Les adénovirus humains (HAdV) provoquent un large spectre de maladies cliniques chez les patients immunodéprimés et immunocompétents et sont également des outils polyvalents pour le transfert de gènes et la vaccination. L’immunité humorale acquise peut être en partie responsable des réactions indésirables envers les vecteurs AdV révélées dans plusieurs essais cliniques de vaccination. De plus, plusieurs protéines de l'hôte comme le facteur X de coagulation de la souris (FX) ou les immunoglobulines de type G se lient aux HAdV et exacerbent la réponse pro-inflammatoire. L’évaluation des risques précliniques se fait souvent chez la souris, même s’il existe plusieurs différences entre les humains et les souris dans l'interaction avec les HAdV. La liaison de FX aux HAdV active une réponse pro-inflammatoire chez la souris par l'intermédiaire des récepteurs Toll-like 4. Dans un autre scénario clinique pertinent, le complexe immun HAdV (IC-HAdV-C5) induit une activation plus forte de l’inflammasome dans les phagocytes humains que l’HAdV-C5 non complexé, mais par un mécanisme inconnu. Dans ce contexte, j’ai participé à deux études. Premièrement, nous avons étudié le rôle potentiel de FX et de TLR4 dans la réponse innée à l ‘HAdV-C5 en utilisant uniquement des cellules et des protéines d’origine humaine. Nous avons constaté qu'il n'y a pas d’activation de la voie de signalisation via TLR4 chez l’homme en présence de FX-HAdV. De plus, le FX n'a pas affecté la forte réponse immunitaire innée induite par IC-HAdV-C5 dans les phagocytes humains. Deuxièmement, nous avons abordé le mécanisme sous-jacent de l'inflammation induite par IC-HAdV-C5. Nous avons démontré que l‘IC-HAdV-C5 induit la formation de l’inflammasome dans les cellules dendritiques dérivées de monocytes et cela dépend de l’échappement endosomal dépendant de la protéine VI et de l'activation des récepteurs cytosoliques de l’inflammasome. Nos résultats nous aident à mieux comprendre les différences entre les tests précliniques réalisés chez la souris et les essais cliniques réalisés chez l'homme. De plus, cela nous permet de mieux comprendre comment l’immunité préexistante façonne la réponse immunitaire innée face aux HAdV, afin d’améliorer le traitement des maladies liées aux HAdV ainsi que l’efficacité des vecteurs HAdV. / Human adenoviruses (HAdV) cause a broad spectrum of clinical diseases in immunocompromised and –competent patients and are also versatile tools for gene transfer and vaccination. Pre-existing humoral immunity may be in part responsible for the adverse responses towards AdV vectors seen in several clinical vaccine trials. Furthermore, a variety of host proteins like mouse coagulation factor X (FX) or immunoglobulin G bind HAdV exacerbate the pro-inflammatory response. Pre-clinical risk assessment is often done in mice, albeit there are multiple differences between human and mice in the interaction with HAdV. The binding of FX to HAdV activates a pro-inflammatory response in mouse via Toll-like receptor 4. In another clinical relevant scenario, immune complexed-HAdV (IC-HAdV-C5) induces more inflammasome activation in human phagocytes than HAdV-C5 alone but by unknown mechanism. In this regard, I participated in two studies. First, we investigated a potential role of FX and TLR4 in the innate response to HAdV-C5 by using only human components. We found that there is no detectable FX-HAdV-TLR4 axis in human and FX did not affect the innate immune response elevated by IC-HAdV-C5 in human phagocytes.Second, we addressed the underlying mechanism of IC-HAdV-C5-induced inflammation. We found that IC-HAdV-C5 induces inflammasome formation in monocyte-derived dendritic cells and this is dependent on pVI-mediated endosomal escape and activation of cytosolic inflammasome sensors. Our findings help us to better understand the differences in preclinical testing in mice and clinical use in humans and how pre-existing immunity shapes the innate immune response to HAdV to improve treatment for HAdV diseases and HAdV vector effectiveness.

Actuellement, le secteur des nanotechnologies est en développement intense. Les nanoparticules de dioxyde de titane et d¿or occupent une part importante de ce secteur, avec des applications utilisant principalement leurs propriétés optiques et catalytiques. Les synergies pouvant exister entre les nanoparticules d¿or et leur support, en particulier via l¿effet plasmon, permettent de modifier la réponse optique de dispositifs catalytiques ou photovoltaïques. Une nouvelle technique polyvalente de mise en forme de film mésoporeux à base de nanoparticules de dioxyde de titane et d¿or a été développée. L¿utilisation de différentes méthodes de synthèse des nanoparticules a permis le contrôle de la morphologie et des propriétés physiques des films déposés par centrifugation. Finalement, l¿adéquation de ces films à leur utilisation en tant qu¿anode de cellules solaires à colorant a été évaluée. / Nanotechnologies represent a fast growing market. Gold and titanium dioxide nanoparticles are an important part of this market, thanks to their optical and catalytic properties. Existing synergies between gold nanoparticles and their substrate, mainly via the plasmonic effect, allow modifying the optical response of catalytic and photovoltaic systems. A new versatile approach is proposed to form mesoporous nanostructures composed of gold and titanium dioxide nanoparticles. The use of various syntheses allowed the formation of nanoparticles leading to a good control upon aggregation morphology and physical properties of centrifuged films. Finally, appropriateness of these films for a use as dye sensitized solar cell anodes was evaluated.

Trois types des ETLs ont été développés et étudiés dans cette travaille comme une photoélectrode dans la cellule solaire à colorant (DSSC). Ils sont composés de (1) deux types de nanoparticules de TiO2-brookite, (2) le composite d'anatase et graphène et (3) la nanoparticule de ZnO qui a nanobâtonnet structure, respectivement. Toutes photoélectrodes sont préparées par le technique « doctor blade ». La morphologie des photoélectrodes ont été caractérisées par microscopie électronique à transmission (MET) et microscopie électronique à balayage (MEB). Les épaisseurs de couche sont mesurées en utilisant la profilométrie. Pour les films caractérisations structurelles, une haute résolution diffractomètre à rayons X a été utilisée. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et micro-Raman ont été effectués pour vérifier la préparation composite TiO2_Gr. Les propriétés des films optiques ont été enregistrées avec un spectrophotomètre équipé d'une sphère d'intégration de techniques. Les performances de cellules ont été obtenues en mesurant les courbes IV des cellules sous illumination calibré. Pour atteindre une compréhension profonde du fonctionnement de la cellule, la spectroscopie d'impédance (IS) technique a été étudiée sur une grande gamme de potentiel appliquée. En faisant est l'étude, la structure électronique, porteurs de charge à vie (tn), le transport / heure de collecte (ttr) et les paramètres de transport d'électrons des couches ont été déterminées. L'étude soin de leurs propriétés a révélé non seulement leurs avantages mais aussi leur limitation. Cette information sera bénéfique comme une considération pour les travaux futurs. / Three kinds of ETL have been developed and studied in this present work as a photoelectrode in DSSC. Those composed of (1) two kinds of TiO2-brookite nanoparticles, (TiO2_B1 and TiO2_B2), (2) the composite of anatase and graphene (TiO2_Gr) and (3) the nanorods like ZnO nanoparticles (ZnO_NR), respectively. All photoelectrode are prepared by doctor blading technique. The morphology of photoelectrodes have been characterized using transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The layer thicknesses were measured using profilometry. For the film structural characterizations, a high-resolution X-ray diffractometer was used. The Fourier transform infrared (FTIR) and micro Raman measurement have been carried out to verify the TiO2_Gr composite preparation. The optical film properties (total transmission and total reflection) were recorded with a spectrophotometer equipped with an integrating sphere techniques. The cell performances were obtained by measuring the I-V curves of the cells under calibrated illumination. To achieve an in-deep understanding of the cell functioning, the impedance spectroscopy (IS) technique has been studied over a large applied potential range. By doing IS study, the electronic structure, charge carrier lifetime (tn), transport/collection time (ttr) and electron transport parameters of the layers have been determined. The carefully study of their properties has revealed not only their advantages but also their limitation. This information will be beneficial as a consideration for the future work.

Le syndrome d’Usher (USH) cause une surdité-cécité chez l’homme. Au moins neuf gènes responsables ont été identifiés. L’origine de l’atteinte auditive a été dévoilée par l’analyse de souris mutantes, mais les causes de la cécité sont encore obscures. Néanmoins, unes des protéines de Usher, la myosine VIIa, a été impliquée dans le transport intracellulaire dans les photorécepteurs. Pour mieux comprendre le rôle dans la rétine, j’ai étudié l’un de ses partenaires, la spectrine βV. Nous avons conclu que cette spectrine, en collaboration avec les protéines USH1, est impliquée dans le trafic cellulaire: elle couple les moteurs (myosine VIIA, kinesine II et le complexe dynéine/dynactine) à leurs cargos en route vers le segment externe des photorécepteurs. La combinaison d’études comparatives dans les cellules ciliées (CC) de l'oreille interne de grenouille et de souris, de tests biochimiques et d’analyses phylogénétiques indique que le transport vers et depuis la surface apicale des cellules est la fonction ancestrale de cette spectrine. Chez les mammifères, une pression évolutive a engendré le recrutement de la spectrine βV à la paroi latérale des CC externes auditives, probablement pour participer à une nouvelle fonction: l’électromotilité. Enfin, j’ai étudié l’origine de la surdité dans le syndrome d’Usher III. Le seul gène causal connu est CLRN1, qui code pour la clarine-1. Nous avons conclu que la clarine-1 est nécessaire à la maturation et le maintien des touffes ciliaires des CC. De plus, la clarine-1 est essentielle pour le regroupement des canaux calciques voltage-dépendants au voisinage immédiat de la machinerie exocytotique de la synapse à ruban des CC internes. / Usher syndrome (USH) causes a combined deafness-blindness in humans. At least nine causative genes are known. While the analysis of USH knockout mice has shed light on the origin of the auditory deficit, the causes of vision loss are still unclear. Nevertheless, USH1B protein, myosin VIIa, appears to contribute to intracellular traffic in photoreceptor cells. To better understand the role of this myosin in the retina, I studied the functions of its interacting partner, spectrin βV. We found that spectrin V, along with USH1 proteins, participates in intracellular transport by coupling motor proteins (myosin VIIa, kinesin II, dynein/dynactin complex) to the cargoes en route towards the outer segment of photoreceptor cells. Evidence from comparative studies in frog and mouse inner ear, biochemical assays and phylogenetic analyses point to cargo trafficking to and from the apical cell region, as the likely ancestral function of this spectrin. Our analyses also suggest that evolutionary pressures in the mammalian lineage drove the recruitment of spectrin βV to the lateral wall of auditory outer hair cells, probably to support a new function: electromotility. Finally, I explored the origin of hearing loss in Usher syndrome of type III (USH3). So far, the only causal gene known is CLRN1, which codes for clarin-1. The comparative characterization of two Clrn1 mouse mutants revealed that clarin-1 is required for the maturation and maintenance of the hair bundle in the hair cells. Moreover, our results indicate that clarin-1 is also essential to cluster the voltage-gated Ca2+ channels in close proximity to the exocytotic machinery of the ribbon synapse of inner hair cells.

SOX17 est un facteur de transcription à motif HMG-box, du sous-groupe SoxF, identifié comme étant un nouveau régulateur du développement oligodendrocytaire. L’expression de SOX17 est maximale au stade oligodendrocyte pré-myélinisant. In vitro, les approches de gain et perte de fonction de Sox17 suggèrent que ce facteur favorise la sortie de cycle et/ou la différenciation des OPCs (Sohn et al., 2006). In vivo, la fonction de SOX17 dans la prolifération et la différenciation des OPCs, restait à déterminer. Afin d’établir le rôle de SOX17 in vivo, nous avons généré un modèle de souris transgénique de surexpression inductible sous le contrôle du promoteur Sox10 (système Tet-On). Après traitement à la doxycycline, la surexpression de Sox17 est effective dans les cellules oligodendrogliales du système nerveux central (SNC) et les dérivés des crêtes neurales du système nerveux périphérique (SNP). Les souris TetSox17;Sox10rtTA/+ présentent un phénotype moteur sévère. Nos données montrent que la surexpression de Sox17 induit un délai de la différenciation des OPCs causant une hypomyélinisation de la moelle épinière. L’analyse de la myélinisation chez les souris KO conditionnel, Cnpase-cre;Sox17flox/flox, révèle que Sox17 n’est pas nécessaire à la myélinisation du SNC. De plus, au sein du SNP, le gain de fonction Sox17 provoque un défaut du processus de radial sorting et un blocage des cellules de Schwann au stade pro-myélinisant, résultant en une inhibition de la myélinisation. Nos résultats indiquent une fonction stade-dépendant de Sox17 sur la progression du lignage oligodendrocytaire et identifie Sox17 comme un nouveau régulateur du développement de la cellule de Schwann. / In the central nervous system (CNS), myelination is timely regulated by oligodendroglial cell lineage progression. During development, the transition from proliferative/migrating oligodendrocyte precursor cells (OPCs) towards myelinating oligodendrocytes occurs through OPC cycle exit and differentiation. The HMG-box transcription factor Sox17 was previously identified as a new regulator of oligodendrocyte development. The expression of Sox17 peaks at the pre-myelinating stage. In vitro gain- and loss-of-function experiments showed that Sox17 promotes OPC cycle exit and differentiation (Sohn et al., 2006). However in vivo, the function of Sox17 in oligodendrocyte development has not been reported. In the present, we generated a transgenic mouse model overexpressing Sox17 in Sox10+ cells, in a doxycycline (DOX)-inducible manner (Tet-ON system). After DOX treatment, gain of Sox17 function was effective in oligodendroglial cells and neural crest derivatives. Interestingly, Sox17-overexpressing mice exhibited severe motor deficits. Our results demonstrated that SOX17 overexpression induces a delay of OPC differentiation, leading to a severe hypomyelination in the developing spinal cord. Furthermore, our analysis of Cnpase-cre;Sox17flox/flox conditional null mice showed that Sox17 is not required for CNS myelination. Remarkably, our data revealed that Sox17 overexpression inhibits PNS myelination, due to defects of radial sorting and inhibition of Schwann cell at the pro-myelinating stage. Altogether, our data provide new insights into stage-specific functions of Sox17 in oligodendroglial cells and identify Sox17 as a potential regulator of Schwann cell development.

L'objectif de ce travail était le développement des nanocomposites d’EVOH/zeolites à base de charges telles que les zéolites pour l’encapsulation des cellules solaires organiques, et l’étude de leur comportement photochimique. Ce travail a porté sur l’étude du mécanisme de photooxydation des copolymères d’EVOH puis sur l'impact des zéolites sur ce mécanisme. Les propriétés fonctionnelles des nanocomposites d’EVOH/zéolites ont été étudiées en prenant en compte le taux de charge et la taille des particules. Les propriétés des copolymères d’EVOH et des nanocomposites d’EVOH/zéolites comme la transparence optique, la morphologie de surface, les propriétés mécaniques et thermiques, et les propriétés d'absorption de l'eau ont été étudiées. Sur la base des résultats obtenus, les meilleurs candidats pour l'encapsulation des cellules solaires organiques ont été proposés. Le mécanisme de photooxydation des copolymères a été proposé, la photostabilité des matériaux et l'impact des zéolites sur le comportement photochimique du polymère ont été étudiés. Le test électrique de calcium et le suivi des performances des cellules solaires organiques encapsulées ont été effectués afin d'évaluer l’efficacité des matériaux étudiés comme candidats potentiels pour une encapsulation efficace et stable des cellules solaires. / The goal of this work was to develop EVOH/zeolite nanocomposites based on inorganic fillers such as zeolites for potential encapsulation of OSCs and to investigate their photochemical behaviour. The research was focused on the photooxidation mechanism of pristine EVOH copolymers and on the impact of the filler addition on this mechanism. EVOH/zeolite nanocomposites functional properties were characterised taking into account different particle sizes and filler contents. Properties of EVOH copolymers and EVOH/zeolites nanocomposites such as optical transparency, surface morphology, mechanical and thermal properties, and water uptake properties were investigated. On the basis of obtained results, the best candidate(s) for encapsulation of organic solar cells has been proposed. The chemical degradation mechanism of pristine polymers has been proposed, the materials photostability and the impact of the zeolite particles on the photochemical behaviour of the polymer have been studied. Electrical calcium test and performance of encapsulated OSCs were carried out in order to evaluate the ability of the studied materials to be used as potential candidates for efficient and stable encapsulation coatings for OSCs applications.

La neuropathie auditive est une forme de surdité caractérisée par une atteinte des cellules ciliées internes (qui détectent les ondes sonores et les transforment en message nerveux) et/ou des neurones afférents primaires (qui véhiculent les messages nerveux jusqu'au noyau cochléaire), associée à une activité normale des cellules ciliées externes (qui amplifient les ondes sonores). AUNA1 est la première neuropathie auditive héréditaire à avoir été décrite. Elle est causée par une mutation ponctuelle située dans le promoteur du gène DIAPH3, résultant en une surexpression de DIAPH3. La protéine DIAPH3, un membre de la famille des formines, est connue pour promouvoir la nucléation et l’élongation des filaments d’actine ainsi que la stabilisation des microtubules. Nous avons étudié les mécanismes d’AUNA1 à partir d’un modèle murin transgénique surexprimant le gène diap3, l’orthologue murin de DIAPH3. Les souris transgéniques développent une surdité dont les caractéristiques sont semblables à celles d’AUNA1. Cette surdité est due à une perte d’activité des cellules ciliées internes. L’activité synaptique et les courants potassiques de ces cellules ne sont pas altérés. En revanche, la microscopie électronique révèle une fusion des stéréocils (expansions cytoplasmiques qui permettent la détection des ondes sonores) et une déformation de la plaque cuticulaire (plateforme qui assure l’ancrage des stéréocils). Par la technique d’immunomarquage, nous avons mis en évidence une invasion de la plaque cuticulaire par des microtubules. Enfin, nous avons démontré que la protéine Diap3 est localisée dans la plaque cuticulaire des cellules ciliées internes, suggérant ainsi que la surexpression de diap3 provoque un remodelage du réseau de microtubule des cellules ciliées internes, à l’origine de la surdité AUNA1. / Auditory neuropathy is a type of deafness characterized by an alteration of the inner hair cells (which detect the acoustic waves and transform them into neural messages) and/or of the primary afferent neurons (which conduct the neural messages to the cochlear nucleus), associated with a normal activity of the outer hair cells (which amplify the acoustic waves).AUNA1 is the first hereditary auditory neuropathy which has been described. It is caused by a point mutation in the promoter of the DIAPH3 gene, resulting in an overexpression of DIAPH3. The DIAPH3 protein, a formin family member, is known to promote the actin filament nucleation and elongation and to stabilize the microtubules.We studied the AUNA1 mechanisms using a transgenic mouse model which overexpresses the diap3 gene, the mouse homologue of DIAPH3. Transgenic mice develop a deafness whose characteristics are similar to the ones of AUNA1. The hearing loss is due to a defect in the inner hair cell activity. The synaptic activity and the potassium currents of these cells are not altered. However, electron microscopy reveals a fusion of the stereocilia (cytoplasmic expansions which detect the acoustic waves) and a disruption of the cuticular plate (plateform which maintains stereocilia). By immunolabeling, we showed an invasion of the cuticular plate by microtubules. Eventually, we demonstrated that Diap3 is located in the inner hair cell cuticular plate, suggesting that the overexpression of diap3 provokes a remodeling of the inner hair cell microtubule network, underlying the AUNA1 deafness.

Le muscle strié squelettique dispose de la capacité de régénérer à la suite d’un dommage, qu’il soit traumatique, chimique, pathologique ou encore associé à l’exercice. La régénération musculaire est un phénomène complexe faisant appel à de nombreux types cellulaires tels que les cellules souches musculaires, les cellules vasculaires ou encore les cellules immunitaires. Parmi ces cellules immunitaires, les macrophages jouent un rôle majeur, en sécrétant des facteurs trophiques notamment. En effet, en fonction de leur état d’activation, pro ou anti-inflammatoire, les macrophages exercent des effets distincts sur le comportement des cellules souches musculaires et la restauration du tissu musculaire. Parmi les régulateurs des macrophages et des cellules souches musculaires émergent les espèces réactives de l’oxygène.Ainsi, ce travail de doctorat pluridisciplinaire en sciences du sport a pour ambition d’identifier et de déterminer l’implication des espèces réactives de l’oxygène et des molécules sécrétées par les macrophages ainsi leurs effets fonctionnels respectifs au cours de la régénération musculaire chez la souris et l’Homme. En outre, un suivi des marqueurs biologiques associés à la balance pro/antioxydante réalisé chez des footballeurs de haut niveau durant une saison permet de renseigner l’évolution d’un facteur associé à l’étiologie des dommages induits par l’exercice. / Skeletal muscle has the remarkable ability to regenerate following injury. Skeletal muscle regeneration is a complex process that requires different cell types to restore the tissue. Among these cells are found muscle stem cells, vascular cells and immune cells. Among immune cells, macrophages are play a key role by releasing trophic factors. Depending on their activation states, pro or antiinflammatory, they exert different effects on muscle stem cells and regeneration process. Interestingly, reactive oxygen species emerge as important regulators of muscle stem cells and macrophage biology.Consequently, this pluridisciplinary PhD thesis in sport sciences aims to identify and determine the involvement of macrophage derived-reactive oxygen species and secreted molecule and their functional effects on skeletal muscle regeneration both in mice and human. Furthermore, a one-season follow-up of pro/antioxidant balance in high level soccer players contributes to knowledge regarding the evolution of a factor involved in the etiology of exercise-induced muscle damages

L’invasion de la matrice extracellulaire est le premier obstacle que les tumeurs solides rencontrent lors de leur dissémination métastatique. Il existe deux mécanismes principaux: 1) la transition épithélio-mésenchymateuse au cours de laquelle les cellules épithéliales, à l’échelle individuelle, perdent leur cohésion intercellulaire et acquièrent des capacités de motilité pour quitter leur site d’origine ; 2) l’invasion collective dans laquelle des cellules en groupe coopèrent pour migrer collectivement en se frayant un passage à travers le microenvironnement. Dans les modèles murins, on sait maintenant que des groupes ou agrégats de cellules tumorales circulantes issus du détachement de tumeurs primaires présentent une capacité accrue à coloniser des organes à distance. Cependant, les facteurs et mécanismes sous-jacents conduisant au détachement des cellules tumorales en groupe sont peu connus. Pour étudier ces mécanismes, nous avons utilisé des sphéroïdes tumoraux, modèle expérimental tri-dimensionnel (3D), qui mime le microenvironnement ainsi que les caractéristiques morphologiques et fonctionnelles de la tumeur primaire. Nos résultats indiquent que l'inhibiteur de l’activateur du plasminogène (PAI-1), une protéine matricellulaire trouvée en forte concentration dans les cancers invasifs, favorise le détachement en groupe et l’invasion collective de cellules du cancer du sein (lignée cellulaire MCF7) et du colon (lignée cellulaire HCT116) organisées en sphéroïdes tumoraux. PAI-1 a des propriétés dé-adhésives sur des cellules étalées en monocouche sur des matrices pro-adhésives et génère l’agrégation des cellules entre-elles. Ces cellules conservent leurs caractéristiques épithéliales malgré une modification importante de la dynamique du réseau d'actine.Nos résultats suggèrent que les récepteurs cellulaires de la famille des lipoprotéines de basse densité (LDL-R) sont impliqués dans les propriétés dé-adhésives de PAI-1. Dans la cellule, la transduction du signal passe par les kinases ROCK (kinase associée à la GTPase RhoA) et Janus (JAK), ce qui conduit à une phosphorylation de la chaîne légère de la myosine II (MLC2), nécessaire pour l’activité contractile de la myosine et des facteurs de transcription STAT3. En outre, ROCK, un régulateur connu de la contraction du cytoskelette d’actomyosine, est également impliqué dans l'activation de STAT3. L'inhibition de ROCK ou JAK rétablit l’adhésivité des cellules en 2D et réduit leur migration en 3D. Nos données suggèrent que PAI-1 génère des zones de forte activité contractile membranaire dans les cellules en périphérie de la tumeur via ROCK-MLC2 et JAK-STAT, ce qui promeut le détachement de groupe de cellules hautement invasives. Ce nouvel axe de signalisation fonctionnelle de PAI-1 représente une cible anti-métastatique potentielle. / Invasion of the extracellular matrix is the first obstacle that solid tumours encounter during their metastatic dissemination. There are two main mechanisms: 1) epithelial to mesenchymal transition wherein epithelial cells lose their intercellular cohesion and convert to individual migratory behaviours to escape their point of origin; 2) invasion in a collective manner, in which a group or cluster of cohesive cancer cells detaches from the tumour mass and progressively, pushes its way through the microenvironment. It is now known that circulating tumour cell clusters may result from the evasion of cohesive small groups of cells from tumours and such tumour cell clusters display an increased propensity to colonize distant organs in mouse models. However, the extracellular factor/s and the underlying mechanism that enable cell detachment, as clusters are largely unknown. To study the process of tumour cell detachment and invasion, we used a three-dimensional (3D) multicellular tumour spheroid (MCTS) model, which mimics the microenvironment as well as morphological, functional and symmetric geometry features of the primary tumour. Our results strongly indicate that the plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), a matricellular protein found in high concentration at the invasive front of most cancers, promotes cancer cell cluster detachment and a collective invasion phenotype within MCTS of breast cancer MCF7 and colon cancer HCT116 cell lines. We found that PAI-1 has a de-adhesive effect which induced a multilayered cell clustering of cells spread out on a pro-adhesive matrices in 2D monolayer cultures. Cells retained their epithelial characteristics and membrane-localized E-cadherin despite significant modification of actin dynamics. PAI-1 functions as a de-adhesive molecule most likely involved low-density lipoprotein receptors at the cell surface. We report that the downstream intracellular events may be mediated through the Rho-associated kinase (ROCK) and Janus kinases (JAK) signalling pathway, resulting in phosphorylation of either myosin light chain 2 (MLC2), which is required for myosin II-mediated contractility or STAT3 transcription factors. In addition, ROCK, a known contributor to actomyosin contractility is involved in STAT3 phosphorylation and activation. Inhibition of ROCK and JAK restored adhesion of cells on 2D substratum and reduced their migration/invasion within 3D MCTS model. Our data support a model in which PAI-1 generates actomyosin contractility and high membrane activity at the tumour periphery in a JAK-STAT/ROCK-MLC2 dependent manner promoting the detachment of highly invasive cell clusters. This novel axis of functional signalling of PAI-1 is a potential anti-metastasis target.

Un microenvironnement riche en IL-4 a été mis en évidence dans le lymphome folliculaire (FL). Cette IL-4 impliquée dans la croissance tumorale a été démontrée comme principalement secrétée par les lymphocytes T follicular helper (Tfh). Dans cette étude, nous étudions l’interaction bidirectionnelle entre les cellules fibroblastiques réticulaires (FRC) dont le réseau est augmenté dans le FL et les lymphocytes Tfh par analyse des profils d’expression génique, et co-culture in vitro des lymphocytes Tfh primaires avec des cellules fibroblastiques humaines de type FRC-like. Nous démontrons que les cellules FRC-like augmentent in vitro la croissance des sous-populations de Tfh. De plus, nous avons mis en évidence une augmentation spécifique de la sécrétion d’IL-4 par les précurseurs Tfh (pre-Tfh) co-cultivés avec les cellules FRC-like, augmentation d’IL-4 impliquant les voies Notch et ICAM1/LFA1. Cette observation est particulièrement intéressante dans le contexte du FL car les lymphocytes pre-Tfh de FL comparés à des lymphocytes pre-Tfh d’amygdales non tumorales sont caractérisés par un profil d’expression génique enrichi en gènes des voies Notch et des intégrines en plus d’une surexpression d’IL-4. En conclusion, notre description de l’interaction entre les cellules stromales et les sous-populations Tfh démontrent une modification du profil cytokinique des Tfh au stade précurseur qui pourrait expliquer le profil cytokinique retrouvé dans le microenvironnement du FL, et apporter de nouveaux éléments pour la mise en évidence de nouvelles cibles thérapeutiques. / The enrichment of the microenvironment with tumor-promoting interleukin 4 (IL4) has been implicated in the pathogenesis of follicular lymphoma (FL) and was found to be conferred mainly by T follicular helper (Tfh) cells. In this study, we investigated the bidirectional crosstalk of fibroblastic reticular cells that are expanded in FL and Tfh cells with the analysis of gene expression profiles of the respective, and an in-vitro co-culture model of human induced FRC-like cells. We demonstrated that FRC-like cells enhance the growth of Tfh cell subsets in vitro. Crucially, we uncovered a specific upregulation of IL-4 secretion by precursor Tfh (pre-Tfh) cells co-cultured with FRC-like cells. Additionally, we demonstrated that Notch and ICAM1/LFA1 are two pathways involved in IL-4 secretion following FRClike cell / Tfh cell crosstalk. This observation was particularly interesting in FL context, because FL pre-Tfh cells display an enriched Notch and integrin gene expression profile as well as an overexpression of IL-4, compared to their tonsil counterpart. Altogether, we described new interactions between stromal cells and Tfh subsets and uncovered a specific cytokine profile modification at pre-Tfh stage after contact with FRC-like cells that could explain the high levels of IL-4 in FL and provide a novel target for therapy.