Human papillomavirus (HPV) is a double-stranded DNA virus, typically infecting mucosal or cutaneous epithelial keratinocytes. Today, more than 118 different HPV types have been formally described. Sexual transmission of mucosal HPVs is very common and generally asymptomatic, but HPV infection can be associated with benign lesions such as condylomata acuminata or, in rare cases, with malignant lesions such as cervical cancer. Two prophylactic vaccines are currently available in Europe, protecting against HPV-16 and HPV-18 (Cervarix&63720;) or against HPV-6, HPV-11, HPV-16 and HPV-18 (Gardasil&63720;). In order to assess the impact of the vaccination program, it is mandatory to obtain geographically widespread date on the baseline HPV prevalence and type distribution in cervical samples from women, presenting or not, normal or abnormal cytologic or histologic results. We undertook an epidemiological study in the Capital Region of Brussels to determine the HPV prevalence and type-distribution in 1526 cervical samples of women presenting a cytology within normal limits (WINL), atypical squamous cells of undetermined significance (ASC-US), low-grade squamous intra-epithelial lesions (LSIL), high-grade squamous intra-epithelial lesions (HSIL) or invasive cervical cancer (ICC). The HPV prevalence was 10.8% (95%CI: 8.8-12.8) for NILM, 34.5% (95%CI: 28.3-40.8) for ASC-US, 54.0% (95%CI: 47.4-60.6) for LSIL and 100% for HSIL and ICC. With an HPV-16 and HPV-18 prevalence of 63.3% (95%CI: 44.1-67.7) and 73.5% (95%CI: 63.0-84.0) in mono-infected HSIL and ICC, respectively, HPV 16/18 L1 VLP vaccines would be expected to significantly reduce the management and treatment of women suffering from HSIL and ICC in the Capital Region of Brussels. We also detected HPV-30, HPV-53, HPV-66 and HPV-68 in mono-infected HSIL and ICC samples, possibly providing arguments for the reconsideration of the carcinogenicity of these types. <p>Vertical transmission of HPV was also previously reported, but in most cases one could not exclude a placental contamination by HPV positive cells from an infected birth canal. In order to confirm that the placenta can be infected with HPV, we analysed residual cells from 35 transabdominally obtained placental samples from pregnant women undergoing chorionic villous sampling for screening of suspected foetal abnormalities and found that two samples were positive for HPV-16 and HPV-62, respectively. The clinical importance of these results remains to be elucidated, but the previously observed association between placental HPV infection and pregnancy loss might gain further in importance. HPV gene regulation in placental trophoblastic cells has not been studied so far. We studied the HPV-16 early gene expression regulation in transiently transfected monolayer cultured trophoblastic cells with an HPV-16 long control region (LCR) driven reporter plasmid. We observed important differences in constitutive HPV-16 LCR activities between trophoblastic cell lines and could identify progesterone as an important inducer of HPV-16 early gene expression. Steroid hormones are induced during pregnancy and could therefore lead to an enhanced expression of the E5, E6 and E7 proteins upon placental HPV infection. Since these proteins were previously shown to affect trophoblast adhesion, survival, migration and invasion, their enhanced expression might eventually contribute to pregnancy loss. We furthermore found that the transcription of episomally maintained HPV-16 is not regulated by E2 or E1, but by E5, E6 and/or E7. <p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

À l'heure actuelle, une large proportion des recherches vouées à l'identification et au développement de nouvelles thérapies anticancéreuses est basée sur l'apoptose. Dans les dernières décennies, divers composés phytochimiques ont été caractérisés comme des agents pharmacologiques susceptibles d'éliminer les cellules cancéreuses via l'induction de l'apoptose. Parmi ceux-ci, l'isoliquiritigénine (ILG), un flavonoïde naturellement présent dans les racines de réglisse, se distingue des autres par ses nombreuses propriétés thérapeutiques incluant une activité antitumorale. Chez les mammifères, les cellules apoptotiques (CA) peuvent être complètement dégradées via leur capture par des cellules phagocytaires spécialisées ou servir de vecteurs d'ADN dans un processus appelé transfert horizontal de gènes (THG). Ainsi, il a été mis en évidence que des CA dérivées de cancer du col de l'utérus peuvent induire le transfert de séquences d'oncogènes de papillomavirus humains (HPV) à des fibroblastes primaires humains (HPFs) qui acquièrent des propriétés de cellules transformées. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans l'internalisation de CA par les fibroblastes, un modèle de phagocyte non-professionnel, n'ont pas encore été clairement identifiés et la caractérisation de ces événements qui précèdent le THG est essentielle à la compréhension de ce processus et de la transformation des cellules receveuses qui peut en découler.Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse étaient, (i) d'analyser les effets anticancéreux de l'ILG sur des cellules dérivées de cancer du col de l'utérus, (ii) de caractériser les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans la capture des CA par les HPFs, (iii) d'étudier les événements cellulaires qui font suite à ce processus comme la maturation des phagosomes, le THG et l'acquisition de propriétés de transformation et enfin, (iv) de démontrer la preuve de la conservation de la capacité tumorigénique des CA in vivo.Un premier travail a permis de mettre en lumière les propriétés antitumorales de l'ILG via une multiplicité d'actions sur des modèles cellulaires de cancer du col de l'utérus in vitro, incluant des activités anti-proliférative, pro-apoptotique, anti-migratoire. Concernant la lignée cellulaire Ca Ski, p53 sauvage et représentative du carcinome du col utérin le plus fréquent, associé à une infection transformante par HPV16, l'apoptose induite par l'ILG semble dépendante de p53 et de la mitochondrie, mais aussi de la voie des récepteurs de mort, comme attesté par l'augmentation des niveaux de protéines p53 et p21, la dissipation du potentiel membranaire mitochondrial, la libération du cytochrome c et le clivage des caspases-9, -8 et -3. Ces effets pourraient être la conséquence de la diminution de l'expression de l'oncoprotéine virale E6 d'HPV16 induite par l'ILG entraînant la restauration de l'expression de p53. Nos travaux révèlent un fort potentiel de l'ILG contre différents types de cellules malignes et ouvrent le champ à de nouvelles modalités de traitement des cancers associés à HPV. / Most of the research strategies aiming at improving anticancer therapies currently target apoptosis. Over the last decades, several natural products derived from herbal medicine or food have been identified as pharmacological agents for cancer cell elimination through apoptosis induction. Among them, isoliquiritigenin (ILG) is a chalcone derivative isolated from liquorice and shallots which exhibits a wide variety of biological functions including antitumor properties.In mammals, apoptotic cells (AC) can either be eliminated after their capture by specialized phagocytes or act as vectors of DNA in a process named horizontal gene transfer (HGT). For instance, AC derived from cervical cancer cells can transfer human papillomavirus (HPV) oncogene sequences to human primary fibroblasts (HPFs) which subsequently acquire transformed cell properties. The molecular mechanisms underlying AC uptake by HPFs, a model of non-professional phagocytes, have not been clearly identified. Characterizing these upstream events appears critical to broaden our understanding of HGT and the ultimate transformation of recipient cells which may subsequently occur.The aims of this work were to (i) study the antitumor effects of ILG on cervical cancer cell lines,(ii) characterize the cellular and molecular mechanisms underlying AC uptake by HPF, (iii) study the cellular events which occur in HPFs following AC engulfment such as phagosome maturation, HGT and acquisition of transformed properties, and (iv) evaluate the tumorigenic properties of AC in vivo.In a first part of this PhD project, we found that ILG exhibits multiple antitumor actions on cervical cancer cells in vitro including anti-proliferative, pro-apoptotic and anti-migration properties. Further studies on apoptosis-related events were conducted in Ca Ski cells (p53wt, HPV16 DNA positive), which are representative of the most frequent cervical carcinoma. The treatment of Ca Ski cells with ILG is associated with increased levels of p53 and p21 proteins, loss of mitochondrial membrane potential, cytochrome c release and caspase-9, -8 and -3 cleavage. These features suggest that ILG-induced apoptosis is dependent on p53 and involve both mitochondrial and death receptor- mediated pathways. The effect of ILG in Ca Ski cells may be partly explained by the decrease of HPV16 E6 oncoprotein expression and the associated raise of p53 levels observed after cell treatment. Our work highlights the potential of ILG as an antitumor agent and provides the opportunity of new treatment. ln the second part of this work, we set up a method based on flow cytometry to quantitatively analyze AC uptake. This original method and microscopy analysis allowed us to show that HPFs act as non-professional phagocytes and are able to engulf subcellular fragments rather than dying whole cells, with lower efficiency and rapidity compared to professional phagocytes as macrophages. Uptake of AC by HPFs depends on time, temperature and the presence of bivalent ions. Morphological analysis and fonctional assays using endocytosis inhibitors revealed a mechanism related to phagocytosis and/or macropinocytosis. The recognition of phosphatidylserine exposed on the surface of AC by their receptor BAIl has emerged as a required event for AC uptake by HPFs.

Le cancer du col de l'utérus est le troisième cancer le plus fréquent chez la femme, dont l'agent étiologique majeur est l'infection par les papillomavirus humain (notamment HPV-16 et 18), qui sont de petits virus infectant les épithéliums muqueux et cutanés, et pouvant induire la formation de tumeurs. L'inducteur majeur du processus oncogène est le processus d'intégration des régions codantes pour les oncoprotéines E6 et E7, au sein de la cellule hôte suite à l'infection. Elles interférent avec le cycle cellulaire et induisent notamment l'immortalisation, voire la transformation des cellules. Les fonctions les plus connue de ces deux oncoprotéines sont la dégradation des suppresseurs de tumeur p53 et pRb, respectivement. Mon travail de thèse à consisté en la mise au point des vecteurs adénoviraux exprimant des miARN dirigés contre l'oncoprotéine E6. Exprimés in vitro ils induisent l'induction de la mort cellulaire par apoptose des cellules tumorales traitées, via l'activation de la voie de caspases, et in vivo permettent le ralentissement de la croissance de tumeurs xénogreffées à des souris Nude. De plus, la stratégie thérapeutique adénovirale a montré ses extensions possibles sur d'autres types de cancers HPV-positifs, mais également via l'expression de différentes moléculaires thérapeutiques, visant à empêcher l'interaction des oncoprotéines telles qu'E6 avec leurs partenaires cellulaires et ainsi les empêcher d'exercer les activités biologiques impliquées dans le développement de cancers. Pour finir, les adénovirus peuvent également être vu comme des outils d'extinction fonctionnels d'E6 et permettant d'étudier les répercutions sur d'autres processus cellulaires.

Chez les mammifères, les cellules apoptotiques peuvent être complètement dégradées par des cellules phagocytaires spécialisées ou servir de vecteur d'ADN Le transfert d'oncogènes via les cellules apoptotiques aboutit à la transformation des cellules receveuses uniquement si celles-ci sont déficientes en p53. Sachant que Fniicogène E6 des papillomavirus humains (HPV) à haut risque induit la dégradation de p53, il est concevable que son transfert par la cellule apoptotique soit à l'origine d'un mécanisme alternatif de carcinogenèse associée aux HPV. Afin de confirmer cette hypothèse, l'apoptose de cellules dérivées de cancer du col de l'utérus, abriiam ou non des séquences d'HPV, a été induite. En collaboration avec l'équipe de Patrick Sandoz du laboratoire d'optique de FEMTO-ST, nous avons adapté leur inicr;système référencé en position à l'observation automatisée de Finternalisation des cellules apoptotiques. Nous avons aussi déterminé que les cellules apoptotiques son! phagocytées par les fîbroblastes quel que soit leur statut virologique. Seules les cellules apoptotiques dérivées de cellules abritant de l'ADN d'HPV transforment les cellules receveuses. L'expression de l'ADN viral, dont E6, dans les fîbroblastes transformés ainsi que la perte d'expression des protéines p53 et p21 suggère que les oncogènes d'HPV pourraient être à l'origine de la transformation. Les résultats présentés dans ces travaux mettent en évidence un nouveau mécanisme de carcinogenèse associée aux HPV via la phagocytose des cellules apoptotiques, potentiellement impliqué dans la transformation de cellules primaires et la progression des tumeurs associées aux HPV. / Apoptotic cells in mammals may be completely degraded by specialized phagocytic cells or serve as a DNA vector. The oncogene transfer via apoptotic cells leads to the transformation of récipient cells but only when they are p53 deficient. As the E6 oncogene of high-risk human papillomavirus (HPV) leads to p53 dégradation, its transfer from apoptotic cells may be the cause of an alternative mechanism of HPV-associated carcinogenesis. To confirm this hypothesis, we induced apoptosis of cervical cancer cells that may harbor HPV sequences. In collaboration with Patrick Sandoz's team at the FEMTO-ST optical laboratory, we used their position-referenced microsystem for the automated observation of apoptotic cell internalization. We also found that apoptotic cells are phagocytized by fibroblasts regardless of their virological status. Only apoptotic cells from cells harboring HPV DNA transform recipient cells. Viral DNA expression, including E6, in transformed fibroblasts and the loss of p53 and p21 protein expression suggest that HPV oncogènes may cause transformation. These results highlight a new mechanism of HPV-associated carcinogenesis via apoptotic cell phagocytosis. This mechanism may be involved in thé transformation of primary cells and the progression of HPV-associated tumors.