité de E2F1 à réguler les profils d'épissage de transcrits contrôlant l'apoptose via la protéine SC35. Finalement, nous avons obtenu des résultats impliquant SC35 dans le contrôle des fonctions transactivatrices de E2F1 au niveau de gènes contrôlant la division cellulaire, et notamment la synthèse d'ADN. La protéine VEGF-A existe sous la forme de multiples isoformes protéiques résultant de l'épissage alternatif de son ARNm pré-messager et dénommées de façon générique VEGFxxx (formes pro-angiogéniques) et VEGFxxxb (formes anti-angiogéniques). L'expression des différentes isoformes de VEGF-A est fortement dérégulée dans les tumeurs. Dans un deuxième axe de ce travail, nous avons montré que E2F1 réprime l'activité du promoteur du VEGF-A dans nos lignées dépourvues de p53 fonctionnelle et dans des conditions normoxiques. De plus, nous avons montré que E2F1 n'affecte pas négativement le niveau d'expression des isoformes VEGFxxxb suggérant que E2F1 stimule l'inclusion de l'exon 8b du VEGF-A par un mécanisme restant à identifier. Nos résultats montrent qu'E2F1 affecte la balance des isoformes du VEGFA en faveur de ses formes anti-angiogeniques et suggèrent que le facteur d'épissage SC35 contribue à ces effets. Nos travaux ouvrent des perspectives quand aux conséquences biologiques de la dérégulation de l'expression de E2F1 dans les cancers bronchiques via une modification des facteurs d'épissage et un rôle de E2F1 dans le processus de néoangiogénèse.

Le cancer colo-rectal (CCR) est, avec 36500 nouveaux cas par an, au premier rang des cancers en France. Le traitement est avant tout chirurgical et son pronostic reste sombre avec 40 % de survie à 5 ans tous stades confondus. L'apparition de métastases hépatiques (MH) constitue un facteur pronostique essentiel et représente la première cause de mortalité chez ces patients.<br />Le facteur tissulaire (FT), récepteur cellulaire du facteur VII (FVII) de la coagulation possède un rôle majeur dans l'angiogénèse et le potentiel invasif des CCR. Le FT participe à l'angiogénèse par l'intermédiaire de sa voie protéolytique (thrombine) ou directement par le complexe FT-FVIIa. Il est exprimé par les cellules tumorales coliques et sa corrélation avec la croissance tumorale colique est démontrée.<br />Nous avons analysé l'effet de l'inhibition de la voie du FT par un inhibiteur compétitif du facteur VIIa (FFR-VIIa) dans un modèle expérimental syngénique de MH induites chez le rat BDIX. Nous avons pu montrer que cette inhibition s'opposait au développement de MH lorsque le FFR-VIIa était injecté très précocement dans le processus métastatique, au stade micrométastatique. A l'inverse, lorsque le FFR-VIIa était injecté plus tardivement, au stade de macrométastases hépatiques, nous n'avons pas observé d'effet anti-tumoral. Le FFR-VIIa a également été sans effet anti-tumoral dans un modèle de tumeurs sous cutanées.<br />En conclusion, l'effet anti-tumoral du FFR-VIIa dans notre modèle pourrait être dû à une absence d'adhésion des cellules tumorales dans le foie. Nos résultats suggèrent que l'activité protéolytique du complexe FT-FVIIa est une cible thérapeutique dans le cancer du colon, mais soulève de nombreuses questions quant aux mécanismes et aux conditions d'efficacité des traitements ciblant ce complexe. D'autres mécanismes tels qu'une induction de l'apoptose dans les cellules tumorales devront être explorés. Enfin, une étude clinique visant à corréler le taux de FT circulant au stade TNM du CCR est en cours.

L'une des caractéristiques des cellules souches mésenchymateuses (MSC) est leur capacité à survivre en conditions hypoxiques et à contribuer au développement tumoral. Le transporteur du glucose-6-phosphate (G6PT) exerce, par ailleurs, un contrôle métabolique contribuant à la mobilisation et à la survie des MSC. Les effets d'un environnement faible en oxygène (1,2% O₂) sur l'expression de G6PT sont inconnus et pourraient expliquer en partie la contribution et le recrutement des MSC au centre d'un foyer tumoral hypoxique. Nous avons découvert que l'expression génique de G6PT ainsi que de la sous-unité catalytique G6PC-3 (β) du système glucose-6-phosphatase sont significativement exprimés, tandis que l'expression des isoformes G6PC-I (α) et G6PC-2 (IGRP) était indétectable. L'environnement hypoxique ainsi que l'hypoxie artificielle induite suite à un traitement au chlorure de cobalt (CoCl₂), induisent à la fois l'expression de G6PT, du facteur de croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF), et du facteur inductible hypoxique-l α (HIF-1 α), mais pas de G6PC-3 (β). L'analyse de la séquence promotrice du gène de G6PT révèle la présence de sites potentiels de liaison pour HIF-1 α. Nous démontrons également, à l'aide d'ARN interférant (siRNA) dirigé contre le gène HIF-1 α, que l'induction de G6PT ainsi que de VEGF dans les MSC en conditions de cultures hypoxiques est antagonisée. Finalement, nous avons généré un modèle de MSC exprimant constitutivement HIF-1 α, et avons observé une augmentation significative des niveaux endogènes de l'expression de G6PT ainsi que de la mobilité cellulaire. De plus, nous avons démontré que l'inhibition de la fonction de G6PT par un dérivé de la mumbaïstatine (AD4-015) permettrait ainsi de cibler préférentiellement la mort des cellules possédant un niveau de G6PT élevé. Nos résultats démontrent un axe de régulation métabolique de G6PT dépendant de HIF-1 α. Cet axe contribuerait à la flexibilité métabolique caractérisant les MSC et leur permettrait de survivre dans des conditions telles l'ischémie ou le développement tumoral, caractérisées par l'hypoxie et la privation en nutriments. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Cellules souches mésenchymateuses, Facteur inductible hypoxique-1 α, Transporteur du glucose-6-phosphate, Migration des cellules souches, Tumeur cérébrale.