Thèse de doctorat : Sciences de la vie et de la santé : Lille 1 : 2001. / Textes en français et en anglais. Résumé en français. Bibliogr. f. 59-77. Notes bibliogr.

Thèses (M.Sc.)--Université de Sherbrooke (Canada), 1999. / Titre de l'écran-titre (visionné le 20 juin 2006). Publié aussi en version papier.

Thèse (Ph. D)--Université Laval, 2002. / Bibliogr.: f. 241-260. Publié aussi en version électronique.

Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2002. / Dans le titre, le chiffre 1 est en indice. Bibliogr.: f. 114-130. Publié aussi en version électronique.

ERM est un facteur de transcription de la famille ETS appartenant au groupe PEA3 qui joue un rôle important dans divers processus biologiques dont la tumorigenèse mammaire. La régulation de son activité transcriptionnelle nécessite des modifications post-traductionnelles et des interactions avec des partenaires. Nous avons mis au point différentes techniques de chromatographie d’affinité dans le but d’identifier de nouveaux partenaires d’ERM. Parmi ceux-ci, trois ont été confirmés comme partenaires directs d’ERM : la protéine CoAA (CoActivator Activator) et les protéines MED23 et MED25. MED23 et MED25 sont des sous-unités du médiateur, complexe qui régule la transcription en intégrant les signaux entre des facteurs de transcription et la machinerie transcriptionnelle. Nous avons démontré que ces protéines interagissent in vitro et in vivo avec ERM et sont nécessaires à l’activation transcriptionnelle induite par ce facteur de transcription. Toutefois, ces sous-unités ont une capacité différente de recrutement du médiateur sur ERM in vitro.La ribonucléoprotéine CoAA régule l’expression de certains gènes et l’épissage alternatif des ARN messagers. CoAA interagit in vitro et in vivo avec ERM. L’activité d’ERM est augmentée par la surexpression de CoAA tandis qu’elle est diminuée par sa sous-expression. Cette activation médiée par CoAA est liée à une modulation du taux de sumoylation d’ERM. Ces travaux ont permis de définir de nouvelles voies de régulation de l’activité transcriptionnelle d’ERM et des autres membres du groupe PEA3. Il reste maintenant à préciser les mécanismes impliqués dans la modulation de l’activité des membres du groupe PEA3 par ces nouveaux interacteurs. / ERM is an ETS transcription factor which belongs to the PEA3 group and is involved in several processes such as migration and dissemination during organogenesis and cancer development. Regulation of its transcriptional activity requires post-translational modifications and interactions with partner proteins. In order to identify new ERM partners, we have developed various affinity chromatography techniques to isolate new potential partners. Among these candidates, CoAA (CoActivator Activator), MED23 and MED25 directly interact with ERM.MED23 and MED25 are subunits of the mediator. The mediator is a 30 sub-units multi-protein complex which mediates signals from transcription factors bound at upstream promoter elements or enhancers to RNA polymerase II and the general initiation factors bound at the core promoter. We found that MED23 and MED25 interact with ERM in vitro and in vivo and are required for transcriptional activation induced by ERM. However, these sub-units display various ability to recruit the mediator on ERM in vitro. The heterogeneous nuclear ribonucleoprotein-like protein CoAA regulates gene expression and RNA splicing. We demonstrated that ERM interacts in vitro and in vivo with CoAA. ERM transcriptional activity is enhanced upon CoAA overexpression and is decreased by CoAA knock-down. We demonstrated that CoAA modulates ERM transcriptional activity by decreasing sumoylated ERM levels. This work demonstrated new ways to regulate the activity of ERM and the two other PEA3 group members. The molecular mechanisms involved in the modulation of PEA3 member activity by these partners remain to be clarified.

Le myélome multiple est un cancer incurable caractérisé par une accumulation de plasmocytes malins dans la moelle osseuse. Récemment, nous avons découvert que l'expression forcée du facteur de transcription PAX5 (paired box protein 5) dans des lignées cellulaires humaines de myélome multiple induisait une forte diminution de la viabilité cellulaire. Des viabilités de près de 50% ont été observées dans les lignées cellulaires de myélome multiple RPMI-8226 et U266 aux jours quatre et sept respectivement après l'infection de ces cellules par un vecteur adenoviral codant pour PAX5. Nous avons constaté que la mortalité était due à l'apoptose induite par une baisse de MCL-1 (myeloid cell leukemia-1). La spécificité de cet effet a été démontrée grâce à des lignées cellulaires de leucémie à plasmocytes, lignées cellulaires dont la viabilité ne variait pas suite à l'expression forcée de PAX5, suggérant ainsi une nouvelle avenue de traitement du myélome multiple.

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une pathologie vasculaire résultant de l’obstruction des artères pulmonaires distales. L’obstruction de ces artères conduit à une augmentation drastique de la pression artérielle pulmonaire au-delà du niveau physiologique (≥ 25 mmHg), entrainant une adaptation pathologique du cœur droit. En effet, le cœur droit deviendra incapable de compenser cette augmentation de pression, ce qui conduira à l’arrêt cardiaque et la mort du patient. Jusqu’à présent, les traitements ont permis une amélioration de la qualité de vie des patients, mais aucun ne permet de soigner cette maladie. L’obstruction des artères pulmonaires observées chez les patients atteints d’hypertension artérielle pulmonaire s’explique, notamment, par l’acquisition d’un phénotype prolifératif des cellules musculaires lisses (CML) de ces artères. Précédemment, le laboratoire a démontré le rôle majeur de la diminution du micro-ARN 204 dans l’acquisition de ce phénotype des CML. Cette même diminution est observée dans les maladies vasculaires systémiques où elle conduit à l’acquisition d’un phénotype calcifiant des CML en permettant l’expression du facteur de transcription ostéogénique RUNX2. Durant ma thèse, j’ai investigué le rôle de la surexpression du facteur de transcription RUNX2 régulé par le micro-ARN 204 dans les CML des artères pulmonaires de patients atteints d’HTAP. Ce projet a permis de démontrer le rôle central de RUNX2 dans l’HTAP non seulement en participant à l’acquisition du phénotype prolifératif des CML, mais également en favorisant la transition phénotypique des CML vers un phénotype calcifiant conduisant à la formation de lésions calcifiantes. De plus, la diminution de l’expression de RUNX2 dans un modèle murin sugen/hypoxie d’HTAP permet l’amélioration des paramètres histologiques et hémodynamiques de l’HTAP, faisant de RUNX2 une cible thérapeutique prometteuse. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a pulmonary vascular disease that drives the narrowing of distal pulmonary arteries. Pulmonary artery narrowing leads to an increase in the pulmonary arterial pressure above 25 mmHg. In order to compensate this increased pressure, the right ventricle undergoes a pathological adaptation. Shortly, the right ventricle becomes unable to compensate this increase leading to right heart failure and patient’s death. So far, PAH treatment has allowed significant improvement for patient’s life quality but none of them can cure the disease. Distal pulmonary artery narrowing is due, at least in part, to the acquisition of a proliferative phenotype of the smooth muscle cell (SMC). Previously, the laboratory has demonstrated the down-regulation of the micro-RNA 204 in the SMC and its major role in the acquisition of this proliferative phenotype. Interestingly, the same down-regulation is observed in systemic vascular disease where it leads to the acquisition of a calcifying phenotype of the SMC by allowing the expression of the osteogenic transcription factor RUNX2. During my thesis, I investigated the role of RUNX2 up-regulation in pulmonary artery SMC allowed by the down-regulation of the micro-RNA 204. This project uncovered a critical role for RUNX2 in PAH, not only by participating to the acquisition of SMC proliferative phenotype but also by allowing the acquisition of a calcifying phenotype of the SMC. Furthermore, targeting RUNX2 in a Sugen/hypoxia rat model of PAH reverse histologic and heomodynamic PAH phenotype, making RUNX2 an attractive therapeutic target.

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est nouvellement caractérisée par une élévation de la pression artérielle pulmonaire moyenne au-dessus de 20mmHg, une pression capillaire pulmonaire inférieure à 15 mmHg et une résistance vasculaire pulmonaire supérieure ou égale à 3 unités Wood. Cette élévation de la pression et de la résistance vasculaire pulmonaire entraine une hypertrophie cardiaque droite et peut éventuellement mener à la mort prématurée des patients. L’augmentation de la résistance vasculaire est causée par une vasoconstriction et un remodelage important des artères pulmonaires distales, due en grande partie à une prolifération excessive et une résistance à l’apoptose des cellules musculaires lisses d’artères pulmonaires (PASMCs), mais également d’autres cellules constituant la paroi des artères pulmonaires distales telles que les cellules endothéliales et les fibroblastes. Malheureusement, les traitements actuellement disponibles sont limités et ne permettent pas une rémission complète de la maladie. Dans le cancer, le facteur de transcription FOXM1 est fréquemment surexprimé et a été décrit comme un régulateur important de plusieurs processus cellulaires tels que la prolifération, l’inflammation et la réparation des dommages à l’ADN, favorisant le développement et la progression tumorale. Considérant les similitudes entre les PASMCs HTAP et les cellules cancéreuses, nous avons posé l’hypothèse qu’une surexpression de FOXM1 favorise le phénotype des PASMCs HTAP et que son inhibition pourrait représenter une nouvelle cible thérapeutique potentielle. Lors de cette étude, nous avons démontré que FOXM1 est surexprimé dans les PASMCs isolées et dans les poumons de patients HTAP comparativement aux individus témoins, de même que dans différents modèles précliniques. Nous démontrons que la diminution de l’expression de miR-204 observée en HTAP est en partie responsable de la surexpression de FOXM1. L’inhibition moléculaire de FOXM1 par ARN interférant et son inhibition pharmacologique à l’aide de la thiostrepton diminue in vitro la prolifération cellulaire et la résistance à l’apoptose. In vivo, l’administration de la thiostrepton permet d’améliorer l’HTAP établie dans deux modèles. L’amélioration des données hémodynamiques est associée à une diminution du remodelage vasculaire. Nous avons montré que la réversion du phénotype HTAP des PASMCs est attribuable à la diminution de l’expression du facteur anti-apoptotique Survivin et de NBS1, membre du complexe MRN impliqué dans la reconnaissance des dommages à l’ADN, entrainant une diminution de l’activation de voie de réparation des dommages à l’ADN. Nous avons par la présente étude démontré pour une première fois l’implication de FOXM1 dans l’étiologie de l’HTAP et l’intérêt de cibler cette protéine dans le développement de futures thérapies. / Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive vascular disease newly characterizedby increased mean pulmonary artery pressure above 20 mmHg, capillary pressure under 15mmHg and vascular resistance above or equal to 3 Wood units. This increase in pressure leads to right heart hypertrophy, failure and, eventually, premature death. Increased vascular resistance is caused by vasoconstriction and remodeling of the distal pulmonary arteries, mainly due to excessive proliferation and resistance to apoptosis of pulmonary artery smooth muscle cells (PASMCs), but also from other cells found in the vascular wall such as endothelial cells and fibroblasts. Despite recent advances made in understanding the cellular mechanisms involved in PAH etiology, available treatments remain limited and do not provide a complete cure. In cancer, transcription factor FOXM1 is frequently overexpressed and has been described as a master regulator of multiple cellular process such as proliferation, inflammation and DNA damage repair signaling, thus promoting tumor development and progression. Because of the similarities between PAH-PASMCs and cancer cells, we hypothesized that overexpression of FOXM1 promotes cell proliferation and resistance to apoptosis in PAH and that its inhibition could represent a new therapeutic target. In this study, we demonstrated that FOXM1 is overexpressed in isolated PASMCs and total lung from PAH patients compared to controls as well as in two preclinical animal models. Decreased expression of miR-204 in PAH-PASMCs accounts for FOXM1 overexpression. Molecular (siRNA) and pharmacological inhibition of FOXM1 using thiostrepton decrease cell proliferation and resistance to apoptosis. Daily administration of thiostrepton improves established PAH in two animal models. Improved hemodynamic data are associated with decreased vascular remodeling. We demonstrated that reversal of PAH phenotype is in part due to the downregulation of anti-apoptotic factor Survivin and NBS1, member of the MRN complex involved in DNA damage recognition, which impairs activation of DNA damage repair signaling. With this study, we demonstrated for the first time that FOXM1 is involved in PAH etiologyand the interest in targeting FOXM1 for the development of futures therapies.

Thèse de doctorat : Bioinformatique : Evry-Val d'Essonne : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

INTRODUCTION : Comme dans le cancer, l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est caractérisée par un phénotype pro-prolifératif et résistant à l’apoptose lié à une altération du métabolisme (effet Warburg) des cellules. Dans le cas de l’HTAP les cellules affectées sont les cellules musculaires lisses des artères pulmonaires (CMLAP). L’obstruction vasculaire des petites artères pulmonaires qui en résulte est responsable de l’augmentation des résistances pulmonaires menant à l’insuffisance cardiaque droite et à la mort prématurée des patients. La protéine FoxO3 est un facteur de transcription dont l’activité et la localisation cellulaire sont modulables, entre autres, par phosphorylation. Dans les cellules cancéreuses, la localisation nucléaire de FoxO3 quand elle n’est pas exclue par phosphorylation a été largement étudiée comme une protéine cruciale pour son rôle suppresseur de tumeur via la régulation de gènes impliqués dans l’apoptose et l’arrêt du cycle cellulaire comme les protéines BIM et P27. En plus de ces fonctions de facteur de transcription, FoxO3 joue un rôle dans le maintien du métabolisme cellulaire, connu pour être reprogrammé en HTAP, notamment en stimulant la synthèse de SOD2, une enzyme responsable de la détoxification mitochondriale. Ainsi FoxO3 est un candidat sérieux pour contrôler le phénotype de type cancer des CMLAP-HTAP. Fait intéressant, AKT et AMPK connus pour être impliqué en HTAP exercent des effets antagonistes sur FoxO3; AKT promeut son exclusion nucléaire tandis que AMPK favorise son accumulation nucléaire et mitochondriale. HYPOTHÈSE : Nous avons ainsi émis l'hypothèse que l'exclusion nucléaire de FoxO3 (secondaire au déséquilibre AKT / AMPK) favorise la reprogrammation métabolique vers la glycolyse conduisant au phénotype pro-prolifératif / résistant à l'apoptose des CMLAP-HTAP et au remodelage vasculaire. MÉTHODES ET RÉSULTATS : Par Western blot (WB) et immunofluorescence sur des CMLAP isolées à la fois de patients HTAP et de patients témoins, nos résultats suggèrent que l'exclusion nucléaire (et mitochondriale) de FoxO3 en raison de sa phosphorylation est une caractéristique des CMLAP-HTAP. In vitro, nous avons démontré que l'activation pharmacologique (localisation nucléaire) de FoxO3 à l'aide d'un adénovirus exprimant une forme constitutivement active et non phosphorylable de FoxO3 ou de la trifluopérazine (TFP) entraînait une réduction de la prolifération des CMLAP-HTAP (marquage Ki67) et de la résistance à l'apoptose (dosage de l'Annexine V). Ces effets sont accompagnés d'une expression potentiellement augmentée de P27 et de SOD2 ainsi qu’une expression diminuée de Survivin. In vivo, nous avons montré que l'activation de FoxO3 à l'aide de la TPF améliore l’HTAP induite chez le rat monocrotaline (diminution de la Pression systolique du ventricule droit (RVSP) et des résistances pulmonaires totales (TPR) et augmentation du volume d’éjection (Sv) et du débit cardiaque (CO)). CONCLUSION : Nos résultats suggèrent que FoxO3 est impliquée dans le remodelage vasculaire pulmonaire. L'activation pharmacologique de FoxO3 peut représenter une nouvelle cible thérapeutique pour améliorer l'HTAP. / INTRODUCTION: Like cancer, pulmonary arterial hypertension (PAH) is characterized by exaggerated proliferation and resistance to apoptosis related to metabolic alterations (Warburg effect) of pulmonary smooth muscle cells (PASMCs). These anomalies result in a progressive narrowing of the pulmonary arteries, increasing pulmonary resistance and leading to right heart failure and premature death. FoxO3 is a transcription factor whose its activity and localization can be mediated by post translational modifications as phosphorylation. In cancer cells,unphosphorylated and nuclear FoxO3 has been extensively studied as a crucial protein that functions as a tumor suppressor by regulating expression of genes involved in apoptosis and cell cycle arrest. These functions combined with other FoxO3 attributes, including its key role in communicating mitochondrial-nuclear signals, make the FoxO3 a suitable candidate for controlling the cancer-like phenotype of PAH-PASMCs. Interestingly, AKT and AMPK, known to be implicated in PAH, exert antagonistic effects on FoxO3; AKT promotes its nuclear exclusion while AMPK favors its nuclear and mitochondrial accumulation. HYPOTHESIS: We thus made the hypothesis that FoxO3’s nuclear exclusion (secondary to AKT/AMPK imbalance) promotes metabolic reprogramming towards glycolysis leading to enhanced proliferation/resistance to apoptosis of PAH-PASMCs and vascular remodeling. METHODS and RESULTS: Using Western blot (WB) and immunofluorescence in isolated PASMCs from both PAH and control patients, our preliminary data suggest that nuclear (and mitochondrial) exclusion of FoxO3 due to its phosphorylation is a feature of PAH-PASMCs. In vitro, we demonstrated the pharmacological activation (nuclear localization) of FoxO3 using an adenovirus expressing a constitutively active, non-phosphorylable form of FoxO3 or trifluoperazine (TFP) resulted in reduced PAH-PASMC proliferation (Ki67 labeling) and resistance to apoptosis (Annexin V assay). These effects were accompanied with potential effect of P27 and SOD2 and diminished expression of Survivin. In vivo, we showed that FoxO3 activation using TPF improved established PAH in rat model : the monocrotaline rat (reduced RVSP and increased Sv and CO, by right catheterization) without any sign of toxicity. CONCLUSION: We showed that FoxO3 is implicated in pulmonary vascular remodeling. Pharmacological activation of FoxO3 may represent a novel avenue to improve PAH.