Le microenvironnement tumoral joue un rôle crucial dans la croissance et la dissémination des cancers. Dans le cas particulier des cancers colorectaux (CCR), se trouve un acteur cellulaire du micro-environnement tumoral dont le rôle reste mal compris : le neurone entérique (NE). Alors que les interactions neuro-épithéliales contribuent à l’homéostasie des cellules épithéliales intestinales, l’existence de telles interactions dans le micro-environnement des CCR reste à démontrer. Ce travail de thèse combine des approches in vitro, ex vivo et in vivo afin de démontrer l’existence d’interactions neuro-épithéliales dans le micro-environnement des CCR, et d’identifier leur impact sur la progression tumorale. Nous avons démontré que les cellules épithéliales tumorales adhéraient et migraient le long des structures nerveuses entériques, impliquant spécifiquement les NE via les molécules neuronales d’adhésion L1CAM et N-Cadhérine. Par ailleurs, nos travaux suggèrent que des mécanismes de neurogenèse existent dans la berge des CCR. Nous avons également démontré que le micro-environnement tumoral et les cellules tumorales de CCR libèrent un facteur soluble neurotrophique pour les NE. Ainsi, ces résultats mettent d’une part en évidence le rôle des NE dans la guidance tumorale des CCR par le biais d’interactions physiques. D’autre part, le CCR favorise la genèse de neurones/neurites potentiellement impliqués dans ces mécanismes de guidance tumorale physique. Ces travaux ouvrent une nouvelle voie de recherche dans la compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués dans la dissémination des CCR. / The tumor microenvironment plays a crucial role in cancer growth and dissemination. In colorectal cancer (CRC), one cellular actor is specifically present but poorly explored in the tumor microenvironment: enteric neurons (EN). Whereas neuro-epithelial interactions regulate intestinal epithelial cells homeostasy, the presence of such interactions in CRC microenvironment remains to demonstrate. This work combines in vitro, ex vivo and in vivo to demonstrate the existence of neuro-epithelial interactions and identify their impact on tumor progression. We demonstrated that tumor epithelial cells adhere and migrate along enteric nervous structures, implying specifically EN via the neuronal adhesion molecules L1CAM and N-Cadherin. Our data also suggest that neurogenesis occurs in the margin of CRC. Moreover, we demonstrated that tumor microenvironment and tumor cells from CRC release a soluble neurotrophic factor for EN. These results firstly highlight the role of EN in CRC tumor guidance via direct interactions. Besides, CRC favors the genesis of neurons/neurites potentially implicated in the physical tumor guidance. Altogether, these data initiate a novel research way in the comprehension of mechanisms implicated in CRC dissemination

Les organismes multicellulaires, tels les mammifères, possèdent plusieurs organes constitués de couches de cellules, par exemple la peau ou l’intestin. Ces couches, appelées épithelia, fonctionnent comme des barrières. Une protéine nommée E-Cadhérine agit comme une colle moléculaire et procure l’adhésion cellule-cellule qui est nécessaire à la fonction de barrière. Les épithelia changent aussi leur structure pendant le développement de l’organisme ou pendant les maladies. Nous étudions un exemple d’un tel changement structurel. Pendant le développement de la mouche du vinaigre, à un stade précis, le tissu épithélial change de forme au travers d’un réarrangement des cellules. C’est un procédé complexe, car les cellules doivent maintenir l’adhésion tout en échangeant de voisin. Les forces requises pour ce procédé sont générées par une activité et une distribution spécifiques des moteurs moléculaires nommés Myosine. Nous voulons comprendre comment la distribution de la Myosine change l’adhésion entre les cellules pour permettre cet échange de voisins. Nous répondons à cette question en changeant la distribution de la Myosine et en regardant l’effet sur la E-Cadhérine. Sur la base de nos expériences nous sommes à même de conclure que l’orientation des forces est un facteur important (et précédemment négligé) de leur effet sur l’adhésion. / Multicellular organisms, such as mammals, have several organs that are made of sheets of cells e.g. skin or intestine. These sheets, called epithelia, function as barriers. A protein called E-Cadherin acts as molecular glue and mediates cell-cell adhesion that is essential for barrier function. Epithelia also change their structure during organismal development or during diseases. We are looking at one such example of structural change. During embryonic development of fruit fly, at specific stage, epithelial tissue changes shape due to cell mixing. It is a complex process, as cells have to maintain adhesion all around while they exchange neighbors. The forces required for this process are generated by specific activity and distribution of molecular motors, called Myosin. We want to understand how Myosin distribution changes adhesion between cells to allow neighbor exchange. We answer this question by changing the distribution of Myosin and seeing its effects on E-Cadherin. Based on our experiments we could conclude that orientation of forces is an important (and previously neglected) factor to predict their effects on adhesion.

La couleur de la peau résulte de la synthèse et de la distribution de la mélanine dans l’épiderme et les poils. La mélanine est un pigment produit par les mélanocytes, des cellules dérivées de la crête neurale. Les mélanocytes transfèrent la mélanine aux kératinocytes environnants et forment l'unité épidermique de mélanisation constituée d’un mélanocyte pour 40 kératinocytes. Les interactions entre les mélanocytes et les kératinocytes sont assurées principalement par la E-CADHÉRINE, une protéine responsable de la formation de jonctions adhérentes entre deux cellules adjacentes. L’ancrage de ses jonctions au cytosquelette est assuré par l’intermédiaire de la β-CATÉNINE. Le rôle de ces protéines n’est pas simplement adhésif, elles interviennent aussi dans de nombreux processus développementaux et assurent le maintien de l’architecture de l’épiderme. De plus, β-CATÉNINE est une protéine centrale de la voie de signalisation WNT/β-CATÉNINE essentielle dans la formation du lignage mélanocytaire. Lors de cette thèse, nous nous sommes intéressés au rôle des protéines E-CADHÉRINE et β-CATÉNINE, d’une part dans l’homéostase des mélanocytes et d’autre part dans le développement embryonnaire d’un type particulier de mélanocytes, ceux peuplant l’extrémité des membres. Dans la première partie, nous avons étudié l’implication de ces protéines dans une leucodermie circonscrite acquise, le Vitiligo. Dans cette pathologie, les mélanocytes disparaissent, générant des zones de peau dépigmentées. L’une des hypothèses invoquées est un défaut adhésion des mélanocytes et leur élimination de la lame basale vers les couches supérieures de l’épiderme. Nous avons montré que la présence de E-CADHÉRINE et β-CATÉNINE à la membrane est altérée dans les mélanocytes Vitiligo avant leur disparition de l’épiderme, au niveau de la peau pigmentée des patients. L’altération de E-CADHÉRINE et β-CATÉNINE à la membrane des mélanocytes est corrélée à une localisation suprabasale de ces cellules et une perturbation de l’unité épidermique de mélanisation. A l’aide de systèmes de peaux reconstruites in vitro et de souris déficientes en E-CADHÉRINE dans les mélanocytes, nous avons démontré un rôle essentiel de E-CADHÉRINE pour l’adhésion des mélanocytes à la lame basale de l’épiderme en présence de stress mécanique et oxydatif, deux facteurs aggravants de la dépigmentation dans le Vitiligo. Nous proposons que l’altération de E-CADHÉRINE est un événement précoce dans la pathologie du Vitiligo qui reste silencieux jusqu’à ce que des stress mécaniques ou oxydatifs accélèrent la perte des mélanocytes (Wagner et al., 2015).Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés aux rôles des protéines E-CADHÉRINE et β-CATÉNINE dans le développement embryonnaire des mélanocytes. Nous avons examiné la possibilité de générer des mélanoblastes à partir des dérivés des cellules de crêtes neurales qui emprunteraient la voie ventrale de migration et non la voie dorso-latérale classiquement décrite. Nous avons montré que les mélanoblastes produits à partir de la voie ventrale dérivent de cellules précurseurs se spécifiant à E14 en mélanoblastes ou en cellules de Schwann. A l’aide d’un mutant gain de fonction de β-CATÉNINE, nous avons mis en évidence que l’activation de la signalisation de β-CATÉNINE induit la spécification des mélanocytes au détriment des cellules de Schwann. La E-CADHÉRINE n’intervient pas dans la spécification des mélanoblastes issus de la voie ventrale mais est impliquée dans l’expansion des mélanoblastes issus de la voie dorso-latérale au niveau des membres.Ces résultats démontrent un rôle critique de E-CADHÉRINE et β-CATÉNINE dans l’homéostase des mélanocytes dans des conditions de stress et dans la régulation du développement des mélanocytes. / Skin pigmentation results from the synthesis and the distribution of melanin by melanocytes. Melanocytes are neural crest derived cells that produce and transfer melanin to their surrounding keratinocytes. One melanocyte makes contacts with approximately 40 keratinocytes, forming the so-called epidermal melanin unit. Adhesion between melanocytes and keratinocytes is mediated by the adhesive protein E-CADHERIN, which is responsible for the formation of adherens junctions. These junctions are anchored to the cytoskeleton via β-CATENIN. The main function of adhesive proteins is to form cell-cell junctions and to maintain epidermal architecture. β-CATENIN is a central component of the WNT signalling pathway, which is implied in the development of the melanocyte lineage. During this PhD we were interested in the potential roles of E-CADHERIN and β-CATENIN proteins first in melanocyte homeostasis and second in melanocyte development in the mouse limb.In the first part of this PhD project, we studied the role of these proteins in an acquired leuco-derma: the Vitiligo disease. In this disease, depigmented areas appears in the skin due to melano¬cyte loss. One hypothesis for this loss is a defect in adhesive proteins of melanocytes, leading to melanocyte detachment and loss. We examined pigmented skin biopsies of patients with or without Vitiligo and observed that membranous staining of E-CADHERIN and β-CATENIN is absent from, or discontinuously distributed across melanocyte membranes of Vitiligo patients long before clinical lesions appeared. The abnormal distribution of E-CADHERIN correlated with lower melanocyte numbers in the basal epidermal layer and higher melanocyte numbers in the suprabasal layer. Using reconstructed human epidermis and mouse models with defective E-CADHERIN expression in melanocytes, we showed that E-CADHERIN is required for melanocyte adhesiveness to the basal layer under oxidative and mechanical stress. These observations establish a link between pre-clinical, cell-autonomous defects in Vitiligo melanocytes and known environmental stressors accelerating disease onset. Our results implicate a primary predisposing skin defect affecting melanocyte adhesiveness, which under stress conditions, leads to the disappearance of melanocytes and clinical Vitiligo (Wagner et al., 2015).In the second part of this PhD project, we examined the role of these two proteins E-CADHERIN and β-CATENIN in the development of melanoblasts from the ventrally migrating pathway in contrast to the laterally migrating pathway previously described. We observed that ventrally migrating melanoblasts arose from precursors specified at E14 in melanoblasts or Schwann cells. Using a β-CATENIN gain of function mouse model, Tyr::Cre ; bcatΔex3 we observed that β-CATENIN signalling activation induced melanoblast specification at the expense of Schwann cells. We also demonstrated that E-CADHERIN loss in melanocytes (Tyr::Cre ; EcadF/F) decreased dorso-laterally migrating melanoblast expansion in the limb. Taken together, these results point to a critical role for E-CADHERIN and β-CATENIN in maintaining melanocyte homeostasis under stress conditions and regulating melanocyte development.

L'intégrité de l'endothélium vasculaire est dépendante de l'organisation des jonctions adhérentes entre les cellules endothéliales. La VE (Vascular Endothelial)-cadhérine un constituant essentiel de ces jonctions et sa phosphorylation sur tyrosine pourrait être un moyen de régulation de la perméabilité endothéliale. Ce travail de thèse a permis de valider l'existence in vivo de la phosphorylation sur tyrosine de la VE-cadhérine. Nous montrons en effet la très forte induction de cette phosphorylation au cours de l'angiogenèse physiologique dans l'ovaire et l'utérus, par rapport aux tissus quiescents. Pour la première fois, nous rapportons l'association constante de la tyrosine kinase Src à la VE-cadhérine, à la fois in vivo et in vitro. De plus, en accord avec les données de la littérature in vitro, nous confirmons in vivo l'association transitoire du VEGFR2 à la VE-cadhérine dans un contexte angiogénique. Par différentes approches, nous apportons la preuve que la VE-cadhérine est un substrat direct de Src, et que la tyrosine 685 du domaine cytoplasmique est la cible unique de la kinase en réponse au VEGF. Grâce à un test de blessure d'HUVECs, nous montrons l'importance de la phosphorylation par Src de la tyrosine 685 dans la migration des cellules endothéliales induite par le VEGF. Enfin, l'étude de carcinomes mammaires nous as permis de démontrer l'existence d'une forme phosphorylée sur tyrosine de la VE-cadhérine également dans l'angiogenèse tumorale, et son association avec une activité kinase de type Src et PI3K. L'ensemble de ce travail permet de conclure à la phosphorylation par Src de la VEcadhérine sur la Y685 en réponse au VEGF, et suggère que cette phosphorylation représente in vivo la signature d'un endothélium activé.

L'intégrité de l'endothelium vasculaire est maintenue par des structures d'adhérence jonctionelle, notamment les jonctions adhérentes, dont la VE-cadhérine est le constituant majeur. Cette cadhérine est exclusivement exprimée dans les cellules endothéliales et joue un rôle clé au cours de la formation du plexus vasculaire. Les cellules endothéliales expriment également une autre cadhérine : la N-cadhérine. Bien que possédant une forte homologie structurale avec la VE-cadhérine, celle-ci possède une localisation subcellulaire originale pour une cadhérine classique puisqu'elle est localisée de manière diffuse au niveau de la membrane. Dans le développement vasculaire, elle pourrait ainsi permettre le recrutement des cellules murales par l'endothelium conduisant à la stabilisation du vaisseau. Mon travail de thèse a été d'analyser les propriétés différentielles de ces deux cadhérines dans la cellule endothéliale ainsi que le mécanisme d'exclusion jonctionelle de la N-cadhérine. Nous avons montré que la VE- et la N-cadhérine interagissent similairement à l'- et à la -caténine mais à l'inverse, p120 caténine lie préférentiellement la VE-cadhérine. Cette propriété confère à la VE-cadhérine la capacité d'exclure la N-cadhérine de la jonction interendothéliale. D'autre part, nous avons montré qu'une petite proportion de la VE-cadhérine est enchâssée dans des microdomaines riches en cholestérol : les radeaux lipidiques, à laquelle p120 est très fortement associée. Cette fraction pourrait représenter un pool de VE-cadhérine assurant la stabilité de la jonction et le maintien de la force cohésive entre cellules endothéliales. Nous avons également montré dans un modèle de différenciation cellulaire dérivé des cellules ES murines (embryonic stem cell), que l'expression de la VE-cadhérine était nécessaire à l'expression d'autres gènes endothéliaux : PECAM, Flk-1 et Tie-1. La VE-cadhérine exercerait un contrôle transcriptionel de l'expression de ces gènes mais le mécanisme exact de régulation n'a pas pu être décrypté. L'ensemble de ce travail permet donc de montrer un autre visage de la VE-cadhérine dans la biologie de l'endothelium qui serait de réguler des protéines-clé de l'endothelium.

Les travaux réalisés au cours de cette Thèse avaient pour but de caractériser au niveau fonctionnel la protéine FAM110B, identifiée au laboratoire il y a plusieurs années par une méthode de sélection d’éléments génétiques suppresseurs destinée à rechercher de nouveaux gènes impliqués dans la sensibilité à un inhibiteur de Topoisomérase II, la 9-hydroxyéllipticine. Localisée au niveau cytoplasmique et très conservée chez les mammifères, FAM110B est essentielle à la survie comme le montre le blocage en phase S des cellules dans lesquelles son expression est transitoirement diminuée. Sa répression conduit d’ailleurs à l’inhibition de plusieurs voies impliquées dans la prolifération cellulaire comme les voies Wnt, Notch ou TGF-. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent que ce rôle dans la prolifération peut être régulé par l’interaction de FAM110B avec la β-caténine. Cette interaction régule le niveau d’expression de la β-caténine et/ou sa localisation, ce qui a pour conséquence directe de moduler l’expression de ses gènes cibles impliqués dans la prolifération cellulaire. Nous avons également démontré que FAM110B intervient dans les processus de migration cellulaire en régulant directement ou indirectement l’expression de la E-cadhérine par la modulation sélective de l’expression d’un de ses répresseurs, Slug. L’augmentation de l’expression de la E-cadhérine dans des cellules sousexprimant FAM110B est accompagnée d’une diminution de l’expression de la N-cadhérine, un phénomène qui est fréquemment observé lors de la reverse EMT, passage d’un stade mésenchymateux à un stade épithélial au cours duquel, des cellules à caractère invasif et métastatique acquièrent des propriétés adhésives associées à une perte de leur propriétés de migration et d’invasion. Enfin, nous avons pu démontrer que FAM110B est également impliquée dans la sensibilité cellulaire à divers agents anticancéreux. Sa répression induit une sensibilisation à la camptothécine et au cisplatine alors qu’elle confère une résistance aux poisons de tubuline (taxol et vincritine) et aux inhibiteurs de Topoisomérases II par diminution du nombre de complexes de clivage ADN-enzyme associée à une réduction du niveau de Topo2 dont on ne connait pas encore l’origine. L’ensemble de nos résultats confirment l’importance de FAM110B dans la migration et la prolifération cellulaire ainsi que dans la réponse aux stress induits par diverses classes d’agents anticancéreux. De ce fait, FAM110B peut être considérée comme une nouvelle cible potentielle en cancérologie et son inhibition être utilisée pour potentialiser l’action de thérapeutiques existantes tels que les dérivés de la camptothécine ou les dérivés du platine qui sont largement utilisés en clinique. / FAM110B is a new protein that was identified several years ago in our laboratory by a functional screen, the selection of genetic suppressor elements (GSEs), which goal was to identify new genes involved in the cellular sensitivity to the topoisomerase II inhibitor 9-hydroxyellipticine. FAM110B is localized in the cytoplasm and is extremely conserved across mammals. We found that FAM110B is essential for cell survival, as its transient repression induces a blockage in the S phase of the cell cycle. Its repression also induces the inhibition of various pathways involved in the regulation of cell proliferation, such as Wnt, Notch or TGF-. Our results suggest that its role in cell proliferation relies on FAM110B interaction with β-catenin. This interaction regulates β-catenin expression and its subcellular localization, which directly impacts on the expression of its target genes involved in cell proliferation. We have also demonstrated that FAM110B is involved in cell migration by regulating the expression of E-cadherin via the specific modulation of one of its repressors, Slug. Increase in E-cadherin expression in cells with downregulated FAM110B is accompanied by a decrease in N-cadherin expression, a phenomenon which is reminiscent of a reverse EMT i.e. a mesenchymal to epithelial transition which is characterized by a loss of invasiveness and metastatic potential. Finally, we also showed that FAM110B is involved in the regulation of the cellular sensitivity to various anticancer agents. Transient repression of FAM110B sensitizes cells to camptothecin and cisplatin, whereas it confers a resistant phenotype to tubuline poisons (taxol and vincristine) and Top2 inhibitors. This latter effect is accompanied by a reduction in DNA-Topo2 cleavage complexes due to a reduction in Topo2 levels by a mechanism which is not fully elucidated. Together, our results confirm the importance of FAM110B in essential processes such as migration, cell proliferation, and cell response to various stresses induced by chemotherapeutic agents. Therefore, FAM110B can be considered as a new potential target for cancer treatment and its inhibition can also be used to potentiate existing treatments such as camptothecin derivatives and platinum compounds that are widely used in the clinic.

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

Les patients atteints de MICI (maladie de Crohn et recto-colite hémorragique) présentent souvent des lésions des cellules de l'épithélium intestinal. La rémission de ces maladies nécessite à la fois un arrêt de l'inflammation et une migration des entérocytes pour réparer les dommages épithéliaux. Cette migration cellulaire appelée restitution intestinale requiert des adhérences cellule-MEC et cellule-cellule réalisées par les complexes protéiques associés aux intégrines et cadhérines. Le but de cette thèse a été d'étudier l'impact deSaccharomyces boulardii (Sb) sur la réparation de l'épithélium intestinal lésé. Nous avons montré que le surnageant de Sb contenait des facteurs modulant la restitution de l'épithélium intestinal in vivo et in vitro sans affecter la prolifération des cellules épithéliales. Ces effets motogéniques du surnageant de Sb s'exercent via la modulation des molécules d'adhérence. En effet, le surnageant de Sb augmente l'affinité de l'intégrine α2β1 pour son ligand le collagène de type I mais entre en compétition avec les intégrine αvβ5, pour inhiber l'adhérence des entérocytes sur la vitronectine. Ces modifications de l'adhérence avec la matrice extracellulaire entraînent une régulation des voies de signalisation émanant des intégrines et une réorganisation des plaquesd'adhérence. Ces évènements vont accroître la migration des entérocytes. De plus, nos résultats préliminaires portant sur Sb et l'adhérence cellule-cellule durant la restitution intestinale ont montré une implication de la E-cadhérine dans la migration induite par Sb. / Intestinal epithelial cell damage is frequently seen in IBD patients with ulcerative colitis or Crohn's disease. The remission of these diseases requires both the cessation of inflammation and the migration of enterocytes torepair the damaged epithelium. Adhesions with the ECM and the adjacent cells using complex of proteins associated with integrins and cadherins are necessary for this cell migration called intestinal restitution. Theaim of this thesis was to study the effect of S.boulardii on the resealing of a wound in intestinal epithelia. First of all, we demonstrated that the supernatant of S.boulardii contains factors that modulate intestinal epithelial cell restitution both in vitro and in vivo without affecting cell proliferation. We showed that the motogenic factors of S.boulardii act by modulating adhesion molecules. Indeed, the supernatant of S.boulardii increase the the affinity between 21 and it ligand the collagen type I, but also compete with integrin v5 to block theadhesion of enterocytes on vitronectin. These modifications of adhesion on extracellular matrix lead to aregulation of signaling pathway mediated by integrins, and a reorganization of focal adhesions. These eventscontribute to an increase of the migration of enterocytes. Add to this, our preliminaries results on S.boulardiiand cell-cell adhesion during intestinal restitution show an involvement of E-cadherin in the migrationS.boulardii-induced. With this work, we have demonstrated that heat-sensitive motogenic factors secreted by S.boulardii can enhance intestinal restitution with a dynamic regulation of adhesion between integrin and the ECM.

Au cours de ma thèse, j’ai étudié la contribution de miR-205 dans le développement du cancer du sein. MiR-205 a été choisi suite à l'analyse comparative de l'expression du miRome entre la lignée « normale » MCF10A et une lignée cancéreuse dérivée MCF10A-CA1a. J’ai démontré que l’expression de miR-205 augmente durant la tumorigenèse tandis que miR-205 est non détectable dans la lignée cellulaire ayant un potentiel métastatique. De plus, j’ai montré que les cellules souches du cancer du sein expriment miR-205, contrairement à la population non souche. En utilisant des cultures de cellules épithéliales 3D, j’ai corrélé la fonction tumorigène de miR-205 à la répression de l'apoptose et non à une prolifération accrue. De plus, le niveau d'expression de la E-Cadhérine dépend de la quantité de miR-205 dans les différentes lignées cellulaires de MCF10A. Les études de perte de fonction suggèrent que la E-Cadhérine est impliquée dans le phénotype acini miR-205-Dépendant, en corrélation avec la transformation de cellules épithéliales du sein. L’ensemble de ces résultats met en lumière la complexité et la duplicité des miRNA durant le processus de cancérisation. Ce type d’étude ouvre des perspectives d’utilisation des miRNA dans le cadre des diagnostics et/ou thérapeutiques. / During the time I was working on my thesis, I aimed to understand the role of miR-205 in breast cancer development. MiR-205 was chosen from the comparative analysis of total micro-RNAs expression in non-Transformed and tumorigenic cell lines of the MCF10A breast epithelial cell model. I demonstrated the complexity of miR-205 functions during breast epithelial cell transformation by showing miR-205 overexpression in transformed non-Invasive cell lines and miR-205 down-Regulation in cell line with metastatic potential. Moreover, we demonstrated increased level of miR-205 expression in breast cancer stem cells in comparison with non-Stem cells. Using 3D cultures of breast epithelial cells, I succeeded to correlate the tumorigenic function of miR-205 with its role in modulation of acinar size, and to attribute it to the apoptosis repression but not increased proliferation. Further, I was able to show that miR-205 exercises its oncogenic functions via targeting ZEB1, an inhibitor of E-Cadherin. Indeed, E-Cadherin expression level depends on the amount of miR-205 in different MCF10A cell lines. Downregulating E-Cadherin restored normal acinar morphology in miR-205 expressing cells, consistent with E-Cadherin being involved in the miR-205-Dependent acini phenotype that correlates with tumorigenic breast epithelial cell transformation.

L’angiogenèse, indispensable à la mise en place d’un réseau vasculaire fonctionnel, est au cœur des stratégies thérapeutiques des pathologies ischémiques. L’hypoxie, caractérisant ces tissus ischémiques, est un stimulus majeur de l’angiogenèse, en induisant l’expression de facteurs de croissance tels que le VEGF et de protéines de la matrice extracellulaire endothéliale. Nous avons identifié la protéine ANGPTL4, comme une cible majeure de l’hypoxie et ayant des effets opposés au VEGF sur la perméabilité vasculaire. Le but de cette thèse a consisté en l’analyse du rôle d’ANGPTL4 sur la formation de capillaire et l’organisation des jonctions adhérentes dans un contexte dépendant du VEGF. J’ai démontré que le VEGF stimule la formation d’un dense réseau capillaire 3D alors qu’ANGPTL4 induit la formation de capillaires étroits et peu ramifiés. ANGPTL4 réduit la taille du réseau de capillaire induit par le VEGF en limitant le nombre de bourgeons, de branchements et la largeur des capillaires. ANGPTL4 renforce l’intégrité des capillaires formés en présence de VEGF en préservant des jonctions adhérentes stables. J’ai démontré qu’ANGPTL4 limite les processus de migration 3D et de prolifération induits par le VEGF. L’analyse de la voie de signalisation VEGF/ANGPTL4 a montré une potentialisation par ANGPTL4 de la phosphorylation Y1175 du VEGFR2, impliqué dans l’internalisation de VEGFR2. En conclusion, ce modèle révèle un effet d’ANGPTL4 dépendant du contexte 3D, qui stimule les processus d’angiogenèse en absence de VEGF et qui contrecarre la morphogenèse induite par le VEGF en renforçant l’intégrité des jonctions adhérentes et en régulant la signalisation en aval du VEGFR2. / Angiogenesis, by promoting new functional capillaries, is a main target of therapeutic strategies of ischemic pathologies. Ischemic tissues are characterized by hypoxic environment, which stimulates angiogenesis by inducing expression and secretion of growth factors such as VEGF and by remodeling endothelial extracellular matrix. Our team identified ANGPTL4 as a hypoxia-induced target and characterized its counteracting effect on VEGF-induced vascular permeability. This PhD study therefore aimed to decipher the role of ANGPTL4 on angiogenesis, capillary architecture and adherens junction (VE-cadherin) organization in a VEGF-dependent context. I demonstrated that VEGF induced formation of branched capillaries forming a dense 3D network while ANGPTL4 enhanced the formation of unbranched and tight capillaries. Remarkably, ANGPTL4 reduces VEGF-induced angiogenesis, by limiting branching and widening of the capillaries. Furthermore, ANGPTL4 regulates the local VE-cadherin patterning during the sprouting process by maintaining lateral linear structures and limiting the VEGF-induced formations involved in the migratory capacities. I demonstrated that ANGPTL4 limited VEGF-induced 3D endothelial cell migration and proliferation. Analysis of VEGF/ANGPTL4 signaling pathway pointed out that ANGPTL4 enhanced phosphorylation of Y1175 VEGFR2, known to enhance internalization of VEGFR2. In conclusion, this study modeled the 3D context-dependent effect of ANGPTL4 that stimulates angiogenesis in absence of VEGF whereas it counteracts VEGF-induced endothelial morphogenesis by regulating VEGFR2 trafficking and strengthening adherens junctions.