Les Hedgehogs (Hh) sont des morphogènes multifonctionnels qui ont des rôles importants dans l'embryogenèse et la morphogenèse de plusieurs organes. Leur rôle dans le développement de la glande gastrique humaine n'est pas connu. Peu est connu de la signalisation Hh, plus précisément de Sonic Hedgehog (Shh), dans la glande gastrique humaine adulte, autant dans sa localisation et son association aux différents types cellulaires gastriques que dans son rôle fonctionnel dans cet organe.Les modèles murins de délétion classique des molécules de la signalisation Hh subissent, dans la grande majorité, une mort néonatale ou au stade somites rendant ces modèles inutiles pour l'étude du maintien de l'homéostasie du tube digestif adulte, autant au niveau de l'intestin que de l'estomac. Dans un premier temps, les patrons d'expression des différents gènes clés impliqués dans la voie de signalisation Hh dans le développement foetal humain de la glande gastrique ont été déterminés à l'aide de tissus gastriques foetaux âgés entre 14 et 20 semaines de gestation. Dans un deuxième temps, les rôles fonctionnels et physiologiques de Shh, dans l'homéostasie de l'intestin adulte et dans la morphogenèse et homéostasie de l'estomac ont été élucidés par la génération de souris possédant une délétion conditionnelle de Shh à l'épithélium de l'intestin ou de l'estomac à l'aide du système Cre/loxP. L'analyse des patrons d'expression des ligands SHH et Indian Hedgehog (IHH), des récepteurs PATCHED et SMOOTENED, des effecteurs GLI et de gènes cibles de la voie de signalisation Hh dans la glande gastrique humaine en développement, a confirmé la présence de la majorité de ces protéines dès 14 semaines de gestation. Ces effecteurs n'ont été détectés qu'au niveau des cellules à mucus de surface, des cellules du foveolae et des cellules zymogéniques mais pas au niveau des cellules pariétales. L'expression strictement épithéliale de presque toutes ces protéines suggère fortement l'activation exclusivement autocrine de cette voie de signalisation dans la glande gastrique humaine foetale. Ces patrons d'expression diffèrent de ceux retrouvés dans la glande gastrique murine foetale ou adulte. L'étude du modèle murin Villine -Cre; ShhloxP/loxP , qui possède une délétion de Shh à l'épithélium intestinal, a permis d'élucider les rôles fonctionnels de Shh dans l'homéostasie de l'intestin. Nous avons constaté que Shh a un rôle spécifique dans l'homéostasie intestinale puisque les souris expérimentales présentent un allongement villositaire. Shh est également impliqué dans la maturation des cellules caliciformes et dans l'inhibition de la prolifération épithéliale intestinale.Les résultats montrent aussi que Ihh semble, quant à lui, avoir un rôle compensateur puisqu'il se relocalise dans les régions qui expriment normalement Shh. L'étude du modèle murin Foxa3 -Cre; ShhloxP/loxP , qui possède une délétion de Shh dans l'épithélium gastrique, a permis d'élucider les rôles de Shh dans le développement et le maintien de la glande gastrique. Nous avons déterminé que Shh a un rôle dans la morphogenèse de la glande gastrique et dans le maintien de ce dernier. En effet, l'architecture foveolae-glande est fortement affectée par la perte épithéliale de Shh.Les résultats démontrent également que Shh a un rôle déterminant dans la différenciation des cellules pariétales puisque ces dernières sont absentes chez les souris expérimentales.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le cancer gastrique (CG) est une maladie multifactorielle, fréquemment associée à l’infection chronique par des souches CagA+ d’Helicobacter pylori. La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) est un processus réversible dans lequel une cellule épithéliale polarisée acquiert un phénotype mésenchymateux. L’EMT est à l’émergence de cellules souches cancéreuses (CSC) qui expriment CD44 et présentent une activité ALDH élevée. L’infection des cellules épithéliales gastriques humaines (CEGs) par CagA+ H. pylori induit des cellules CD44+ avec des propriétés des CSCs via une EMT. La voie Hippo est composée par les kinases MST et LATS, et leurs cibles, les YAP1 et TAZ. Suite à la phosphorylation, YAP1 et TAZ sont inhibés. YAP1 et TAZ activés lient les facteurs TEAD pour promouvoir la croissance cellulaire et l’inhibition de l’apoptose.Notre premier objectif était de rechercher si H. pylori change l’état d’activation de la voie Hippo et l'effet sur l’EMT et les CSC in vitro et in vivo. Le deuxième but est la caractérisation du rôle de YAP1/TEAD dans les propriétés de CSCs gastriques in vitro et les conséquences de son inhibition dans la croissance tumorale in vivo.Pour étudier la régulation de la voie Hippo pendant l’infection par H. pylori, LATS2, YAP1 et CD44 ont été évalués dans la muqueuse gastrique de sujets non-infectés et infectés par H. pylori, qui ont été augmentés avec l’infection et leur surexpression a été associée avec la gastrite et la métaplasie intestinale. Dans les CEGs l’expression de gènes de la voie Hippo a été altérée par l’infection. La régulation de la voie Hippo par H. pylori a une cinétique diphasique et dépendante de CagA. Dans l’infection précoce, H. pylori déclenche l’activité transcriptionelle de YAP1. Cette période d’inactivité de la voie Hippo est suivi de son activation progressive, soutenue par l’accumulation de LATS2 et la phosphorylation inhibitrice de YAP1. La répression de LATS2 avec siRNAs a accéléré l’acquisition du phénotype mésenchymateux après l’infection, l’augmentation de marqueurs de l’EMT (Zeb1 et Snail1), et la diminution des miR-200 épithéliaux. Les CSC induites par H. pylori ont été potentialisées par l’inhibition de LATS2, ce qui suggère que LATS2 limite l’EMT et le phénotype de CSC acquis pendant l’infection. L’inhibition de LATS2 ou YAP1 diminue l’expression de ces deux protéines, révélant ainsi une boucle de régulation positive. Dans des coupes de tissu de CG, l’expression de LATS2 et YAP1 est hétérogène et positivement corrélée, fait qui a été confirmé dans 38 CEGs de la CCLE. L’expression LATS2 est fortement corrélée à celle de CTGF et CYR61, ce qui suggère que LATS2 peut aussi être un gène cible de YAP1/TEAD.La verteporfine (VP) est capable d’interrompre l’interaction YAP1/TEAD, et donc d’inhiber son activité transcriptionelle. In vitro, utilisant CEGs et des cellules de tumeurs de patients amplifiées chez la souris (patient-derived xenograft PDX), le traitement à la VP a diminué la croissance cellulaire, l’expression de gènes cible de YAP1/TAZ/TEAD, l’activité du rapporteur TEAD-luciférase et la capacité de formation de sphères. L’activité de la VP a été testée in vivo par injection péri-tumorale dans un modèle de greffe sous-cutanés des CEGs MKN45 et MKN74 et le PDX GC10 chez la souris NSG. La croissance tumorale a été diminuée. Le poids des tumeurs, l’analyse par IHC (CD44, ALDH, Ki67) et la capacité de formation de sphères des CSCs résiduelles ont été diminuées. Ces résultats montrent une activité inhibitrice de la VP sur les CSCs gastriques in vitro et in vivo.Ce travail montre pour la première fois que l’axe LATS2/YAP1/TEAD est précocement activé pendant l’infection chronique avec H. pylori et que celui-ci contrôle l’EMT et les propriétés de CSC. Le ciblage de la voie Hippo a été montré comme étant efficace dans la prévention de la croissance tumorale, mettant en évidence le potentiel de son inhibition dans le traitement du cancer gastrique. / Gastric cancer (GC) is a multifactorial disease, most frequently associated to chronic infection with CagA-positive Helicobacter pylori strains. Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) is reversible process in which polarized epithelial cells acquire a mesenchymal phenotype. EMT is at the origin of cancer stem cells (CSC). In GC, CSCs express CD44 and high aldehyde-dehydrogenase (ALDH) activity. Infection with H. pylori of human gastric cancer cell lines (hGECs) in vitro induces the emergence of a population of CD44+ cells with CSC-properties through an EMT process in a CagA-dependent manner. The Hippo pathway is composed by the kinases MST and LATS, and their phosphorylation targets,YAP1 and TAZ. Upon phosphorylation by LATS, YAP1 and TAZ are inhibited. Active YAP1 and TAZ bind to TEAD transcription factors to promote the expression of genes that regulate cell growth and apoptosis.The first aim of this work was to investigate whether H. pylori affects the activation state of the Hippo pathway, and its effect on the EMT process and the CSCs. Second, we intended to characterize the role of YAP1/TEAD in gastric CSC properties in vitro and the consequences of its pharmacological inhibition on tumor growth in vivo.To study the Hippo pathway regulation during infection, LATS2, YAP1 and CD44 were evaluated in gastric mucosae of non-infected or H. pylori-infected patients. They were upregulated in infected mucosae and were associated to pathology. Hippo pathway regulation by H. pylori infection has biphasic kinetics and is CagA-dependent. Early in infection, H. pylori transiently triggered YAP1 expression and co-transcriptional activity, along with LATS2. This period of Hippo pathway inactivity is followed by a progressive activation, sustained by LATS2 accumulation and inhibitory YAP1Ser127-phosphorylation. LATS2 siRNA-mediated repression accelerated the acquisition of the EMT-phenotype upon infection, the up-regulation of EMT-markers ZEB1 and Snail1, and the decrease of the epithelial miR-200. H. pylori-induced CD44 upregulation, invasion and sphere-forming capacity were further enhanced upon LATS2 knockdown, suggesting that LATS2 restricts the EMT and CSC-like phenotype in hGECs upon H. pylori infection. Inhibition of either LATS2 or YAP1 reduced the expression of both proteins, revealing a positive feedback loop. In tissue sections of GC, LATS2 and YAP1 were heterogeneous and co-expressed. The positive correlation between LATS2 and YAP1 was confirmed in the 38 hGECs of the CCLE. The expression of CTGF and CYR61 was also strongly correlated to LATS2, suggesting that LATS2 could also be a YAP1/TEAD target gene.hGECs of the CCLE. The expression of CTGF and CYR61 was also strongly correlated to LATS2, suggesting that LATS2 could also be a YAP1/TEAD target gene.Verteporfin (VP) disrupts the YAP1/TEAD interaction inhibiting its transcriptional activity. In vitro, using hGECs and cells from patient derived primary tumor xenogratfs (PDXs), we showed that treatment with VP decreased cell growth, expression of YAP1/TAZ/TEAD target genes, TEAD-luciferase reporter activity and sphere-forming capacity. The activity of VP was tested in vivo, by peritumoral injection in a model of subcutaneous graft of hGECs (MKN45 and MKN74) and PDX (GC10) in NGS mice. Tumor growth was followed and a decrease was observed. Tumor weight measurement, IHC analysis (CD44, ALDH and Ki67), and CSCs were decreased in treated tumors. These results show the CSC-inhibitory activity of VP both in vitro and in vivo.We showed for the first time that the LATS2/YAP1/TEAD axis is early activated during the carcinogenesis process induced by chronic H. pylori infection and controls the subsequent EMT and CSC-like features. Targeting the Hippo pathway efficiently prevented tumor growth in a PDX model, highlighting the potential of its inhibition to be implemented in gastric cancer therapy.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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

L'infection par Helicobacter pylori provoque une inflammation qui peut persister de façon asymptomatique ou évoluer vers de nombreuses pathologies gastroduodénales sévères telles que les ulcères gastroduodénaux, le lymphome du MALT et le cancer gastrique. L'îlot de pathogénicité cag est l'un des facteurs de virulence majeurs de cette bactérie. Plusieurs cytokines et peptides antimicrobiens sont impliqués dans la modulation de la réponse inflammatoire de la muqueuse épithéliale gastrique lors de l'infection par H. pylori. Ce travail a porté sur l'étude des interactions entre H. pylori et les cellules épithéliales gastriques. L'étude in vivo sur un modèle murin d'infection a permis de décrire un profil de la réponse antimicrobienne liée à cette bactérie. Une production accrue de S100A9 pourrait être impliquée dans l'échec d'implantation et de colonisation de la bactérie dans la muqueuse gastrique murine. Nous avons également établi un protocole de culture primaire de cellules épithéliales gastriques humaines à partir d'estomacs obtenus après gastrectomie partielle chez des sujets atteints d'obésité morbide. Cette étude a permis de modéliser in vitro la réponse inflammatoire et antimicrobienne de la muqueuse gastrique humaine après infection par H. pylori. L'induction cag-dépendante d'un panel de médiateurs inflammatoires et antimicrobiens par les cellules épithéliales gastriques exposées à H. pylori confirme l'implication de ce facteur au cours de la réponse inflammatoire précoce. Des cellules gastriques à phénotype de cellules souches ont également été isolées et des caractérisations phénotypiques et moléculaires ont été initiées pour déterminer leur nature. Les modèles cellulaires développés au cours de cette étude permettent une meilleure compréhension des interactions entre H. pylori et les cellules épithéliales gastriques.

Streptococcus thermophilus est la bactérie lactique la plus utilisée après Lactococcus lactis dans l'industrie laitière pour la fabrication de yaourts et de fromages à pâte cuite (Emmental, gruyère), filée (Mozarella) ou pressée (Cheddar). Il s'agit du seul streptocoque à avoir le statut de bactérie GRAS (Generally Recognized As Safe). Dans un premier temps le potentiel probiotique de 30 souches de S. thermophilus de différentes origines a été testé par l'étude de leurs capacités à résister aux différentes conditions de stress rencontrées pendant leur passage dans le tractus gastro-intestinal (bas pH, sels biliaires et stress oxydant), de leur capacité à adhérer aux cellules épithéliales intestinales et de leurs propriétés immunomodulatrices. La majorité des souches réduit la production d'interleukine IL-8 (pro-inflammatoire) alors qu'elles induisent la production d'interleukine IL-10 (anti-inflammatoire) et l'IL-12 (pro-inflammatoire). Sur la base du rapport IL-10/IL-12, qui permet d'apprécier le potentiel anti-inflammatoire d'une souche, nous avons observé que certaines d'entre-elles pourraient avoir un fort potentiel anti-inflammatoire. L'Analyse en Composantes Principales (ACP) nous a permis de séparer les souches en 6 catégories différentes présentant des propriétés distinctes. A l'intérieur de chaque classe, une variabilité entre les souches a été observée et des caractéristiques intéressantes identifiées. Cependant, aucune des classes ne peut être considérée comme contenant le probiotique « parfait ». Suite à cette étude et sur la base de sa résistance aux stress gastriques et de ses capacités d'adhésion, et sachant que la séquence de son génome est disponible, la souche LMD-9 a été sélectionnée pour la deuxième partie de ce travail, à savoir la construction d'un outil basé sur la technologie R-IVET pour étudier l'état physiologique de S. thermophilus dans le tractus digestif. L'outil R-IVET mis au point se compose de deux éléments: un vecteur plasmidique portant le gène cre codant une recombinase spécifique dépourvu de son promoteur et une cassette chromosomique composée d'un gène de résistance à la spectinomycine flanqué par des sites loxP, reconnus par la recombinase Cre. La fonctionnalité de l'outil R-IVET a ensuite été testée par le clonage de trois promoteurs différents de S. thermophilus (PprtS, Pshsp and Plac) en amont de cre. Le système a été valide in vitro avec les trois promoteurs et in vivo avec le promoteur Plac / Streptococcus thermophilus is a lactic acid bacterium used after Lactococcus lactis in the dairy industry for the production of yogurt and cheeses like Emmental, Gruyere, Mozarella and Cheddar. It is the only streptococcus to have the GRAS (Generally Recognized As Safe) status. In this work, the probiotic potential of 30 S. thermophilus strains from different origins was tested by studying their ability to resist different stress conditions encountered during their passage through the GIT (low pH, bile salts and oxidative stress), their ability to adhere to intestinal epithelial cells and their immunomodulatory properties. Majority of the strains reduced the production of interleukin IL-8 (pro-inflammatory) and induced the production of interleukin IL-10 (anti-inflammatory) and IL-12 (pro-inflammatory). On the basis of the ratio IL-10/IL-12 which allows to evaluate the anti-inflammatory potential of a probiotic, several strains appeared to have a high the anti-inflammatory potential. Principal Component Analysis (PCA) allowed us to classify strains in 6 different categories with different properties. Within each class, variability and interesting features were observed, but none of the classes could be considered as containing the perfect probiotic. Following this study and on the basis of its resistance to gastric stress and its adhesion capacity and knowing that its genome sequence is available, the strain LMD-9 was selected for the second part of this work, namely the construction of a tool based on R-IVET to study the physiological state of S. thermophilus in the digestive tract. This tool is composed of two elements: a plasmid vector (pULNcreB), carrying the gene cre encoding a site-specific recombinase without its promoter and a chromosomal cassette composed of a gene of resistance to spectinomycin flanked by loxP sites which are recognized by the recombinase Cre. The functionality of the tool R-IVET was then tested by cloning three different promoters of S. thermophilus (PprtS, Pshsp and Plac) upstream of cre. System was valid in vitro with all the three promoters and in vivo by using the lactose operon promoter Plac

L’[alpha]-casozépine, décapeptide issu de l’hydrolysat trypsique de la caséine [alpha]s1, possède in vitro une affinité pour le site benzodiazépine des récepteurs GABAA centraux (Lecouvey et al., 1997 ; Miclo et al., 2001). Des résultats attestent du potentiel anxiolytique de ce décapeptide seul ou au sein de son hydrolysat, in vivo, en administration intrapéritonéale et per os chez le rat Wistar (Guesdon et al., 2006 ; Miclo et al., 2001 ; Violle et al., 2007) et chez l’Homme en administration orale (Kim et al., 2007 ; Messaoudi et al., 2005). Pour déterminer la sensibilité de l’[alpha]-casozépine à différentes attaques protéolytiques, des cinétiques d’hydrolyses gastriques, pancréatiques et intestinales, ont été réalisées in vitro avec les enzymes et systèmes enzymatiques suivants ; pepsine, trypsine, [alpha]-chymotrypsine, CorolasePP®, vésicules membranaires de bordure en brosse d’entérocytes de rats et épithélium entérocytaire reconstitué par les cellules de la lignée Caco-2. Pour chacune des conditions d’hydrolyses étudiées, l’ensemble des fragments peptidiques libérés ont été séparés par chromatographie liquide haute performance en phase inversée et caractérisés par spectrométrie de masse. Ces analyses mettent en évidence la résistance partielle de l’[alpha]-casozépine à certaines enzymes et systèmes enzymatiques. L’hydrolyse pepsique de l’[alpha]-casozépine libère notamment deux fragments : 91YLGYLEQ97 et 91YLGYL95, nommés F97 et F95 qui s’avèrent être plus résistants que [alpha]-casozépine à certaines enzymes employées. Ainsi pour permettre une meilleure compréhension de la relation entre la structure de l’[alpha]-casozépine et la fonction benzodiazépine mimétique obtenu in vivo, ces peptides tronqués dans leur partie carboxy-terminale ont été testés in vivo chez le rat Wistar en injection intrapéritonéale. Ils s’avèrent être également détenteurs d’activité anxiolytique. Cependant aucun transfert de l’[alpha]-casozépine et des fragments F97 et F95 n’a pu être observé au travers de l’épithélium entérocytaire reconstitué par le modèle cellulaire de la lignée Caco-2 et ce malgré les différentes conditions de cultures et d’analyses testées / [alpha]-Casozepine, a tryptic decapeptide from bovine [alpha]s1-casein, have in vitro an affinity for the benzodiazepine site of the central receptor GABAA (Lecouvey et al., 1997; Miclo et al., 2001). Some results display the anxiolytic potential of this peptide alone or within its hydrolysat, in vivo, in intra peritoneal administration and per os in Wistar rats (Guesdon et al., 2006; Miclo et al., 2001; Violle et al., 2007) and in human in oral administration (Kim et al., 2007; Messaoudi et al., 2005). To determine the sensitivity of [alpha]-casozepine in various proteolytic attacks, kinetics of gastric, pancreatic and intestinal hydrolyses, were realized in vitro with enzymes and following enzymatic systems; pepsin, trypsin, [alpha]-chymotrypsin, CorolasePPTm, brush border membranar vesicles rats enterocytes and enterocytes epithelium reconstituted by the Caco-2 cell line. For each of the conditions of studied hydrolysis, all the peptides fragments released were separated by liquid chromatography high-performance in inverted phase and characterized by mass spectrometry. These analyses underline the partial resistance of [alpha]-casozepine in some enzymes and enzymatic systems. [alpha]-Casozepine pepsic hydrolysis release in particular two peptide fragments: 91YLGYLEQ97 and 91YLGYL95, named F97 and F95 who turn out to be more resistant than [alpha]-casozepine in some used enzymes. So to allow a better understanding of the relation between structure of [alpha]-casozepine and the benzodiazepine mimetic function obtained in vivo, these peptides truncated in their carboxy-terminal party were tested in vivo with Wistar rat in intra peritoneal injection. They turn out to be also holders of anxiolytic activity. However no transfer of [alpha]-casozepine and fragments F97 and F95 was observed through the enterocyte epithelium reconstituted by the cellular model Caco-2 and this in spite of the various conditions of cultures and tested analyses