La capacité des cellules à sentir les propriétés physiques de leur environnement est un facteur déterminant de l'homéostasie tissulaire. Ainsi, la rigidité de la matrice extracellulaire (forces exogènes) et les tensions du cytosquelette (forces endogènes) coopèrent de manière fonctionnelle modulant les transformations phénotypiques. Les cellules perçoivent et transmettent des forces en développant des structures d'adhérences appelées adhésions focales. Ces adhésions sont composées de protéines transmembranaires, les intégrines, qui font le lien entre le cytosquelette et la matrice extracellulaire.La partie centrale de mon projet de thèse aborde la question du couplage des intégrines b1 et b3 dans la mécanotransduction. Les données actuelles plaident fortement en faveur d'une relation bidirectionnelle entre l'adhésion intégrine-dépendante et les forces mécaniques générées dans ce processus. Les approches génétiques classiques ont souligné le rôle majeur des intégrines b1 et b3 dans mécanosensibilité cellulaire, sans préciser leur contribution relative. Par exemple, la manière dont la modulation de l'expression de l'intégrine b3 affecte la génération des forces de traction cellulaires et la distribution des adhésions intégrines-dépendantes reste à être explorées. Dans ce travail de thèse nous avons montré que les intégrines b1 ont un rôle essentiel dans la génération de forces cellulaires, que les intégrines b1 sont régulées négativement par les intégrines b3 en affectant la distribution spatiale des intégrines b1 à travers leur capacité à lier à la fois la taline et la kindline. Et enfin, nous avons montré que les intégrines b3 régulent temporellement l'activité contractile de la cellule.J'ai également participé à deux autres études dans le cadre de collaborations avec le Pr. Holmgren et le Dr. Debili, au cours desquelles j'ai utilisé la microscopie à traction de forces comme un outil diagnostique afin d'observer l'effet des forces contractiles dans la formation de la lumen aortique et de la formation des plaquettes sanguines. J'ai ainsi pu confirmer que la protéine amotL2, reliant les fibres contractiles aux VE-cadhérines, est impliquée dans la force intercellulaire nécessaire à la formation de la lumen aortique. Et lors d'une deuxième collaboration, j'ai pu montrer que la contractilité des mégacaryocytes, via leur système actomyosine, est nécessaire pour la formation des proplaquettes. / Cell ability to sense mechanical properties of their microenvironment is crucial for tissue homeostasis which means their capacity to maintain mechanical integrity as they are submitted to external forces.Integrins have been highlighted as mechanotransducers able to form micro-scale structures called focal adhesion sites which mechanically link cells to the extracellular matrix by recruiting various adaptors. Both b1 and b3 integrins have been identified as the principal actors of tensional homeostasis. However as the resulting mechanotransduction processes are intrinsically dynamic, the respective and cooperative roles b1 and b3 integrins need to be addressed over time and space.In the present work, coupling time-resolved traction force microscopy and genetics approaches, we investigated the respective role of b1 and b3 integrins in active force generation at the single cell level. Our findings show that b1 integrins has an essential role in generation of cellular traction forces, b1 integrin-generated force is negatively regulated by b3 integrins which impacts the redistribution of b1 integrin containing adhesion through its ability to bind to talin and kindlin, b3 integrin supports min-scale temporal regulation of cellular contractile activity generated by b1 integrin. Finally, cell mechanical equilibrium relies on the ability of cells to maintain a fixed contractile moment.I also participated in two others studies in the framework of collaborations in which I used the traction force microscopy as a diagnostic tool to observe the effect of contractile forces in the formation of the aortic lumen and the formation of proplatelets. I was able to confirm that the protein amotL2 connecting the contractile fibers to VE-cadherin, is involved in intercellular forces necessary for the formation of the aortic lumen. And in a second collaboration, where I found by using traction force microscopy that the contractility of megakaryocytes via its actomyosin system, is necessary for the formation proplatelets.

Slug est un membre de la famille des protéines Snail impliquées au cours du développement dans le contrôle de la forme et la différenciation cellulaire. Nous avons localisé Slug au cours du développement des glandes mammaires de souris dans les cellules qui participent aux mécanismes de croissance. Seule une sous-population de cellules épithéliales mammaires située dans le compartiment basal de la glande exprime Slug. Cette expression est maintenue pendant les différentes étapes du développement de la glande mammaire, de la puberté jusqu'au début de la gestation. Nous avons observé une perte d'expression dans lobules se différenciant en alvéoles sécrétoires, ensuite une re-expression au stade d' involution. La population exprimant Slug est positive pour la cytokératine 5, décrit comme un marqueur des cellules basales et myoépithéliales, également considéré comme un marqueur de cellules souches ou progénitrices, et elle est incluse dans la population CD24 positive et surexprimant le CD49, connue pour contenir les cellules souches de l'épithélium mammaire. Nous avons constaté que canaux epithéliaux des glandes mammaires de souris Slug knock-out envahissent moins le coussinet adipeux mammaire. En outre, Ils montrent un phénotype de branchements latéraux, ce qui suggère une différenciation précoce. Ce phénotype ressemble le phénotype des glandes mammaires de souris Knock-out pour la P-cadhérine. Nous avons également constaté une diminution de l'expression de la P-cadhérine in vivo dans les glandes mammaires des souris SlugLaZ, et in vitro, dans les cellules épithéliales mammaires transfectées avec un siARN ciblant Slug. Ces cellules montrent un retard de migration cellulaire. Ces observations valident à notre hypothèse que le facteur de transcription Slug contrôle la différenciation des cellules épithéliales au cours de la croissance physiologique de la glande mammaire murine. / Slug is a member of the Snail protein family involved during development in the control of cell shape and differentiation. We located Slug during mammary gland development in mouse in cells participating to the growth mechanisms. Only a distinct sub-population of mammary epithelial cells located in the basal compartment was found to express Slug. This expression is maintained during the various stages of mammary gland development, from puberty until the beginning of gestation. We observed a loss of expression in lobules differentiating into secreting alveoli, followed by re-expression at involution stage. The Slug expressing population was positive for Cytokeratin 5, described as a basal and myoepithelial cell marker, also considered as a stem/progenitor marker, and was included into the (CD24+ CD49++) population, known to contain the mammary epithelial progenitor cells. We found that mammary gland from Slug-deprived mice were slower to invade the mammary fat pad. In addition, they displayed increased lateral branching, suggesting precocious differentiation. This phenotype resembles the phenotype of mammary glands of P-cadherin Knock-out mice. We also found that P-cadherin is down regulated in vivo in SlugLaZ mice mammary gland, and in vitro, in mammary epithelial cells transfected with an siRNA targeting Slug. These cells show a delay in migration. These observations lead to our hypothesis that Slug controls an early epithelial cell differentiation stage during mammary gland physiological growth.

Au cours du développement, les cellules sont progressivement séparées dans des territoires distincts délimités par des frontières embryonnaires. La première ségrégation a lieu pendant la gastrulation, quand l’embryon s’organise en trois feuillets embryonnaires, l’ectoderme, le mésoderme et l’endoderme. Les mécanismes moléculaires et cellulaires assurant cette ségrégation n’ont pas encore été élucidés. Au cours de ma thèse, je me suis focalisée sur l’internalisation de l’endoderme chez le poisson-zèbre. À partir de résultats in vitro, il a été suggéré que les progéniteurs de feuillets embryonnaires soient ségrégés par un tri cellulaire passif. En combinant des expériences de transplantation de cellules, une imagerie confocale en temps réel et des analyses fonctionnelles, j’ai montré que l’internalisation des cellules endodermiques est due en réalité à un processus de migration active dépendante de Rac1 et de son effecteur Arp2/3, un régulateur direct de l’actine. De manière surprenante, les cellules endodermiques ne sont pas attirées par leur destination interne, mais semblent plutôt migrer hors de leurs voisines. Ce processus est dépendant de la voie Wnt/PCP et de la N-cadhérine. De plus, la N-cadhérine est suffisante pour induire l’internalisation de cellules ectodermiques, sans modifier leur identité. Dans leur ensemble, ces résultats conduisent à un nouveau modèle de formation des feuillets embryonnaires dans lequel les cellules endodermiques migrent activement hors de l’épiblaste pour atteindre leur position interne dans l’embryon. / During development, cells are progressively separated into distinct territories, delimited by embryonic boundaries. The first segregation event occurs during gastrulation, when the embryo is organised in three germ-layers, the ectoderm, the mesoderm and the endoderm. The molecular and cellular mechanisms ensuring this segregation have not yet been elucidated. During my PhD thesis, I have focused on the endoderm internalisation in the zebrafish embryo. Based on in vitro results, it has been suggested that germ-layer progenitors would be segregated by a passive cell sorting. Combining cell transplantation, live confocal microscopy and functional analyses, I have shown that endodermal cell internalisation actually results from an active migration process dependent on Rac1 and its effector Arp2/3, a direct regulator of actin. Strikingly, endodermal cells are not attracted to their internal destination but rather appear to migrate out of their neighbouring cells. This process is dependent on the Wnt/PCP pathway and N-cadherin. Furthermore, N-cadherin is sufficient to trigger the internalisation of ectodermal cells, without affecting their fate. Overall, these results lead to a new model of germ-layer formation, in which endodermal cells actively migrate out of the epiblast to reach their internal position.

Les synapses se forment selon plusieurs étapes comprenant la synaptogenèse, la maturation et la plasticité synaptique. Les molécules d’adhésion et les récepteurs ionotropiques du glutamate ont des rôles clés dans ces processus. Lors de ma thèse, je me suis intéressée à la dynamique des interactions impliquant deux protéines membranaires, la N-cadhérine et le récepteur NMDA. La N-cadhérine joue un rôle important dans l’induction de la croissance axonale mais les mécanismes moléculaires sous-jacents sont peu connus. Par des approches de vidéo-microscopie et de pinces optiques, j’ai démontré que la transmission directe des forces générées par le flux rétrograde d’actine aux adhésions N-cadhérines, via les caténines, induit l’avancée du cône de croissance. Les récepteurs NMDA synaptiques ont un rôle crucial dans la maturation et la plasticité synaptique, néanmoins, les mécanismes moléculaires régulant la distribution des récepteurs NMDA synaptiques sont peu connus. En combinant le développement de peptides compétiteurs divalents et des approches d’imagerie haute résolution, nous avons étudié la dynamique de surface des récepteurs NMDA endogènes. Mes résultats montrent que l’interaction dynamique entre les protéines d’échafaudage à domaine PDZ et les récepteurs NMDA contenant la sous-unité NR2A régule leur rétention synaptique et leur distribution de surface. Le déplacement des récepteurs NMDA contenant la sous-unité NR2A en dehors des synapses est compensé par une insertion synaptique de récepteurs contenant la sous-unité NR2B, indiquant que l’ancrage synaptique des différents sous-types de récepteurs NMDA est différentiellement régulé. De plus, cette redistribution des récepteurs NMDA affecte la maturation et la plasticité synaptique. L’ensemble de ces résultats révèle une régulation rapide et spécifique des récepteurs NMDA synaptiques par les protéines à domaine PDZ suggérant un rôle de l’organisation de la densité postsynaptique dans la stabilisation synaptique des récepteurs et les processus adaptatifs. / The formation of synapses follows different steps including synaptogenesis, maturation and plasticity. Adhesion molecules and ionotropic receptors play key roles in these processes. During my thesis, I have been interested in the dynamics of the interactions mediated by two membrane proteins, N-cadherin and the NMDA receptor N-cadherin plays important roles in axon outgrowth, but the molecular mechanisms underlying this effect are mostly unknown. Using live imaging and optical trapping, I demonstrated that the direct transmission of actin-based traction forces to N-cadherin adhesions, through catenin partners, drives growth cone advance. Synaptic NMDA receptors (NMDARs) play key roles during synaptic refinement and plasticity, however the molecular mechanisms that govern the distribution of the synaptic surface NMDARs are largely unknown. We investigated the dynamics of endogenous NMDARs using high-resolution single particle imaging and a newly-developed biomimetic divalent competing ligand. My results show that the dynamic interaction between PDZ domain-containing scaffold proteins and NR2A-NMDARs regulates their synaptic retention and surface distribution. Interestingly, a rapid displacement of NR2A-NMDARs out of synapses is paralleled by a compensatory increase in NR2B-NMDARs, providing functional evidence that the sites of synaptic anchoring of native surface NR2-NMDARs are different. Furthermore, such redistribution of surface NR2-NMDARs strongly impairs synaptic maturation and plasticity. Together, these data reveal a rapid and specific regulation of surface NR2-NMDARs by PDZ domain-containing scaffolds in synapses, supporting a role of the postsynaptic density architecture in regulating specific NR2-NMDAR retention and synaptic adaptation.

La protéine kinase D1, PKD1, est une sérine/thréonine kinase activée par de nombreux facteurs mitogènes. Les études, menées jusqu’à présent sur les fonctions de PKD1, ont montré qu’elle semble jouer un rôle dans la régulation de plusieurs processus biologiques fondamentaux impliqués dans le développement des tumeurs. Cependant, le rôle précis et les cibles de PKD1 restent largement méconnus. Au cours de ce travail, nous avons tout d’abord démontré que l’inhibition de PKD1 dans les cellules de mélanome inhibe la croissance et la motilité cellulaire, induit l’expression de la E-cadhérine et une diminution de la N-cadhérine. D’autre part, nous nous sommes intéressés au rôle des perturbateurs endocriniens dans les cellules tumorales mammaires et avons démontré que PKD1 est une cible des perturbateurs endocriniens (PE). Les PE, tels que le bisphénol A (BPA) et les phtalates, sont des produits chimiques ubiquitaires de notre environnement. Leur rôle dans la croissance tumorale mammaire est bien documenté. Néanmoins, les mécanismes moléculaires précis par lesquels ces molécules agissent demeurent encore inconnus. Au cours de notre travail, nous avons démontré que ces PE induisent de façon dose-dépendante la prolifération des cellules MCF-7 (cellules d’adénocarcinome mammaire) et que ce processus biologique est dépendant de l’expression de PKD1. Ainsi, l’ensemble de ce travail fait apparaître, d’une part, que PKD1 pourrait être une nouvelle cible thérapeutique anti-tumorale potentielle dans le mélanome et que, d'autre part, PKD1est une cible moléculaire de certains PE dans le cancer du sein. / Protein kinase D1, PKD1, is a serine/threonine kinase which can be activated by mitogens and that regulates various functions involved in the development of tumors. However, its precise role and targets are still unclear. Our study demonstrates that PKD1 inhibition in melanoma cells decreased cell growth and motility, and reversed the E- to N-cadherin switch. On the other hand, we examined the role of endocrine disruptors (EDs) in breast cancer cells and identified PKD1 as a target of these compounds. EDs, such as bisphenol A (BPA) and phthalates, have been found molecular mechanisms are still ubiquitously throughout our environment. Their role in breast tumor growth has been well documented. However, their precisemolecular mechanisms are still unknown. Our study demonstrates that EDs induce dose-dependently MCF-7 cell growth and that this biological process is dependent upon PKD1expression. Thus, this work may define PKD1 as a novel potential anti-tumor therapeutic target in melanoma and identifies PKD1 as a new molecular target of some EDs in breast cancer cells.

Il est maintenant reconnu qu'un excès ou un manque de tissu adipeux peut avoir un impact négatif sur la reproduction porcine. Ainsi, une faible adiposité résulte en une augmentation du temps requis pour le premier oestrus, une diminution des tailles de portées et une augmentation de l'intervalle sevrage-oestrus. Les producteurs de porcs étant payés selon le rendement en maigre des carcasses de porcs envoyés aux abattoirs, la sélection génétique des dernières années a surtout été orientée vers la production de porcs de plus en plus maigres. Cependant, cette réduction du tissu adipeux a, du même coup, entraîné de nombreux problèmes de reproduction et un taux de réforme des truies de plus en plus élevé. Nous savons aujourd'hui que les cellules adipeuses sont le siège d'une activité métabolique intense et qu'elles sont capables de sécréter une multitude de facteurs vers la circulation sanguine. Parmi ces facteurs, nous retrouvons diverses adipokines telles la leptine et l'adiponectine, lesquelles auraient des effets bénéfiques sur les organes reproducteurs. L'adiponectine est l'adipokine la plus abondamment sécrétée par le tissu adipeux et la présence de ses récepteurs, AdipoR1 et AdipoR2, au niveau des ovaires et de l'utérus de la truie suggère un rôle pour l'adiponectine sur diverses fonctions reproductrices. Dans cette étude, nous avons voulu déterminer l'effet de l'adiponectine recombinante sur l'utérus de la truie en utilisant un modèle in vitro de culture de cellules endométriales primaires. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la modulation de l'expression de cette adipokine et de ses récepteurs pendant le cycle oestral et au début de la gestation. Utilisant la méthode de PCR en temps réel, nous avons tout d'abord confirmé la présence des récepteurs AdipoRl, AdipoR2 et cadhérine 13 dans l'endomètre de la truie et constaté que l'expression de ces gènes est modulée pendant le cycle oestral, étant à son maximum au milieu de la phase lutéale. Nous avons aussi observé une modulation de l'expression de l'adiponectine dans le tissu adipeux sous-cutané, avec un transcrit plus abondant chez les truies hypo-prolifiques (? 10 porcelets par portée) et les truies cycliques, comparativement aux truies hyper-prolifiques (? 15 porcelets par portée) et gestantes (jour 15 de la gestation), respectivement. Dans l'endomètre, le récepteur AdipoR2 est plus fortement exprimé chez la truie gestante que chez la cyclique, alors qu'il est plus élevé chez les truies hypo-prolifiques que chez les hyper-prolifiques. Chez l'embryon de 15 jours, le profil inverse est observé, avec une quantité plus élevée de transcrits observée pour les récepteurs AdipoRl et AdipoR2 chez les embryons issus des truies hyper-prolifiques. Bien que l'expression de la cadhérine 13 soit modulée pendant le cycle oestral, la gestation (cyclique vs gestante) et la prolificité (hyper- vs hypo-prolifique) ne présentent aucun effet significatif sur son expression. Finalement, l'utilisation de culture de cellules stromales endométriales primaires traitées à l'adiponectine recombinante a révélé une augmentation de l'expression en ARN messager des gènes de la prostaglandine synthétase 2 (PTGS2) et du facteur de croissance endothéliale vasculaire (VEGF), deux gènes ayant un rôle clé en début de gestation pour la survie embryonnaire. De plus, cette modulation de l'expression génique serait médiée par l'activation des voies de signalisation de la MAPK-ERK1/2 et de la kinase activée par l'AMP (AMPK). Collectivement, ces résultats suggèrent une implication directe de l'adiponectine sur les cellules endométriales porcines et dans les processus de reproduction chez la truie, autant pendant le cycle oestral qu'en début de gestation. De plus, nos résultats identifient l'adiponectine comme un régulateur potentiel des adaptations métaboliques se produisant en début de gestation.

Les ADAMs forment une sous-famille d'enzymes appelées "métalloprotéases". Elles sont impliquées dans de nombreux processus aussi bien physiologiques que pathologiques de par leur capacité à cliver un certain nombre de substrats tels que des facteurs de croissance, des cytokines ou des protéines d'adhérence. Malgré de nombreuses études sur l'activité des ADAMs, on ne connaît que très peu d'éléments de leur régulation.Les tétraspanines constituent une super-famille de protéines membranaires ayant en commun une structure particulière. Elles sont impliquées dans un grand nombre de processus biologiques fondamentaux tels que la migration, les interactions intercellulaires, la réponse immunitaire, la fusion des gamètes... Les tétraspanines interagissent non seulement entre elles mais aussi avec un certain nombre de partenaires protéiques à la membrane plasmique, formant ainsi un réseau multi-moléculaire appelé " réseau de tétraspanines " ou " tetraspanin web ". Les travaux précédents de notre laboratoire ont montré que la métalloprotéase ADAM10 est associée au réseau de tétraspanines. Cependant, la tétraspanine en association directe avec ADAM10 permettant à cette dernière d'être incluse dans le réseau n'avait jusqu'ici pas été identifiée.Tout d'abord, afin d'établir un modèle permettant une mesure de la modulation de l'activité d'ADAM10 par les tétraspanines, nous avons démontré que l'engagement des tétraspanines par des anticorps monoclonaux augmente le clivage d'E-cadhérine par ADAM10. De plus, l'activation d'un récepteur muscarinique à l'acétylcholine permet aussi une augmentation du clivage d'E-cadhérine mais de manière ADAM17-dépendante cette fois. La transactivation de l'EGFR n'est pas impliquée dans la régulation muscarinique du clivage de l'E-cadhérine alors que l'activation directe de l'EGFR par un de ses ligands conduit, elle, à une stimulation de ce clivage.Revenant à notre quête initiale des conséquences de l'interaction entre ADAM10 et les tétraspanines, nous avons démontré que la métalloprotéase ADAM10 interagit avec l'ensemble des membres de la sous-famille de tétraspanines à 8 cystéines " TspanC8 " regroupant Tspan5, Tspan17, Tspan14, Tspan15, Tspan10 et Tspan33. Ces interactions ainsi que l'expression relative de chacun des membres des TspanC8s influent sur la sortie d'ADAM10 du réticulum endoplasmique. ADAM10 et son interaction avec les TspanC8s sont conservées dans l'Evolution et jouent un rôle dans la régulation de la voie de signalisation Notch. Lorsque nous avons examiné plus en détail l'interaction entre la tétraspanine Tspan5 et ADAM10, nous avons découvert qu'elle avait un effet négatif sur les expressions membranaires et totales d'ADAM10. De plus, cette interaction semble impliquée dans la prolifération de la lignée cellulaire PC3 dérivée de cancer de la prostate. En effet, la surexpression de Tspan5 cause une croissance diminuée de cette lignée. Cette inhibition semble due à un ou plusieurs facteurs solubles qui pourraient être sécrétés moins efficacement par les cellules surexprimant Tspan5 que par leurs homologues sauvages. Egalement, de manière inattendue, les cellules PC3 surexprimant Tspan5 sont totalement insensibles aux drogues ciblant le récepteur à tyrosine-kinase EGFR alors que la croissance des PC3 sauvages est très réduite après de tels traitements. Ceci impliquant donc que la croissance de ces dernières est au moins partiellement dépendante de la signalisation EGFR. Enfin, nous montrons qu'un autre récepteur à tyrosine-kinase appelé EphA2 pourrait avoir un rôle important dans la régulation de la dépendance à la signalisation EGFR des cellules PC3.

La morphogenèse de la glande mammaire résulte de la coordination de différentes voies, incluant l'apoptose, la prolifération, la différenciation et la dynamique des cellules souches/progénitrices. La transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT) semble être impliquée dans ces voies de signalisation. Ainsi, nous nous sommes concentrés sur le facteur de transcription Slug, un gène clé régulant l'EMT, et son implication dans la morphogenèse de la glande mammaire. Dans un premier temps, en utilisant un modèle de souris transgéniques Slug-Lacz, nous avons localisé Slug dans une sous-population couvrant 10 à 20% des cellules basales du tubule et des cap cells du bourgeons terminal, coexprimant les marqueurs P-cadhérine, CK5, CD49f. Ensuite, nous avons montré par des expériences in vitro de perte et de gain de fonction, que Slug régulait la différenciation et la prolifération des cellules épithéliales mammaires. De plus, nous avons trouvé que Slug inhibait l'apoptose, promouvait la motilité cellulaire, et permettait l'émergence et la croissance de mammosphères clonales. Ce dernier point montre l'implication de Slug dans les cellules souches, qui est renforcé par le fait que des cellules primaires déficientes pour Slug étaient incapables de donner des mammosphères secondaires. Par ailleurs, nous avons pu observer in vivo que les souris déficientes pour Slug présentaient un retard de développement de la glande mammaire, possédant moins de cellules en prolifération, et une surexpression des marqueurs des cellules luminale CK8/18, GATA3 et ER. D'autres gènes régulant l'EMT sont retrouvés surexprimés, suggérant un mécanisme de compensation, qui peut expliquer le fait que le retard de développement de la glande mammaire est rattrapé à l'âge adulte. Les glandes mammaires Slug-knockout présentaient également des branchements excessifs, évoquant une différenciation précoce, similaire aux glandes mammaires de souris déficientes pour la P-cadhérine, exprimée dans les cellules basales. Sachant cela, nous avons constaté que la P-cadhérine était diminuée dans les glandes mammaires Slug-knockout, et dans les cellules CommaDβ traitées par siRNA ciblant Slug. Nous avons alors trouvé que Slug se liait directement au promoteur de la P-cadhérine et l'activait, et que cette dernière intervenait dans certains effets fonctionnels de Slug, tels que la croissance de mammosphères, la différenciation et la migration cellulaire. Ainsi, nous avons montré l'importance d'une nouvelle voie de signalisation Slug/P-cadhérine dans les capacités souches/progénitrices des cellules épithéliales mammaires, intégrant la différenciation et la motilité cellulaire, et nous avons maintenant une meilleure compréhension de son rôle dans l'agressivité de certains cancers du sein. / Mammary gland morphogenesis results from the coordination of different pathways, including apoptosis, proliferation, differentiation, and stem/progenitor cell dynamics. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) appears to be involved in these signalling pathways. Thus, we focused on transcription factor Slug, a key gene regulating EMT, and its involvement in mammary gland morphogenesis. First, using a Slug–LacZ transgenic mice model, we located Slug in a subpopulation covering about 10–20% basal duct cells and cap cells of terminal end bud, coexpressed with basal markers P-cadherin, CK5 and CD49f. Then, we have shown by in vitro experiments of loss and gain of function that Slug regulated the differentiation and proliferation of mammary epithelial cells. Moreover, we found that Slug inhibited apoptosis, promoted cell motility, and allowed the emergence and growth of clonal mammospheres. This last point shows the involvement of Slug in stem cells, which is reinforced by the fact that primary cells deficient for Slug were unable to give secondary mammospheres. Furthermore, we observed in vivo that mice deficient for Slug showed delayed development of the mammary gland, with less proliferating cells, and overexpression of markers of luminal cells CK8/18, GATA3 and ER. Other genes regulating EMT are found overexpressed, suggesting a compensatory mechanism, which can explain the fact that the delayed development of the mammary gland is caught up in adulthood. The Slug-knockout mammary glands also showed overbranching, evoking an early differentiation, similar to the mammary glands of mice deficient in P-cadherin, expressed in the basal cells. Knowing this, we found that P-cadherin was decreased in Slug-knockout mammary glands, and in CommaDβ cells treated with siRNA targeting Slug. We then found that Slug binds directly to the promoter of the P-cadherin and activated it, and that P-cadherin was involved in some functional effects of Slug, such as mammospheres growth, differentiation and cell migration. Thus, we have shown the importance of a new signalling pathway Slug/P-cadherin in the capacity of mammary epithelial stem/progenitor cells, integrating differentiation and cell motility, and we now have a better understanding of its role in the aggressiveness of some breast cancers.

Les contacts cellulaires sont formés par l'association et la clusterisation des molécules d'adhésion, qui agissent comme des unités d'organisation et de signalisation, garantissant la cohérence et la plasticité des tissus. Bien que les détails moléculaires des complexes d'adhésion soient bien caractérisés, la façon dont ces unités d'adhérence supramoléculaires sont organisés et régulées dans les conditions physiologiques est méconnue. Nous avons développé et appliqué la microscopie super-résolue et une analyse quantitative pour caractériser l'organisation nanométrique de la E-cadhérine dans le tissu épithélial de l'embryon de drosophile. Les molécules individuelles de la E-cadhérine sont localisées en 3D avec une précision de 30 et 100 nm dans des directions latérale et axiale, respectivement. Nous avons constaté que la E-cadhérine existe soit sous forme de monomères ou d'oligomères, contenant jusqu'à une centaine de molécules. La distribution de taille des clusters suit une loi de puissance (sans taille caractéristique). L'analyse de la répartition de clusters à différentes étapes de la morphogénèse indique que l'état d'agrégation est dicté par la concentration de la E-cadhérine aux jonctions. Pour tenter de déterminer comment la clusterisation de la E-cadhérine est régulée, nous avons perturbé l'endocytose et l'ancrage de la E-cadhérine à l'actine, et analysé l'état de clusterisation. / Cell-cell contacts form through binding and clustering of adhesion molecules, which act as organizational and signaling units and ensure coherence and plasticity of tissues. While the molecular details of adhesion complexes are well characterized, little is known about how these supramolecular adhesion units are organized and regulated in physiological conditions. We developed and applied superresolution microscopy and quantitative analysis to characterize the nanoscale organization of E-cadherin clusters in the early epithelial tissue of Drosophilaembryos. E-cadherin molecules at adherens junctions were localized in 3D with precision of 30 and 100 nm in lateral and axial directions, respectively. We found that E-cadherin exists either as monomers or oligomeric clusters, containing up to one hundred molecules. The cluster size distribution follows a power law - referred as scale free with no characteristic size. Analysis of clustering distribution at different stages of tissue morphogenesis indicates that the state of aggregation is dictated by the junctional concentration of E-cadherin. In an attempt to determine how E-cadherin clustering might be regulated, we perturbed endocytosis and anchoring of E-cadherin to actin, and analyzed the state of E-cadherin clustering. While blocking dynamin-dependent endocytic pathways yields increases of junctional E-cadherin concentration and promotes macroscopic aggregates, RNAi knockdown of α-catenin and Par-3 reduces E-cadherin concentration and changes significantly the organization of E-cadherin.

La fonction de barrière de l'endothélium vasculaire est affectée par des modifications de la cadhérine des cellules endothéliales (VE-cadhérine) telles que la phosphorylation sur tyrosine dans son domaine cytoplasmique et le clivage de son domaine extracellulaire (sVE). Ce travail s'est articulé en deux parties : 1- Etude de ces modifications dans le contexte de la polyarthrite rhumatoïde (PR), et les mécanismes sous-tendus. Ce travail a permis de montrer que la VE-cadhérine est une cible du TNFα, une cytokine essentielle dans la PR, qui induit de la libération de sVE de façon dépendante de l'activité kinase de Src, suggérant l'implication d'un mécanisme de phosphorylation sur tyrosine dans ce processus. De plus, la VE-cadhérine est aussi la cible des protéases de la matrice extracellulaire telles que MMP-2. L'application de ces données fondamentales à la clinique a permis de montrer que sVE était retrouvée dans le sang de patients PR (n=63) et que son taux était corrélé à l'activité de la maladie. Ainsi, le dosage de sVE est d'intérêt dans la prise en charge des patients. 2-Etude de la phosphorylation de la VE-cadhérine dans un contexte d'angiogenèse hormono-régulée au cours du cycle ovarien chez la souris. Les résultats ont montré que le site Y685 de la VE-cadhérine est phosphorylé dans l'ovaire et l'utérus de souris de façon régulée pendant le cycle, ce qui permet de proposer ce modèle physiologique pour étudier la phosphorylation de la VE-cadhérine in vivo. L'analyse de souris knock-in Y685F de la VE-cadhérine (VE-Y685F) a montré que l'absence du site confère une perméabilité accrue dans l'ovaire et l'utérus mais aussi dans les petits capillaires de la peau. De plus, dans deux modèles d'induction d'arthrite, les souris VE-Y685F ont présenté un taux de sVE plus élevé que les contrôles. Au total, sVE et la phosphorylation de la VE-cadhérine ont un vaste champ d'application dans le traitement de la PR ainsi que pour le développement de nouvelles thérapies pouvant s'étendre à d'autres pathologies vasculaires. / The vascular endothelium barrier function is influenced by vascular endothelial cadherin (VE-cadherin) modifications such as its cytoplasmic tail tyrosine phosphorylation and its ecto-domain cleavage (sVE). The work reported herein was divided into two parts: 1- Study of VE-cadherin modifications and the mechanisms underlying these ones in the rheumatoid arthritis context. This work demonstrated that VE-cadherin is a target of TNFα, a highly important cytokine in rheumatoid arthritis (RA) pathogenesis. We found TNFα to induce sVE shedding in a Src kinase dependent manner, suggesting the involvement of phosphorylation mechanism in this process. In addition, this VE-cadherin cleavage requires matrix metalloproteinase activities such as that of MMP-2. Applying these fundamental data to clinical study showed that sVE was detected in sera of 63 RA patients and its titer was correlated with the disease activity. This finding suggests an obvious interest for assaying sVE in RA therapies. 2- Study of VE-cadherin tyrosine phosphorylation in a context of hormones-regulated angiogenesis during mouse estrous cycle. The results showed VE-cadherin phosphorylation at Y685 that was regulated along mouse estrous cycle allowing to proposing mouse estrous cycle as a physiological model for studying VE-cadherin phosphorylation in vivo. The analysis of VE-cadherin Y685F knock-in mice (VE-Y685F) showed that these mice exhibit a higher vascular permeability in uterus and ovaries and the skin small capillaries compared to wild-type animals. Moreover, VE-Y685F mice presented higher levels of soluble VE-cadherin compared to wild-type counterparts in two induced arthritis model. Altogether, sVE and VE-cadherin phosphorylation present an array of interests for RA therapies as well as developing new therapeutic tools in RA and other vascular diseases.