Les lymphocytes B et T sont issus de cellules progénitrices lymphoïdes de la moelle osseuse qui se différencient grâce à l’action de facteurs de transcription, cytokines et voies de signalisation, dont l’interleukine-7 (IL-7)/IL-7 récepteur (IL-7R). Le facteur de transcription c-Myc est exprimé par les cellules lymphoïdes et contrôle leur croissance et leur différenciation. Cette régulation transcriptionnelle peut être coordonnée par le complexe c-Myc/Myc-Interacting Zinc finger protein-1 (Miz-1). Le but de ce projet était de comprendre les mécanismes qui impliquent Miz-1 et le complexe c-Myc/Miz-1 dans le développement des lymphocytes B et T. Pour réaliser ce projet, des souris déficientes pour le domaine de transactivation de Miz-1 (Miz-1POZ) et des souris à allèles mutantes pour c-MycV394D, mutation qui empêche l’interaction avec Miz-1, ont été générées. La caractérisation des souris Miz 1POZ a démontré que l’inactivation de Miz-1 perturbe le développement des lymphocytes B et T aux stades précoces de leur différenciation qui dépend de l’IL-7. L’analyse de la cascade de signalisation IL-7/IL-7R a montré que ces cellules surexpriment la protéine inhibitrice SOCS1 qui empêche la phosphorylation de STAT5 et perturbe la régulation à la hausse de la protéine de survie Bcl-2. De plus, Miz-1 se lie directement au promoteur de SOCS1 et contrôle son activité. En plus de contrôler l’axe IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 spécifiquement aux stades précoces du développement afin d’assurer la survie des progéniteurs B et T, Miz-1 régule l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B afin de coordonner les signaux nécessaires pour la différenciation des cellules immatures. La caractérisation des souris c-MycV394D a montré, quant à elle, que les fonctions de Miz-1 dans les cellules B et T semblent indépendantes de c-Myc. Les cellules T des souris Miz-1POZ ont un défaut de différenciation additionnel au niveau de la -sélection, étape où les signaux initiés par le TCR remplacent ceux induits par IL-7 pour assurer la prolifération et la différenciation des thymocytes en stades plus matures. À cette étape du développement, une forme fonctionnelle de Miz-1 semble être requise pour contrôler le niveau d’activation de la voie p53, induite lors du processus de réarrangement V(D)J du TCR. L’expression de gènes pro-apoptotiques PUMA, NOXA, Bax et du régulateur de cycle cellulaire p21CIP1 est régulée à la hausse dans les cellules des souris Miz-1POZ. Ceci provoque un débalancement pro-apoptotique qui empêche la progression du cycle cellulaire des cellules TCR-positives. La survie des cellules peut être rétablie à ce stade de différenciation en assurant une coordination adéquate entre les signaux initiés par l’introduction d’un TCR transgénique et d’un transgène codant pour la protéine Bcl-2. En conclusion, ces études ont montré que Miz-1 intervient à deux niveaux du développement lymphoïde: l’un précoce en contrôlant la signalisation induite par l’IL-7 dans les cellules B et T, en plus de l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B; et l’autre tardif, en coordonnant les signaux de survie issus par le TCR et p53 dans les cellules T. Étant donné que les thymocytes et lymphocytes B immatures sont sujets à plusieurs rondes de prolifération, ces études serviront à mieux comprendre l’implication des régulateurs du cycle cellulaire comme c-Myc et Miz-1 dans la génération des signaux nécessaires à la différenciation non aberrante et à la survie des ces cellules. Enfin, les modèles expérimentaux, souris déficientes ou à allèles mutantes, utilisés pour ce travail permettront de mieux définir les bases moléculaires de la transformation maligne des lymphocytes B et T et de révéler les mécanismes conduisant au lymphome. / Signaling pathways control the differentiation and proliferation of blood cells, like B and T lymphocytes. They converge into regulating the activity of transcription factors that influence ultimately gene expression patterns. The transcription factor c-Myc is a central regulator of cellular proliferation and growth, and its deregulated expression has been demonstrated to be involved in many types of cancers, in particular lymphoma. Recent studies have shown that repression by c-Myc can be mediated by a complex formed with the BTB/POZ domain transcription factor Miz-1 (Myc Interacting Zinc finger protein-1). Given that both c-Myc and Miz-1 proteins are expressed in lymphoid precursors and since c-Myc has been shown to be important for B- and T-cell development, the aim of this thesis was to investigate the role of Miz-1 and the c-Myc/Miz-1 complex in regulating B and T cell survival, commitment and differentiation. To do so, mice expressing a non-functional Miz-1 protein lacking the BTB/POZ domain (Miz-1POZ) and knock-in mice expressing a mutant c-MycV394D allele that no longer interacts with Miz-1 were generated. B- and T-cell development requires the coordinated action of transcription factors and cytokines, in particular interleukin-7 (IL-7). The studies presented in this work demonstrated that mice deficient for the BTB/POZ domain of transcription factor Miz-1 almost entirely lack follicular B cells and T cells, since their progenitors fail to activate the JAK/STAT5 pathway and to up-regulate Bcl-2 upon IL-7 stimulation. Miz-1 exerts a dual role in the IL-7 receptor (IL-7R) pathway by directly repressing the JAK inhibitor SOCS1 and by activating Bcl-2 expression. In B cells, a functional form of Miz-1 is also required for the proper expression of early B cell genes like E2A and EBF. These data suggest that Miz-1 represents a new regulatory element of early B- and T-cell differentiation required for the regulation of the IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 axis by monitoring SOCS1 for survival and by regulating the EBF/Pax-5/Rag-1/2 axis for the proper commitment and differentiation of the B-cell lineage. The regulation exerted by Miz-1 in B and T cells is mostly likely independent of its interacting partner c-Myc, and seems specifically linked to the BTB/POZ domain of Miz-1. Mice deficient for the BTB/POZ domain of Miz-1 have additionally a severe differentiation block at the pre-T cell “-selection” checkpoint. Miz-1 deficient pre-T cells are highly apoptotic and do show cell cycle defects. This concurs with enhanced expression of p53-target genes such as p21CIP1, Bax, PUMA and Noxa, most likely induced by the DNA double-strand breaks generated during the V(D)J recombination of the TCR. Only the co-expression of rearranged TCR and Bcl-2 fully rescued Miz-1-deficient cell numbers and enabled them to differentiate into TCR+ cells. These data suggest that Miz-1 is required for both the regulation of the p53 response and proper expression of the pre-TCR to support the proliferative burst of pre-T cells. In conclusion, the studies presented in this thesis revealed the so far unknown implication of Miz-1 in B- and T-cell development. More specifically, Miz-1 exerts early regulatory functions by monitoring the IL-7/IL-7R signaling in B and T cells. It regulates later stages of differentiation by controlling the EBF/Pax-5/Rag-1/2 in B cells and the TCR expression and the p53 response in T cells. These studies and the generated mice model (conditional knock-out and knock-in) will help characterize the implications of transcription factors that have been causally implicated in the altered genetic programming found in hematopoietic malignancies due to their capacities to regulate cell cycle. Ultimately the characterization of Miz-1 and c-Myc functions in B and T cells will help better understand the mechanisms responsible for the emergence of leukemia and lymphoma.

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

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

Multiple Sklerose (MS) ist eine heterogene Krankheit des Zentralnervensystems, deren pathologische Mechanismen noch nicht vollständig aufgeklärt sind. Die gegenwärtige Hypothese ist, daß pro-inflammatorische T-Zellen entscheidend an der Pathogenese der MS beteiligt sind. Man geht davon aus, daß eine Fehlregulation der T-Zell-Kontrolle, möglicherweise bedingt durch ein Ungleichgewicht an Apoptose-regulierenden Molekülen, dabei eine Rolle spielt. Tatsächlich zielen therapeutische Strategien darauf ab, T-Zell-Aktivierung, Proliferation und Produktion von Zytokinen zu verringern, oder T-Zell-Eliminierung zu fördern. Diese Arbeit sollte zum einen die Bedeutung regulatorischer Faktoren klären, die für das überleben der T-Zellen von MS-Patienten verantwortlich sind. Zum anderen sollten die antiproliferative oder Apoptose-fördende Wirkung potentiell therapeutisch wirksamer Moleküle untersucht werden. Eine eingeschränkte Regulation der autoreaktiven T-Zellen durch Apoptose in der Peripherie und im ZNS trägt möglicherweise zur Pathophysiologie der MS bei. Als Schlüsselfaktoren der Regulation von Apoptose wurden Mitglieder der Bcl-2-Familie in MS-Patienten und Probanden untersucht. Diese Faktoren wurden in Relation zu der Suszeptibilität der T-Zellen gegenüber aktivierungsinduziertem Zelltod (sog. Activation-induced cell death oder AICD) überprüft. Um die in-vivo-Elimination der Antigen-reaktiven T-Zellen nachzuahmen, wurde ein in-vitro-Modell des AICD mit repetitiver T-Zell-Stimulation verwendet. Tatsächlich zeigten polyklonale T-Zellen von MS-Patienten eine verringerte Suszeptibilität für AICD, nachgewiesen sowohl durch verminderte Caspaseaktivtät (p=0.013) als auch durch DNA-Fragmentierung (p=0.0071). Weiter wurden höhere Spiegel des Proteins Bcl-XL in den Immunzellen von MS-Patienten mit Immunoblotting gemessen (p=0.014). Eine inverse Korrelation zwischen der Expression an Bcl-XL und der Empfindlichkeit der T-Zellen gegenüber AICD steht in Übereinstimmung mit vorhergehenden Daten bezüglich der Bedeutung dieses Proteins für die Apoptose-Resistenz von T-Zellen. Es wurde bereits gezeigt, daß dieses Molekül die Ausprägung der experimentell-autoimmun Enzephalomyelitis, des Tiermodells der MS, verstärkt. Zusammen mit den erhöhten Bcl-XL-Werten bei MS-Patienten, ergeben sich nun Perspektiven für einen therapeutischen Ansatz. Abgesehen von dem Konzept die apoptotische Eliminierung von T-Zellen zu unterstützen, streben gegenwärtige therapeutische Strategien an, die Aktivierung und weitere Proliferation der schädlichen T-Zellen zu hemmen. Basierend auf klinischer Erfahrung mit eher unselektiven Therapien, ist es ein therapeutisches Ziel, neue immunomodulatorische Substanzen mit besserer Selektivität zu finden, um das Nutzen/Risiko-Verhältnis zu maximieren. Aus diesem Grund wurden zwei unterschiedliche Substanzen untersucht die beide den Zellzyklus beeinflussen. Als erster Kandidat wurde der kürzlich entdeckte Todesligand TRAIL (engl.: TNF-related apoptosis inducing ligand) aus der TNF/NGF-Familie untersucht, da diesem bereits T-Zell-regulatorische Funktionen zugeschrieben worden waren, humane Antigen-spezifische T-Zellen jedoch resistent gegenüber TRAIL-induzierter Apoptose sind. Der zweite Kandidat mit potenziell therapeutischer Wirkung bei MS ist Atorvastatin, ein HMG-CoA-Reduktase-Hemmer, der bereits als Lipidsenker bei Patienten eingesetzt wird. Um die Hypothese zu überprüfen, daß diese Substanzen T-Zell-Rezeptor-Signale beeinflussen können, wurden humane Antigen-spezifische T-Zell-Linien von MS-Patienten und gesunden Probanden eingesetzt. Diese wurden hinsichtlich T-Helfer-Phänotyp und Peptid-Spezifität charakterisiert. Eine Behandlung mit TRAIL führte zur Hemmung der Proliferation in unterschiedlichem Ausmaß (6.2% - 63.8%). Atorvastatin hemmte in Abhängigkeit von der Dosis ebenso die Proliferation Antigen-spezifischer T-Zellen. Beide Substanzen wirkten antiproliferativ unabhängig von der Antigenpräsentation, aufgrund ihrer Fähigkeit, die Proliferation in Abwesenheit von professionellen Antigen-präsentierenden Zellen zu vermindern. Diese Eigenschaft weißt auf einen direkten Einfluß auf die T-Zell-Funktion hin. Die TRAIL-induzierte Hypoproliferation war assoziiert mit einer Herunterregulation der Zyklin-abhängigen Kinase CDK4 (engl.: cyclin dependent kinase 4), einem Schlüsselenzym für die nach T-Zell-Rezeptor-Stimulation einsetzende Transition von der G1- zur S-Phase des Zellzyklus. Inkubation mit Atorvastatin induzierte ebenso eine Verminderung von CDK4, begleitet von einer Erhöhung von p27Kip1. Die Atorvastatin-vermittelte Proliferations- und Zellzyklus-Blockade konnte durch Mevalonat rückgängig gemacht werden. Mevalonat ist ein Zwischenprodukt des HMG-CoA-Reduktaseweges. Atorvastatin scheint demnach einen direkten Einfluß auf diese Enzymkaskade zu haben, der wichtig für die Isoprenylierung von GTPase-Proteinen der Rho-Familie ist. T-Zell-Rezeptor-Stimulation führt zur Freisetzung von Kalzium aus intrazellulären Speichern und nachfolgend zur Öffnung transmembranöser Kalzium-Kanäle (sog. calcium release-activated calcium oder CRAC-Kanäle), die eine für die T-Zellaktivierung notwendige und anhaltende Erhöhung der intrazellulären Kalzium-Konzentration hervorruft. Nach Behandlung mit TRAIL wurde eine konzentrationsabhängige Inhibition des Einstroms extrazellulärer Kalzium-Ionen durch die CRAC-Kanäle beobachtet. Dies wurde mit löslichem TRAIL-Rezeptor-Fusionsprotein, einem TRAIL-Antagonisten, rückgängig gemacht. Die Blockade von Kalzium-abhängigen Aktivierungssignalen stellt damit möglicherweise einen primären immunregulatorischen Mechanismus für diese Todesliganden dar. Jedoch wurde keine Auswirkung von Atorvastatin auf die T-Zellaktivierung beobachtet, da der Einstrom von extrazellulärem Kalzium nicht beeinflußt wurde. Während Studien zum TRAIL-vermittelten Einfluß auf die T-Zell-Aktivierung und dem Zellzyklus erst in der präklinischen Phase sind, werden Statine, die ebenfalls den Zellzyklus beeinflussen, bereits in der Therapie anderer Erkrankungen angewand. Darüber hinaus werden derzeit bereits klinische Studien mit Statinen zur MS-Therapie durchgeführt. Weitere Untersuchungen zu den detaillierten Mechanismen antiproliferativer Substanzen mit potenziellem therapeutischen Effekt in der MS ermöglichen die Entwicklung von selektiveren immunomodulatorischen Therapien mit höherem therapeutischen Nutzen für MS-Patienten. / Multiple sclerosis (MS) is a heterogeneous disease of the central nervous system whose pathological mechanisms are far from completely understood. The current hypothesis is that pro-inflammatory T cells are orchestrating the pathogenesis of this condition. It is considered that a dysregulation in T cell control to be involved, with an imbalance in apoptosis-regulating molecules possibly playing a role. In fact, therapeutic strategies aim to reduce T cell activation, proliferation and cytokine production or to promote T cell elimination. The focus of this thesis was to identify the role of regulatory molecules for T cell survival in the immune pathogenesis of MS, and to investigate antiproliferative or apoptosis-promoting effects on T cells by potential therapeutic molecules. A limitation in the apoptotic regulation of autoreactive T cells in the periphery and in the CNS may contribute to the pathophysiology of MS. As key regulators of apoptosis, members of the Bcl-2 family were investigated in both MS patients and controls. These factors were examined in relation to the susceptibility of T cells, from both groups, towards activation-induced cell death (AICD). To mimic the in vivo elimination of antigen-reactive T cells, an in vitro model of AICD involving repetitive T cell receptor mediated stimulation was utilized. In fact, polyclonal T cells from MS patients showed a decreased susceptibility to undergo AICD as shown by both caspase activity (p=0.013) and DNA fragmentation (p=0.0071) assays. Furthermore, Bcl-XL protein levels, as measured by immunoblotting, were increased in the peripheral immune cells of MS patients (p=0.014). An inverse correlation observed between Bcl-XL levels and susceptibility of T cells to undergo AICD is in line with previous data on the significance of this anti-apoptotic protein in T cell resistance. Since this molecule has already been shown to aggravate the outcome of experimental autoimmune encephalitis, the animal model for MS, the observation of elevated Bcl-XL levels in patients offers perspectives towards therapeutic manipulation in MS. Apart from promoting apoptotic elimination, current therapeutic strategies aim at inhibiting activation and further proliferation of potentially harmful T cells. Based on clinical experience with rather non-selective therapies that promote T cell elimination, a therapeutic goal is to identify newer immunomodulatory substances with better selectivity in order to maximize the therapy's benefit to risk ratio. Thus, two different substances, both interfering with cell cycle regulation, were investigated. The first candidate was the recently discovered member of the TNF/NGF family of death ligands, TNF-related apoptosis inducing ligand (TRAIL) since it has been reported to have immunoregulatory functions and since human antigen-specific T cells were shown to be resistant towards apoptosis induction by this ligand. The second candidate drug with potential in MS therapy is atorvastatin, a 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme (HMG-CoA) reductase inhibitor and lipid-lowering drug, already indicated for anomalies in lipid metabolism. In order to prove the hypothesis that these substances interfere with T cell receptor signaling, human antigen-specific T cell lines from both MS patients and controls, characterized with regards to T helper differentiation and peptide specificity, were employed. Exogenous treatment of TRAIL resulted in an inhibition in proliferation, albeit to varying degrees (6.2% - 63.8% inhibition). Atorvastatin also inhibited proliferation of antigen-specific T cell lines in a dose-dependent manner. Both compounds induced hypoproliferation independently of antigen presentation, as shown by their ability to block T cell proliferation in response to direct T cell receptor engagement, thus indicating a direct influence on T cell function. The growth inhibition by TRAIL was associated with a downregulation of the cell cycle regulator CDK4, indicative of an inhibition of cell cycle progression at the G1/S transition. Incubating T cells with atorvastatin also induced a downregulation of CDK4 expression, which was accompanied by an upregulation of p27Kip1 expression. The atorvastatin-mediated inhibition in proliferation and cell cycle progression could be reversed by mevalonate, an intermediate product of the HMG-CoA reductase pathway, suggesting a direct involvement of atorvastatin in this pathway, necessary for the isoprenylation of small GTPase proteins of the Rho family. Utilizing a thapsigargin model of calcium influx to activate the same calcium-release activated calcium (CRAC) channels as T cell receptor-stimulation by antigen, an inhibition in calcium influx could be observed on pre-incubating T cells with TRAIL. Co-incubating with human recombinant TRAIL receptor 2 fusion protein, a competitive antagonist for TRAIL, reversed this inhibition. A direct influence on calcium influx is indicative of an influence of TRAIL on the activation status of human T cells. Therefore, TRAIL directly inhibits activation of these cells via blockade of calcium influx. However, no impact of atorvastatin on early T cell activation was observed, since calcium influx was unaffected. While TRAIL-mediated interference with T cell activation and further cell cycle progression is still in the pre-clinical phase, statins, which have also been shown here to interfere with the T cell cycle, are already employed in the clinic for other ailments. In fact, clinical trials are currently being undertaken with this group of drugs for MS. Further studies on detailed mechanisms of antiproliferative substances effective in MS will allow the development of highly selective immunomodulatory agents with increased beneficial profile as MS therapy.

Proteins are synthesised as linear polymeric chains. The subtle energetic interplay of interatomic interactions results in chain folding, through which proteins may acquire defined structures. This spatial organisation is encoded by the protein sequence itself; the so-called thermodynamic hypothesis formulated by Anfinsen in 1961. A defined structure is often considered a pre-requisite to protein function, but widespread existence of intrinsically disordered proteins (IDPs) has prompted a re- evaluation of the ways biological function may be encoded into polypeptide chains. Furthermore, proteins often exist as part of multi-component entities, where regulation of assembly is integral to their properties. The interplay between disorder, oligomerisation and function is the focus of this thesis. Some IDPs fold conditionally upon interacting with a partner protein; a process known as coupled folding and binding. What are the biophysical advantages and consequences of disorder in the context of these interactions? A common feature of IDPs is their sequence composition bias, with charged residues being often over-represented. It is therefore tempting to speculate that electrostatic interactions may play a major role in coupled folding and binding reactions. Surprisingly, the opposite was found to be true. Charge-charge interactions only contributed about an order of magnitude to the association rate constants of two contrasting model systems. The lack of pre-formed binding interfaces-a consequence of disorder-might preclude electrostatic acceleration from complementary patches. By looking at the role of the sequence, many studies have taken a protein-centric approach to understanding disorder. Yet there is paucity of data about the effect of extrinsic factors on interactions involving disordered partners. Investigating the role of co-solutes, it was discovered that the kinetic and thermodynamic profiles of coupled folding and binding reactions were sensitive to ion-types. This effect followed the Hofmeister series, and occurred at physiological concentrations of salt. The sensitivity of coupled folding and binding reactions-a consequence of the lack of stability of IDPs-might be advantageous. Given the role of ions in biology, this 'biophysical sensing' could be a mechanism of physiological relevance, allowing modulation of protein-protein interactions involving disordered partners in response to changes in their environments. In cells, signalling networks are often multi-layered, and involve competing protein-protein interactions. The interplay between the biophysical characteristics of the components, and the behaviour of the network were investigated in a model tripartite system composed of folded and disordered proteins. The BCL-2 family regulates the intrinsic pathway of apoptosis through control of mitochondrial outer-membrane permeabilisation; a result of BAK and BAX oligomerisation. Through a shared homology motif (termed BH3), the subtle balance of their interactions determines cellular fate at the molecular level. Characterisation of the model under simple biochemical conditions revealed large differences in affinities among binary interactions; the consequence of the lifetime of the complexes, not their speed of association. A membrane-like environment, re-created using detergents, allows the oligomerisation of BAK and BAX in vitro. Furthermore, investigation of the tripartite system under detergent conditions showed that regulation of the network was the result of competing hetero- and homo-oligomerisation events. Relationships to their biophysical properties were gained by probing their energy landscapes using protein folding techniques. The connection between the biophysical properties of the components of the network and their interactions provides a molecular explanation for the regulation of apoptosis. This thesis offers insights into the ways structured assemblies and environmentally responsive disorder elements may encode functions into proteins.

<p>The incidence of breast cancer is rising steadily in Sweden and the proportion of carcinoma in situ (CIS) has increased appreciably, most likely due to mammography screening. The aim of this study was twofold: (1) to examine risk factors for subsequent invasive breast carcinoma and breast cancer death after primary ductal carcinoma in situ (DCIS) and (2) to study the biology in the progress between in situ and invasive carcinoma.</p><p> In a cohort-study based on 3,398 women with a primary CIS reported to the Swedish Cancer Registry (SCR) 1980-1992, women diagnosed in 1989-1992 ran a relative risk of 0.1 (CI 95%, 0.0-0.9) from dying of breast cancer as compared with women diagnosed in 1980-1982. Women in counties with mammography screening ran a relative risk of 0.2 (CI 95%, 0.0-2.1) for breast cancer death in comparison with women in non-screening counties.</p><p> In a case-control study derived from all 4,661 women with primary CIS reported to the SCR 1960-1992, we investigated risk factors for subsequent invasive breast carcinoma (n=118) and breast cancer death (n=39). Large size and multifocality were found to increase the risk for breast cancer death. Postoperative radiotherapy and mastectomy lowered the risk for ipsilateral invasive cancer.</p><p> The standardised incidence rates (SIR) for invasive breast cancer were estimated in the cohort from 1980-1992. The SIR after primary DCIS and primary lobular carcinoma in situ (LCIS) was 4.5 (CI 95%, 3.7-5.5) and 4.0 (CI 95%, 2.1-7.5), respectively.</p><p> New histopathological classification systems for DCIS were evaluated in 195 women consecutively diagnosed with primary DCIS between 1986-1994. One group with highly differentiated lesions was defined with the EORTC classification system and had an excellent prognosis.</p><p> Histopathological grade and expression of p53, c-erbB-2, Ki 67, hormone receptors, Bcl-2 and angiogenesis were compared in 626 women with either a pure DCIS, a small invasive carcinoma or a lesion with both an invasive and in situ component. When grade was taken into account, no change in tumour markers could be detected that signalled the progression from an in situ stage to invasiveness. All tumour markers correlated to grade and their distribution was very similar in the two components of mixed lesions.</p>

The incidence of breast cancer is rising steadily in Sweden and the proportion of carcinoma in situ (CIS) has increased appreciably, most likely due to mammography screening. The aim of this study was twofold: (1) to examine risk factors for subsequent invasive breast carcinoma and breast cancer death after primary ductal carcinoma in situ (DCIS) and (2) to study the biology in the progress between in situ and invasive carcinoma. In a cohort-study based on 3,398 women with a primary CIS reported to the Swedish Cancer Registry (SCR) 1980-1992, women diagnosed in 1989-1992 ran a relative risk of 0.1 (CI 95%, 0.0-0.9) from dying of breast cancer as compared with women diagnosed in 1980-1982. Women in counties with mammography screening ran a relative risk of 0.2 (CI 95%, 0.0-2.1) for breast cancer death in comparison with women in non-screening counties. In a case-control study derived from all 4,661 women with primary CIS reported to the SCR 1960-1992, we investigated risk factors for subsequent invasive breast carcinoma (n=118) and breast cancer death (n=39). Large size and multifocality were found to increase the risk for breast cancer death. Postoperative radiotherapy and mastectomy lowered the risk for ipsilateral invasive cancer. The standardised incidence rates (SIR) for invasive breast cancer were estimated in the cohort from 1980-1992. The SIR after primary DCIS and primary lobular carcinoma in situ (LCIS) was 4.5 (CI 95%, 3.7-5.5) and 4.0 (CI 95%, 2.1-7.5), respectively. New histopathological classification systems for DCIS were evaluated in 195 women consecutively diagnosed with primary DCIS between 1986-1994. One group with highly differentiated lesions was defined with the EORTC classification system and had an excellent prognosis. Histopathological grade and expression of p53, c-erbB-2, Ki 67, hormone receptors, Bcl-2 and angiogenesis were compared in 626 women with either a pure DCIS, a small invasive carcinoma or a lesion with both an invasive and in situ component. When grade was taken into account, no change in tumour markers could be detected that signalled the progression from an in situ stage to invasiveness. All tumour markers correlated to grade and their distribution was very similar in the two components of mixed lesions.

Le virus humain T lymphotrope de type 1 (HTLV-1) est l'agent étiologique de la leucémie/lymphome T de l'adulte (ATLL) qui se développe après plusieurs décennies et pour laquelle il n'existe à ce jour pas de traitement efficace. Parmi les protéines virales de HTLV-1, Tax et HBZ jouent un rôle déterminant dans le développement de l'ATLL. Si Tax participe au processus leucémogène dès les étapes précoces, HBZ jouerait plutôt un rôle dans le maintien du phénotype tumoral dans les étapes tardives. Dans ce contexte, là nous nous sommes intéressés à la régulation de l'expression des protéines anti-apoptotiques Bfl-1 et Bcl-xL, par les protéines virales Tax et HBZ. Nous avons montré que Tax induit l'expression des protéines anti-apoptotiques Bfl-1 et Bcl-xL de la famille Bcl-2 via la voie NF-B, alors que HBZ n'a aucun effet sur leur expression. De plus, Tax coopère avec les facteurs de transcription c-Jun et JunD de la voie AP-1 pour augmenter l'expression de ces gènes anti-apoptotiques. En revanche, HBZ module uniquement la trans-activation de bfl-1 induite par Tax. L'ensemble de nos résultats indique donc que Tax joue un rôle prépondérant dans l'activation de l'expression de Bfl-1 et de Bcl-xL et suggère que Bfl-1 et Bcl-xL sont exprimées au cours des étapes précoces et tardives du développement de l'ATLL. Par une stratégie d'ARN interférence, nous avons ensuite montré que Bfl-1 et/ou Bcl-xL sont impliquées dans la survie de lignées cellulaires T infectées par HTLV-1, suggérant que Bfl-1 et Bcl-xL représentent des cibles thérapeutiques potentielles pour traiter l'ATLL. Actuellement, il existe des petites molécules ciblant les membres anti-apoptotiques de la famille Bcl-2, mais aucune ne cible spécifiquement Bfl-1. En collaboration avec la société IMAXIO, nous avons identifié par deux cribles à haut débit 83 molécules capables d'inhiber l'activité anti-apoptotique de Bfl-1. L'une de ces molécules induit spécifiquement la mort de lignées cellulaires T infectées par HTLV-1 pour lesquelles Bfl-1 représente un gène de survie. Ainsi, ce travail doit permettre à terme de développer de futurs médicaments dirigés contre Bfl-1 et de proposer une nouvelle stratégie thérapeutique ciblée contre l'ATLL

Les lymphocytes B et T sont issus de cellules progénitrices lymphoïdes de la moelle osseuse qui se différencient grâce à l’action de facteurs de transcription, cytokines et voies de signalisation, dont l’interleukine-7 (IL-7)/IL-7 récepteur (IL-7R). Le facteur de transcription c-Myc est exprimé par les cellules lymphoïdes et contrôle leur croissance et leur différenciation. Cette régulation transcriptionnelle peut être coordonnée par le complexe c-Myc/Myc-Interacting Zinc finger protein-1 (Miz-1). Le but de ce projet était de comprendre les mécanismes qui impliquent Miz-1 et le complexe c-Myc/Miz-1 dans le développement des lymphocytes B et T. Pour réaliser ce projet, des souris déficientes pour le domaine de transactivation de Miz-1 (Miz-1POZ) et des souris à allèles mutantes pour c-MycV394D, mutation qui empêche l’interaction avec Miz-1, ont été générées. La caractérisation des souris Miz 1POZ a démontré que l’inactivation de Miz-1 perturbe le développement des lymphocytes B et T aux stades précoces de leur différenciation qui dépend de l’IL-7. L’analyse de la cascade de signalisation IL-7/IL-7R a montré que ces cellules surexpriment la protéine inhibitrice SOCS1 qui empêche la phosphorylation de STAT5 et perturbe la régulation à la hausse de la protéine de survie Bcl-2. De plus, Miz-1 se lie directement au promoteur de SOCS1 et contrôle son activité. En plus de contrôler l’axe IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 spécifiquement aux stades précoces du développement afin d’assurer la survie des progéniteurs B et T, Miz-1 régule l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B afin de coordonner les signaux nécessaires pour la différenciation des cellules immatures. La caractérisation des souris c-MycV394D a montré, quant à elle, que les fonctions de Miz-1 dans les cellules B et T semblent indépendantes de c-Myc. Les cellules T des souris Miz-1POZ ont un défaut de différenciation additionnel au niveau de la -sélection, étape où les signaux initiés par le TCR remplacent ceux induits par IL-7 pour assurer la prolifération et la différenciation des thymocytes en stades plus matures. À cette étape du développement, une forme fonctionnelle de Miz-1 semble être requise pour contrôler le niveau d’activation de la voie p53, induite lors du processus de réarrangement V(D)J du TCR. L’expression de gènes pro-apoptotiques PUMA, NOXA, Bax et du régulateur de cycle cellulaire p21CIP1 est régulée à la hausse dans les cellules des souris Miz-1POZ. Ceci provoque un débalancement pro-apoptotique qui empêche la progression du cycle cellulaire des cellules TCR-positives. La survie des cellules peut être rétablie à ce stade de différenciation en assurant une coordination adéquate entre les signaux initiés par l’introduction d’un TCR transgénique et d’un transgène codant pour la protéine Bcl-2. En conclusion, ces études ont montré que Miz-1 intervient à deux niveaux du développement lymphoïde: l’un précoce en contrôlant la signalisation induite par l’IL-7 dans les cellules B et T, en plus de l’axe EBF/Pax-5/Rag-1/2 dans les cellules B; et l’autre tardif, en coordonnant les signaux de survie issus par le TCR et p53 dans les cellules T. Étant donné que les thymocytes et lymphocytes B immatures sont sujets à plusieurs rondes de prolifération, ces études serviront à mieux comprendre l’implication des régulateurs du cycle cellulaire comme c-Myc et Miz-1 dans la génération des signaux nécessaires à la différenciation non aberrante et à la survie des ces cellules. Enfin, les modèles expérimentaux, souris déficientes ou à allèles mutantes, utilisés pour ce travail permettront de mieux définir les bases moléculaires de la transformation maligne des lymphocytes B et T et de révéler les mécanismes conduisant au lymphome. / Signaling pathways control the differentiation and proliferation of blood cells, like B and T lymphocytes. They converge into regulating the activity of transcription factors that influence ultimately gene expression patterns. The transcription factor c-Myc is a central regulator of cellular proliferation and growth, and its deregulated expression has been demonstrated to be involved in many types of cancers, in particular lymphoma. Recent studies have shown that repression by c-Myc can be mediated by a complex formed with the BTB/POZ domain transcription factor Miz-1 (Myc Interacting Zinc finger protein-1). Given that both c-Myc and Miz-1 proteins are expressed in lymphoid precursors and since c-Myc has been shown to be important for B- and T-cell development, the aim of this thesis was to investigate the role of Miz-1 and the c-Myc/Miz-1 complex in regulating B and T cell survival, commitment and differentiation. To do so, mice expressing a non-functional Miz-1 protein lacking the BTB/POZ domain (Miz-1POZ) and knock-in mice expressing a mutant c-MycV394D allele that no longer interacts with Miz-1 were generated. B- and T-cell development requires the coordinated action of transcription factors and cytokines, in particular interleukin-7 (IL-7). The studies presented in this work demonstrated that mice deficient for the BTB/POZ domain of transcription factor Miz-1 almost entirely lack follicular B cells and T cells, since their progenitors fail to activate the JAK/STAT5 pathway and to up-regulate Bcl-2 upon IL-7 stimulation. Miz-1 exerts a dual role in the IL-7 receptor (IL-7R) pathway by directly repressing the JAK inhibitor SOCS1 and by activating Bcl-2 expression. In B cells, a functional form of Miz-1 is also required for the proper expression of early B cell genes like E2A and EBF. These data suggest that Miz-1 represents a new regulatory element of early B- and T-cell differentiation required for the regulation of the IL-7/IL-7R/STAT5/Bcl-2 axis by monitoring SOCS1 for survival and by regulating the EBF/Pax-5/Rag-1/2 axis for the proper commitment and differentiation of the B-cell lineage. The regulation exerted by Miz-1 in B and T cells is mostly likely independent of its interacting partner c-Myc, and seems specifically linked to the BTB/POZ domain of Miz-1. Mice deficient for the BTB/POZ domain of Miz-1 have additionally a severe differentiation block at the pre-T cell “-selection” checkpoint. Miz-1 deficient pre-T cells are highly apoptotic and do show cell cycle defects. This concurs with enhanced expression of p53-target genes such as p21CIP1, Bax, PUMA and Noxa, most likely induced by the DNA double-strand breaks generated during the V(D)J recombination of the TCR. Only the co-expression of rearranged TCR and Bcl-2 fully rescued Miz-1-deficient cell numbers and enabled them to differentiate into TCR+ cells. These data suggest that Miz-1 is required for both the regulation of the p53 response and proper expression of the pre-TCR to support the proliferative burst of pre-T cells. In conclusion, the studies presented in this thesis revealed the so far unknown implication of Miz-1 in B- and T-cell development. More specifically, Miz-1 exerts early regulatory functions by monitoring the IL-7/IL-7R signaling in B and T cells. It regulates later stages of differentiation by controlling the EBF/Pax-5/Rag-1/2 in B cells and the TCR expression and the p53 response in T cells. These studies and the generated mice model (conditional knock-out and knock-in) will help characterize the implications of transcription factors that have been causally implicated in the altered genetic programming found in hematopoietic malignancies due to their capacities to regulate cell cycle. Ultimately the characterization of Miz-1 and c-Myc functions in B and T cells will help better understand the mechanisms responsible for the emergence of leukemia and lymphoma.

La progression tumorale est la conséquence de multiples altérations génotypiques et phénotypiques; L'une d'entre elles, nécessaire à la formation de métastases, est l'acquisition d'une résistance à l'anoïkis, forme d'apoptose induite par la perte d'attachement à la matrice extra-cellulaire. Afin d'étudier l'anoïkis, nous avons utilisé deux lignées colorectales humaines isogéniques : la lignée SW480 dérivée de la tumeur primaire et sensible à l'anoïkis et la lignée SW620 dérivée d'une métastase ganglionnaire de cette même tumeur et résistante à l'anoïkis. Nous avons établi que dans les cellules SW480, l'anoïkis est une forme d'apoptose intrinsèque c'est-à-dire débutant à la mitochondrie et donc sous le contrôle des protéines de la famille Bcl-2. Parmi celles-ci, nous avons trouvé que seule la protéine proapoptotique à BH3-seul Bim était régulée différemment dans les deux lignées : tandis que son expression augmente de manière très significative dans les cellules SW480 cultivées en suspension, elle n'augmente que très peu dans les cellules SW620. De manière très intéressante, et malgré cette différence, les deux lignées se sont montrées être sensibles au BH3-mimétique ABT-737 mais seulement lorsqu'elles sont cultivées en suspension. Ces résultats indiquent que, qu'elles soient sensibles ou non à l'anoïkis, les cellules détachées sont " prédisposées à la mort " et que des composés semblables à l'ABT-737 tels que le Navitoclax ou l'ABT-199 pourraient avoir des propriétés anti-métastiques dans les tumeurs solides. Dans la seconde partie de ce travail, nous montrons que la protéine transmembranaire CDCP1 ( CUB Domain Containing Protein 1) semble nécessaire mais non suffisante pour protéger ces cellules contre l'anoïkis. CDCP1 est un substrat de Src mais sa phosphorylation sur tyrosine n'est pas impliquée dans cette protection. Finalement, nous avons identifié deux nouvelles protéines qui interagissent avec CDCP1 : l'ITGB4 et l'EphA2