Le cancer ovarien est le cancer gynécologique le plus létal. L'antigène cancéreux 125 (CA125) est surexprimé dans 80% des cancers épithéliaux de l'ovaire et est le marqueur utilisé présentement pour le suivi des patientes. CA125 est exprimé par les cellules épithéliales cancéreuses de l'ovaire mais pas par les cellules épithéliales normales de l'ovaire. Il s'agit d'une glycoprotéine transmembranaire de type mucine. Les fonctions de ce marqueur demeurent inconnues jusqu'à ce jour. D'après les observations faites sur deux différents modèles d'étude de CA125 de notre laboratoire, nous proposons que le domaine extracellulaire de CA125 pourrait avoir des rôles dans la tumorigénicité et le potentiel métastatique des cellules cancéreuses de l'ovaire. L'objectif de ce projet est la détermination des fonctions du domaine extracellulaire de la mucine CA125 dans la tumorigénicité et le potentiel métastatique des cellules cancéreuses de l'ovaire. Deux modèles ont été utilisés: un modèle de perte de fonction (clones stables CA125 knockdown) et un modèle de gain de fonction (populations stables exprimant les domaines extracellulaires de CA125). Avec les clones stables CA125-knockdown, les interactions hétérotypiques des cellules cancéreuses de l'ovaire dans leur microenvironnement ont été observées. Des expériences de cytométrie de flux ont montré que le CA125 isolé de milieu de culture des cellules OVCAR-3 (cellules CA125-positives) et d'ascite de patiente lie les lymphocytes. De plus, nous avons déterminé par un essai de cytotoxicité que les cellules exprimant CA125 était protégées de la lyse par les cellules NK comparativement aux cellules CA125-knockdown. L'interaction CA125/mésothéline et cellules CA125-positives/cellules mésothéline-positives a également été montrée par différents essais de cytométrie de flux et immunobuvardage de type western.Le modèle de gain de fonction produit consiste en l'établissement de populations stables exprimant à la membrane cellulaire le domaine unique (MUC16-UTM) et le domaine unique ajouté d'une répétition de CA125 (MUC16-1RUTM) dans la lignée cellulaire SKOV3 par un système d'expression lentiviral. Ces populations stables ont servi à montrer que le domaine unique de CA125 était suffisant pour conférer des phénotypes tumorigéniques aux cellules comparativement aux cellules contrôles. En effet, les populations stables MUC16-UTM forment des agrégats très serrés et croissent bien en absence d'ancrage. Les cellules MUC16-1RUTM sont quant à elles plus tumorigéniques que les contrôles, mais moins que les cellules MUC16-UTM. Les deux populations stables ont le même temps de doublement et la même clonogénicité que les cellules contrôles, mais ont une diminution de l'inhibition de contact comme l'ont révélé les courbes de croissance et la formation de foyers post-confluence. Un essai de migration par blessure de la monocouche a révélé que les populations stables MUC16-UTM et MUC16-1RUTM ont également un potentiel migratoire plus important que les cellules contrôles. Ces cellules, en plus d'être plus tumorigéniques, ont aussi un potentiel métastatique plus élevé comparativement aux contrôles. Ces résultats concordent avec des données observées avec un autre modèle de gain de fonction du laboratoire (MUC16-CTD), qui ont aussi été déterminées comme plus tumorigéniques et ayant un potentiel métastatique plus élevé que les cellules contrôles. Ce projet vient donc affirmer que le domaine extracellulaire de CA125 (en particulier le domaine unique) a des fonctions dans la tumorigénicité et le potentiel métastatique des cellules cancéreuses de l'ovaire.

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

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La reelin est une glycoprotéine sécrétée de la matrice extracellulaire essentielle pour le développement embryonnaire des structures laminaires du système nerveux central (SNC): cortex, hippocampe et cervelet. Dans le cerveau postnatal et adulte, la reelin potentialise la plasticité synaptique, exerce une action trophique sur la croissance neuritique dans l’hippocampe et contrôle la maturation des récepteurs NMDA. Le but de ma thèse a été d’étudier les mécanismes cellulaires à l’origine des fonctions de la reelin dans la plasticité postnatale des structures stratifiées du SNC. Nous avons utilisé une stratégie intégrant des approches d’électrophysiologie, d’imagerie calcique, d’immunocytochimie, de biochimie et de pharmacologie, sur des modèles in vitro (culture primaires de neurones d’hippocampe et de cervelet) et ex vivo (tranches aigues de cortex frontal). Dans les neurones d’hippocampe in vitro, nous avons mis en évidence que la reelin est synthétisée et sécrétée par des neurones GABAergiques montrant un marquage reelin intense alors que les neurones cibles de la reelin sont caractérisés par une expression ponctiforme et de faible intensité. En revanche, dans le cervelet in vitro, les 2 fonctions, sécrétion et liaison de la reelin, sont assurées par la quasi totalité des cellules granulaires glutamatergiques. Nous avons finalement examiné les conséquences physiologiques de l’absence ou de la diminution de reelin endogène dans l’hippocampe et dans le cortex frontal. Nous avons mis en évidence que dans l’hippocampe in vitro la sécrétion continue de reelin régule l’homéostasie des récepteurs NMDA. Nous montrons également que dans le cortex frontal ex vivo, la reelin facilite la maturation des fonctions synaptiques glutamatergiques. Nos résultats démontrent donc que la reelin joue un rôle majeur dans la plasticité neuronale du SNC postnatal. / Reelin is an extracellular matrix protein essential for the correct formation of laminated structures during embryonic brain development. In the postnatal and adult brain, reelin promotes hippocampal dendrite development, enhances long term potentiation (LTP) at hippocampal synapses and favors the maturation of glutamatergic transmission. During my thesis, I studied the cellular mechanisms underlying the functions of reelin in laminated structures of the postnatal central nervous system: hippocampus, cerebellum and cortex. By combining immunocytochemical, biochemical and pharmacological approches, we first characterized the expression profile of reelin in primary cultures of hippocampal and cerebellar neurons. Our results showed that in the hippocampus reelin is synthesized and secreted by a population of GABAergic neurons expressing an intense reelin immunoreactivity (IR). We also showed that secreted reelin binds lipoprotein receptors present on a different neuronal population characterized by a punctate and light reelin IR. In contrast, in cerebellar cultures, we observed that reelin is synthesized and secreted by glutamatergic cells expressing a single type of reelin punctate and light staining. Using calcium imaging, we demonstrated that the continuous secretion of reelin is necessary to regulate glutamate receptor homeostasis and maintain the subunit composition of NMDARs in the hippocampus in vitro. We next examined the effect of decreased levels of reelin in the postnatal development of prefrontal cortex (PFC) glutamatergic synapses using electrophysiology on heterozygotes reeler mice (HRM) slices. Our data revealed that reelin facilitates the maturation of glutamatergic synaptic functions in the PFC and plays a central role in neuronal plasticity in the central nervous system.

Thèse de doctorat : Physiopathologie de l'appareil respiratoire et des vaisseaux : Paris 12 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. f. 154-172.

Thèse de doctorat : Ingénierie Cellulaire et Tissulaire : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thèse (D. en biochimie)--Université du Québec à Montréal, 2005. / En tête du titre: Université du Québec à Montréal. Bibliogr.: f. 193-212. Publié aussi en version électronique.

Les métalloprotéases de la matrice extracellulaire (MMPs) sont une famille d’enzymes responsables de la dégradation de la matrice extracellulaire. Elles jouent un rôle important à tous les stades du développement tumoral, de la prolifération des cellules cancéreuses à l’émission de métastases. Elles sont donc une cible biologique de choix pour contrôler ou imager les processus tumoraux. Dans le travail présenté, nous avons développé de nouveaux substrats fluorescents sélectifs et spécifiques des MMPs, qui ont permis de suivre l’activité protéolytique de ces enzymes. Ces substrats sont stables en présence de plasma. Nous avons entrepris des études de complexation afin d’intégrer ces substrats d’un nouveau genre dans des systèmes supramoléculaire de libération contrôlée de principe actif. / Abstract

L’interaction épithélium/mésenchyme est cruciale pour de nombreux processus physiopathologiques. Lors de ma thèse, je me suis intéressée aux signaux mésenchymateux régulant les cellules épithéliales en utilisant comme modèle la peau, qui est composée de 2 compartiments : l’épiderme (épithélium) et le derme (mésenchyme). Les intégrines sont impliquées ces interactions. CD98hc est une protéine transmembranaire à double fonction qui chaperonne des transporteurs d’acides aminés et régule la signalisation des ß intégrines. Elle est exprimée dans les cellules prolifératives telle les cellules épithéliales. Dans la peau, CD98hc est exprimée l’épiderme mais également dans les fibroblastes, cellules post-mitotiques. Mon hypothèse a été que CD98hc participe aux régulations des interactions derme/épiderme. Grâce à un modèle de KO conditionnel de CD98hc dans les fibroblastes dermiques, j’ai mis en évidence que CD98hc permet le maintient des propriétés mécaniques et biologiques du derme, et, de ce fait, régule l’épiderme en conditions d’homéostasie, de perturbation de la barrière et lors de la formation de cancer. De plus, le rôle de CD98hc dans cette interaction apparait comme étant lié à l’âge. En conclusion, mes travaux de thèse montrent le rôle central de l’expression dermique de CD98hc dans le maintien de l’homéostasie cutanée au cours du vieillissement ainsi que lors de la tumorigenèse. / The epithelial/mesenchymal interaction is crucial for many physiopathological processes. During my PhD, I focused on mesenchymal signals that regulate epithelial cells behavior using the skin as model. The skin is composed of 2 main compartments: the epidermis (epithelium) and the dermis (mesenchyme). While this crosstalk involves integrins, its regulations are poorly understood. The transmembrane protein CD98hc interacts with amino acid transporter and regulates integrin signaling. CD98hc which is expressed at the cell membrane of proliferative cells, specifically epithelial cells, is required for tissue homeostasis. We found that besides its expression in keratinocytes, CD98hc is also expressed in post-mitotic dermal fibroblast. Hence, I hypothesized that CD98hc is involved in epidermis/dermis crosstalk. Using a conditional KO mouse model that harbor a CD98hc deletion in dermal fibroblast, I have shown that dermal CD98hc is required to maintain mechanical and biochemical properties of the dermis. Moreover, I have shown that those CD98hc-dependent dermal properties are implicated in the regulation of the epidermal cell behavior during homeostasis, cutaneous barrier disruption and tumorigenesis. Moreover, the role of CD98hc in those processes seems to be age-related. To conclude, during my PhD, I have revealed a major role of CD98hc in the maintenance of skin homeostasis during aging and tumorigenesis.

Le mélanome uvéal est la tumeur primaire intraoculaire la plus fréquente chez l'adulte. L'un des traitements le plus souvent utilisé afin d'obtenir un contrôle local de la tumeur s'appelle la curiethérapie par plaque. Malgré un faible taux de récidive locale avec cette technique, la grande majorité des patients développeront des complications oculaires secondaires à la radiation cinq ans après le diagnostic initial. Le manque de modèles ex vivo ou in vitro de mélanome uvéal rend difficile la validation de plaques de curiethérapie personnalisées et le calcul des différents profils de dose par les algorithmes Monte-Carlo. Un fantôme dosimétrique bio-imprimé représentant l'œil humain contenant une tumeur uvéale de forme définie serait un modèle in vitro optimal pour l'évaluation de différents profils de dose dans le développement de plaques de curiethérapie personnalisées. Dans cette étude, la viabilité et la prolifération des cellules cancéreuses du mélanome uvéal ainsi que des fibroblastes et mélanocytes choroïdiens en culture dans un environnement tridimensionnel, soit une matrice extracellulaire commerciale (Matrigel®) ou un hydrogel imprimable, ont d'abord été mesurées par microscopie en contraste de phase ou en fluorescence. Ensuite, l'expression de marqueurs de prolifération, d'hypoxie et de dommages à l'ADN a été déterminée dans les cellules cancéreuses du mélanome uvéal cultivées en monocouche ou enrobées dans le Matrigel®, dans l'optique future d'étudier ces marqueurs lors de l'irradiation du modèle bio-imprimé de tumeur uvéale avec une plaque personnalisée. L'évaluation chirurgicale de prototypes de plaques de curiethérapie non radioactives a été faite afin de comparer les différentes itérations entre elles et aux plaques conventionnelles. Enfin, les caractéristiques à améliorer pour le développement d'un modèle biologique contenant une tumeur uvéale ont été discutées et les aspects techniques problématiques des premières plaques imprimées ont été identifiés afin d'optimiser les prochains prototypes de plaques personnalisées. Mes travaux représentent un avancement des connaissances sur les modèles in vitro 3D du mélanome uvéal et le traitement de cette tumeur oculaire par curiethérapie par plaque. Mon mémoire pourra servir de base aux projets subséquents visant soit i) à élucider l'impact des interactions des cellules cancéreuses avec leur microenvironnement sur la résistance thérapeutique de ce cancer ou ii) à tester de nouvelles stratégies thérapeutiques sur un modèle bio-imprimé de mélanome uvéal primaire. / Uveal melanoma is the most common primary intraocular tumor in adults. One of the treatments most often used to achieve local tumor control is called plaque brachytherapy. Despite a low local recurrence rate with this technique, most patients will develop ocular complications secondary to radiation five years after the initial diagnosis. The lack of ex vivo or in vitro models of uveal melanoma makes it difficult to validate personalized brachytherapy plates and to calculate the different dose profiles by Monte-Carlo algorithms. A bioprinted dosimetry phantom representing the human eye containing a defined uveal tumor would be an optimal in vitro model for the evaluation of different dose profiles in the development of personalized brachytherapy plates. In this study, the viability and proliferation of uveal melanoma cells, as well as choroidal fibroblasts and melanocytes in culture in a three-dimensional environment, either a commercial extracellular matrix (Matrigel®) or a printable hydrogel, were first measured by phase contrast or fluorescence microscopy. Then, the expression of markers of proliferation, hypoxia and DNA damage was determined in uveal melanoma cells cultured as monolayer or embedded in Matrigel®, in the future perspective of studying these markers after the irradiation of the bioprinted uveal tumor model using a personalized plate. The surgical evaluation of prototypes of non-radioactive brachytherapy plates was done in order to compare the different iterations with each other and with conventional plates. Finally, the characteristics to be improved for the development of a biological model containing an uveal tumor were discussed, and the problematic technical aspects of the printed plates were identified in order to optimize the next prototypes of personalized plates. My work represents an advancement of knowledge on in vitro 3D models of uveal melanoma and the treatment of this ocular tumor by plaque brachytherapy. My master's thesis could serve as a basis for subsequent projects aiming either i) to elucidate the impact of interactions of cancer cells with their microenvironment on the therapeutic resistance of this cancer or ii) to test new therapeutic strategies on a bioprinted model of primary uveal melanoma.