La régulation transcriptionnelle des gènes constitue une étape clef de la biologie cellulaire. Parmi les mécanismes impliqués dans la répression génique, les modifications épigénétiques jouent un rôle fondamental. Deux machineries épigénétiques, la méthylation de l’ADN et les protéines du groupe Polycomb, établissent des profils moléculaires qui permettent de distinguer les formes active et inactive de la chromatine. L’établissement et la maintenance de la répression épigénétique des gènes interviennent dans de nombreux processus liés au développement tant biologiques (inactivation du chromosome X chez les mammifères femelles, empreinte génomique ou encore l’expression de gènes tissus-spécifiques) que pathologiques (cancers). <p><p>Au cours de notre thèse de doctorat, nous nous sommes attachés à l’étude des mécanismes par lesquels la méthylation de l’ADN est ciblée en des régions génomiques précises et participe à la répression de l’expression des gènes. La méthylation de l’ADN est catalysée par des enzymes, appelées méthyltransférases de l’ADN (DNMTs), qui transfèrent des résidus méthyls sur les cytosines. Cette modification chimique covalente constitue un niveau de contrôle transcriptionnel important :il existe une corrélation entre méthylation de l’ADN et répression de l’expression génique au niveau de sites génomiques spécifiques. En outre, il semble de plus en plus clair qu’une méthylation aberrante de l’ADN participe au processus de cancérogenèse. A l’heure actuelle, les mécanismes moléculaires par lesquels la méthylation contribue au développement, à la différenciation et à la répression génique restent peu connus. Les données de la littérature suggèrent l’existence d’un lien étroit entre la méthylation de l’ADN et la structure de la chromatine. Celle-ci est notamment régulée par des modifications post-traductionnelles des histones. Il apparaît de plus en plus évident que la méthylation de l’ADN et les modifications des histones prennent part à une «boucle de répression» assurant le maintien et la propagation d’états épigénétiques répressifs. L’étude des mécanismes de la répression médiée par les DNMTs s’avère donc étroitement liée à celle de la structure de la chromatine.<p><p>Dans ce contexte, notre travail de thèse est basé sur l’hypothèse selon laquelle les deux principaux systèmes épigénétiques, la méthylation de l’ADN et les protéines Polycomb, agiraient de concert. Les protéines Polycomb participent au système de mémoire cellulaire, régulent l’expression et la différenciation, agissent sous forme de complexes multimériques associés à la chromatine et interviennent dans le contrôle de la prolifération cellulaire. Au cours de notre travail, nous nous sommes particulièrement intéressé à la protéine Polycomb EZH2 (Enhancer of Zeste) parce qu’elle possède une activité méthyltransférase d’histone sur les 27 de l’histone H3, impliquée dans la répression transcriptionnelle. <p><p>Dans un premier temps, nous avons mis en évidence un lien mécanistique entre les deux machineries épigénétiques principales, méthylation de l’ADN et protéines du groupe Polycomb. Nous avons montré qu’EZH2 interagit in vivo avec les DNMTs et purifie une activité méthyltransférase de l’ADN in vitro. Des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine indiquent que les DNMTs fixent les régions promotrices de gènes cibles de EZH2 et que cette liaison est dépendante de la présence d’EZH2. Par ailleurs, l’analyse des promoteurs cibles d’EZH2 par séquençage au bisulfite suggère qu’EZH2 semble également requise pour la méthylation de l’ADN de ces séquences. Nos résultats permettent l’ébauche d’un modèle où EZH2 agit comme une plateforme de recrutement pour les DNMTs (Viré et al. Nature 2006).<p><p>Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons investigué le rôle de MeCP2 dans ce modèle. MeCP2 est une protéine à domaine MBD (methyl-binding domain) qui se fixe sélectivement aux cytosines méthylées. Le recrutement de MeCP2 représente un mécanisme majeur par lequel la méthylation de l’ADN réprime la transcription. Nos données montrent que MeCP2 interagit avec EZH2 in vitro et in vivo et que ces protéines fixent des régions promotrices communes. De plus, le niveau de méthylation des cytosines semble prérequis à la présence d’EZH2. Ce travail suggère que MeCP2 puisse recruter EZH2 à la chromatine et renforcer un état réprimé de la chromatine en agissant comme un pont entre deux modifications épigénétiques essentielles, la méthylation de l’ADN et les proteins Polycomb (Viré et al. soumis). <p>En conclusion, notre travail de doctorat devrait permettre un meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de l’épigénétique et plus particulièrement de cerner comment la méthylation de l’ADN est intimement connectée au remodelage de la chromatine, participe à la répression transcriptionnelle, est spécifiquement ciblée au sein du génome et contribue au développement et à la cancérogenèse.<p><p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le TGFβ (Transforming Growth Factor-β) est une cytokine ayant de nombreusesfonctions au cours de la vie embryonnaire et de la vie adulte. Au cours de la cancérogenèse,le TGFβ a un effet anti-tumoral sur les épithelia sains ou immortalisés, et acquière despropriétés facilitant la progression tumorale des épithélia transformés. Afin d’étudier cettedualité fonctionnelle du TGFβ, nous avons choisi comme modèle d’étude l’adénocarcinomedu pancréas, une tumeur de très mauvais pronostic, qui représente la cinquième cause demortalité par cancer dans les pays développés. Les cancers du pancréas, dans leur grandemajorité, présentent des mutations activatrices de l’oncogène Kras, sécrètent de grandequantités de TGFβ et présentent des mutations inactivatrices au niveau de gènes régulateursde la voie du TGFβ. L’objectif général de mes travaux de thèse était de comprendre le rôle duTGFβ au cours des différentes phases de la cancérogenèse pancréatique grâce à l'utilisationde souris génétiquement modifiées. Tout d’abord, nous avons montré que l’activation cibléede la voie du TGFβ dans le pancréas coopérait avec l’oncogène Kras afin d’induire unepancréatite, une inflammation du pancréas favorisant le développement tumoral. Nous avonségalement démontré le rôle suppresseur de tumeur de TIF1γ, une protéine dont la fonction estméconnue mais qui a été proposée pour réguler la voie du TGFβ. En conclusion, mes travauxont tout d’abord contribué à une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine del’inflammation du pancréas. Ceci ouvre de nouvelles perspectives de traitement visant àinactiver le programme pro-inflammatoire du TGFβ et ainsi d’inhiber l’effet pro-tumoral dela pancréatite. D’autre part, mes travaux ont permis de mettre en évidence une nouvelle voiesuppresseur de tumeur dans le pancréas. La caractérisation des programmes anti-tumorauxmis en jeu par TIF1γ devrait permettre de définir de nouvelles stratégies thérapeutiques. / The TGFβ (Transforming Growth Factor-β) belongs to a wide family of cytokinesinvolved in numerous functions during embryogenesis and adult life. During tumorigenesis,TGFβ is considered as a double-edge-sword preventing tumor initiation in normal orimmortalized epithelia but, in contrast, facilitating tumor progression in transformedepithelia. We have studied this dual functionality of TGFβ in Pancreatic DuctalAdenocarcinoma (PDAC), a devastating disease representing the fifth leading-cause ofrelated-cancer death in industrialized countries. Most of pancreatic cancers present activatingKras oncogene mutations, high expression level of secreted TGFβ and inactivating mutationsof affecting major mediators of the TGFβ signaling. The main objective of my thesis was tounderstand the role of TGFβ during pancreatic tumorigenesis using genetically modifiedmouse models, then mimicking the human disease. First, we showed that targeted activationof TGFβ signaling in the pancreas could cooperate with Kras oncogene to induce pancreatitis,an inflammation of the pancreas described as a tumor-promoting environment. Second, wedemonstrated the tumor suppressor role of TIF1γ, a protein recently involved in the TGFβsignaling. In conclusion, this work has contributed to a better understanding of the molecularmechanisms responsible for pancreatitis initiation. Our results open new therapeuticsperspectives leading to the inhibition of the TGFβ-mediated program of thus inhibiting prooncogeniceffect of pancreatitis. Moreover, we defined a new tumor suppressor pathwayactivated in the pancreas. The molecular characterization of programs engaged by TIF1γcould allow defining new therapeutic strategies.

Les infections génitales par les virus du papillome humains (HPV) sont les infections virales sexuellement transmises, les plus communes chez les femmes en âge de procréer. Il est désormais bien établi que l’infection persistante par les HPV classés «à haut risque» est l’un des facteurs indispensables au développement de lésions précancéreuses et cancéreuses du col de l’utérus. Ces HPV semblent aussi être impliqués dans le développement d’autres cancers de la région ano-génitale et pourraient être également impliqués dans les cancers de la tête et du cou. Durant cette dernière décennie, des études croissantes tendent à établir un rôle étiologique des HPV dans les dysfonctionnements gestationnels. La détection des ADN HPV dans les placentas issus d’avortements spontanés et leur capacité exceptionnelle à se répliquer in vitro dans les cellules trophoblastiques cultivées en monocouche, ont apporté de nouvelles perspectives quant à la possibilité que le placenta pourrait constituer aussi un tropisme naturel des infections par HPV.<p>Six jours après la fécondation et suite à l’accolement du blastocyste à l’épithélium utérin, le trophoblaste s’engage dans des processus actifs de prolifération, d’invasion et de différenciation complexe pour la construction de l’interface physiologique indispensable aux échanges essentiels entre la mère et l’enfant ;le placenta. De façon intéressante, ses propriétés sont similaires à celles de la cellule tumorale maligne. Néanmoins, ses mécanismes sont étroitement régulés dans le trophoblaste, à la fois dans l’espace et le temps, assurant un développement normal à chaque étape de la grossesse.<p>Devant toutes ces données, nous avions émis l’hypothèse que l’expression des protéines précoces E5, E6 et E7 d’HPV de type 16 (de haut risque), pourraient modifier le développement des trophoblastes infectés. Les résultats obtenus durant ce travail de doctorat démontrent que la protéine virale E5, hautement hydrophobe, est cytotoxique et affecte la viabilité du trophoblaste. Cette cytotoxicité est neutralisée, et la viabilité est améliorée, lorsque les oncoprotéines majeures E6 et E7 sont exprimées en présence de la protéine E5. Lorsque toutes les protéines précoces sont exprimées sous le contrôle de leur propre promoteur (LCR), la viabilité est favorisée. Ces observations ont été confirmées dans les cellules cervicales également. Il a été précédemment rapporté que les oncoprotéines E6 et E7 affectaient l’adhésion du trophoblaste aux cellules endométriales. Dans le présent travail, il a été retrouvé que la protéine E5 diminuait elle aussi l’adhésion, non seulement aux cellules endométriales, mais aussi au support de culture cellulaire. Les capacités de migration et d’invasion de la matrice extracellulaire sont augmentées par l’expression de E5 et dans une plus large proportion par l’expression de E6 et E7. Des résultats similaires ont été obtenus lorsque toutes les protéines de la région précoces sont exprimées sous le contrôle de leur propre promoteur (LCR). La diminution de l’expression de la E-cadhérine est considérée comme un marqueur de malignité et de mauvais pronostic pour les cancers. Nous avons démontré que l’expression de E5, E6 ou de E7, inhibait l’expression de la E-cadhérine, reflétant l’impact des oncoprotéines du virus HPV-16 sur la diminution de l’adhésion et l’augmentation du pouvoir invasif des cellules trophoblastiques. L’investigation d’autres marqueurs de malignité et de tolérance immunitaire, l’étude de l’impact du virus HPV-6 (de bas risque) sur la migration et l’invasion des cellules trophoblastiques, et l’étude de la capacité des protéines précoces d’HPV-16 à influencer l’entrée des particules virales, ont fait l’objet de résultats préliminaires, ouvrant de larges perspectives.<p><p><p>Genital Human Papillomavirus (HPV) infections are the most common sexually transmitted infections amongst women on the age of reproduction. It is well established that persistent infection with high-risk HPVs is the necessary factor in the causation of precancerous and cancerous cervical lesions. High-risk HPVs have also been reported to be involved in the causation of head and neck cancers and other anogenital cancers. On this last decade, growing data are attempting to study the potential etiological association of HPV with gestational dysfunctions. The detection of HPV DNA in placentas resulting from spontaneous abortions and the unique ability of multiple HPV types to replicate in vitro in trophoblastic cells cultured in a monolayer system, rise new questions over the HPV tropism. <p>Six days following fertilization and once the apposition of the blastocyst on the uterine wall takes place, the trophoblast, in a very active and complex process, starts to proliferate, invade and to differentiate in order to build a physiological interface; the placenta, from where multiple mother/foetus exchanges occur. Interestingly, the way that the trophoblast behaves is very similar to malignant tumoural cells. However, the trophoblast obeys to strict spatial-temporal regulatory confines, insuring a proper development all along the pregnancy.<p>In regard to these data, we hypothesised that the expression of the high-risk HPV type 16 oncoproteins E5, E6 and E7, might modify the development of the infected trophoblast. During my Ph.D study, I demonstrated that the highly hydrophobic protein E5 is localized in many interne membranes compartments of the transfected trophoblast. E5 affects the viability of transiently and stably transfected trophoblastic cells. E6 and E7, favouring cell growth, neutralised the E5 cytotoxic effect. All HPV-16 early proteins, when expressed under the control of their endogenous promoter (LCR), favoured trophoblastic growth. These observations were also observed in cervical cell lines. In addition, E5 decreased the adhesiveness of trophoblastic cells to the tissue culture plastic and to endometrial cells similarly as previously described for E6 and E7. Cells expressing E6, E7 and in less extend E5 favoured chemotaxic migration and matrigel invasion compared to the cells expressing the LacZ control. These effects were also observed when early proteins were expressed under the control of their own viral promoter (LCR). Interestingly, the E-cadherin was down regulated in trophoblastic cells expressing E5, E6 and E7. In conclusion, HPV-16 early proteins enhanced trophoblastic growth and intensify the malignant phenotype by impairing cell adhesion leading to increased cellular motile and invasive properties. HPV-16 E5 participated, with E6 and E7, in these changes by impairing E-cadherin expression, a hallmark of malignant progression. Additional preliminary results consisting on the investigation of other markers of malignancy and immune tolerance, on studying the impact of the low-risk HPV type 6 early proteins on the migratory and invasive properties of trophoblastic cells and on the study of the ability of HPV-16 to influence the entry of virus particules, allowed to open wide perspectives.<p><p><p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished