Le gène TP63 fait partie de la famille du gène suppresseur de tumeur TP53. Il code plusieurs isoformes. L’une d’entre elles, tronquée dans la région amino-terminale et appelée ΔNp63, présente des propriétés oncogéniques. Elle est impliquée dans la progression tumorale et la chimiorésistance. Sa surexpression est fréquente dans certains types de cancers. La première partie de mes travaux a consisté à identifier les facteurs de transcription impliqués dans la régulation du promoteur de ΔNp63. J’ai montré que l’expression de cette isoforme est inhibée par p53 et activée par ΔNp63 elle-même et par la β-caténine, dans des lignées de carcinome hépatocellulaire et de carcinome épidermoïde de l’œsophage. Dans des conditions physiologiques, un des types cellulaires dans lequel ΔNp63 est exprimée est la cellule basale mammaire. Il est admis que les tumeurs mammaires dites basal-like sont issues des cellules basales. Certaines de ces tumeurs présentant une surexpression de ΔNp63, nous avons émis l’hypothèse que ΔNp63 serait impliquée dans la tumorigenèse des cellules basales. Dans la deuxième partie, j’ai montré que l’expression de ΔNp63 peut être augmentée en cultivant les cellules mammaires en présence de surnageant de fibroblastes embryonnaires humains. L’identification de facteurs solubles responsables est en cours. D’autre part, j’ai caractérisé les conséquences biologiques de cette augmentation en termes de prolifération, de motilité et de survie des cellules immatures mammaires normales et tumorales. Les plus grandes modifications observées concernent (i) l’état de différenciation, les cellules surexprimant ΔNp63 présentant un phénotype plus immature ; (ii) la balance entre migration et adhésion qui penche en faveur de cette dernière. ΔNp63 semble donc être au carrefour des mécanismes de prolifération, d’adhésion, de différenciation et de motilité, processus impliqués dans la formation et l’homéostasie des tissus, mais dont l’altération peut conduire à l’initiation et à la progression tumorale ainsi qu’à la dissémination métastatique. Mes travaux apportent des informations sur le rôle de cette protéine dans ces processus et devraient, à terme, permettre de mieux comprendre la genèse de certains cancers, en particulier les carcinomes basal-like / TP63 gene belongs to the TP53 tumor suppressor gene family. It encodes several isoforms. One of these, truncated in its amino-terminal end and called ΔNp63, displays oncogenic properties. It is involved in tumor progression and chemoresistance and is overexpressed in some tumor types. The first part of my work consisted of identifying the transcription factors involved in the regulation of the ΔNp63 promoter. I have shown that ΔNp63 expression is inhibited by p53 and activated by ΔNp63 itself and by β-catenin in hepatocellular carcinoma and esophageal squamous cell carcinoma cell lines. Under physiological conditions, one of the cell types in which ΔNp63 is expressed is the mammary basal cell. The “basal-like” mammary tumor sub-type seems to stem from basal cells. As some of these tumors exhibit overexpression of ΔNp63, we hypothesized that this isoform could be involved in the genesis of basal-like tumors. In the second part, I have shown that ΔNp63 expression can be increased in mammary cells cultivated in the presence of human embryonic fibroblast supernatant. Identifying the soluble factors responsible for this increase is in progress. In parallel, I have evaluated the biological consequences of ΔNp63 overexpression in terms of proliferation, cell motility and survival of normal and malignant immature mammary cells. The main modifications relate to (i) the differentiation status, ΔNp63-overexpressing cells exhibiting a more immature phenotype; (ii) the balance between migration and adhesion that is in favor of this latter. ΔNp63 seems to be at the crossroads of proliferation, adhesion, differentiation and motility, processes implicated in tissue formation and homeostasis, but whose alteration may lead to tumor initiation and progression and to metastatic dissemination. My work provides information on the role of this isoform in these processes and should allow better understanding of the genesis of some tumor types, in particular basal-like breast carcinomas

A l’issue d’un accident nucléaire, les produits de fission de l’uranium tel les iodes radioactifs sont dispersés dans l’environnement. L’homme est susceptible d’être exposé à ces éléments majoritairement via l’inhalation d’air et/ ou l’ingestion d’aliments contaminés. L’iode 131 est connu pour être responsable de l’augmentation de l’incidence du cancer de la thyroïde. Une des contremesures pour prévenir cette pathologie est l’ingestion de dose unique de comprimés d’iodure de potassium (KI) à fin de saturer la glande thyroïde par de l’iode stable et d’éviter ainsi l’accumulation de l’iode radioactif. Les scénarios de rejets réitérés d’iodes radioactifs lors des deux accidents majeurs Tchernobyl et Fukushima ont mis en évidence les limites de cette mesure, des prises répétées de KI pour protéger dans le temps les populations s’avèrent nécessaires. Dans la littérature on dispose de peu de données clinique et préclinique sur la prise répétée d’iode stable, quant à son usage ça n’a pas été décrit. La doctrine iode ainsi que l’autorisation de mise sur le marché (AMM) du KI envisage seulement la prise unique à renouveler exceptionnellement chez la population adulte. L’iode est connu pour être un élément clé de la fonction thyroïdienne, on jouant un double rôle à la fois de substrat de régulateur de la thyroïde. Si sa présence est indispensable à la formation des hormones thyroïdienne, son excès exerce un effet inhibiteur transitoire de cette synthèse connu sous le nom de l’effet Wolff-Chaikoff. Les hormones thyroïdiennes jouent un rôle majeur dans le développement et la fonction de presque tous les organes du corps (cerveau, cœur, os...), la moindre variation de leurs niveau peut impacter l’homéostasie du corps. Ainsi, il est difficile d’appliquer la prise répétée du KI en absence connaissances biologiques et toxicologiques. Pour combler ses lacunes et proposer une solution de prophylaxie répétée en cas d’exposition réitérée, le programme de recherche français PRIODAC : PRophylaxie répétée par l’IODe stable en situation ACcidentelle (ANR/RSNR), dont fait partie cette thèse vise à exploiter les modalités d’administration répétées du KI chez toutes les tranches d’âge (in utero, adulte et âgé), et d’évaluer la toxicologie de la prise répétée de KI sur les grandes fonctions physiologiques de l’organisme. Trois modèles de rats Wistar ont fait l’objet de ce travail de thèse : le modèle de référence rat adulte (âgé de 3 mois), le modèle à risque, organisme en développement (exposé durant la gestation) et un autre modèle à risque le rat âgé (âgé de 12 mois), ces trois modèles ont reçus 8 prise consécutive de KI 1mg/kg/24h. Les effets biologiques de ce traitement pendant 8 jours ont été évalués à long-terme (30 jours post-prophylaxie). Concernant, le modèle de référence ont n’a pas observé d’impact néfaste à long-terme de la prise répétée du KI (Lebsir, Cohen et al. 2018; Lebsir, Manens et al. 2018) par contre sur les modèles à risque plusieurs effets à long-terme ont été mis en évidence. Chez la progéniture exposée in utero, la coordination motrice ainsi que l’expression de quelques gènes clés du cerveau ont été négativement modifiées par le traitement. Chez le rat âgé la biochimie clinique, l’expression de quelques gènes clés de la fonction cardiovasculaire ainsi que le système rénine-angiotensine-aldostérone ont été significativement impacté par le traitement. En conclusion, les résultats obtenus montrent l’innocuité sur le plan toxicologique du KI administré à 1mg/kg toutes les 24h pendant 8 jours chez le modèle adulte et la nocuité de ce schéma prophylactique chez les modèles à risque in utero et âgé. Ces résultats ont été communiquées à la pharmacie centrale des armées (producteur et détentrice de l’AMM) afin de servir de données d’entrée pour des études de bonne pratique de laboratoire notamment pour le modèle adulte et également, afin de contribuées à l’évolution de la doctrine de l’iode en terme de radioprotection. / Following nuclear accidents, uranium fission products such as radioactive iodines are released into the environment. Humans are likely to be exposed to these elements mainly through inhalation of air and / or ingestion of contaminated food. Iodine 131 is known to be responsible for increasing the incidence of thyroid cancer. One of the available countermeasures is the ingestion of a single dose of potassium iodide (KI) tablets to saturate the thyroid gland with stable iodine and thus prevent the uptake of the radioactive isotope.Repeated releases of radioactive iodine during the two major accidents Chernobyl and Fukushima have highlighted the weaknesses of this measure, repeated intake of KI maybe necessary. In the literature there is little clinical and preclinical data on the repeated intake of stable iodine, regarding its use it has not been described. The iodine doctrine as well as the Marketing Authorization (MA) of the KI considers only the single taking, to renew exceptionally in the adult population. Iodine is known to be a key component of thyroid function, playing a dual role as both a substrate and a regulator of the thyroid. If its presence is essential for the synthesis of thyroid hormones, its excess exerts a transient inhibitory effect on this synthesis known as the Wolff-Chaikoff effect. Thyroid hormones affect the development and function of almost all organs of the body (brain, heart, bone ...), the slightest variation in their level can impact the homeostasis of the body. Hence, the toughness of applying repeated KI intake in the absence of biological and toxicological data. To fill this gap and find a solution in the event of repeated exposure, the French research program PRIODAC: repeated potassium iodide prophylaxis in accidental situation (ANR / RSNR), of which this thesis is part, aims to define the modalities of repeated administration of KI in all age groups (in utero, adult and elderly), and evaluate the biological consequences on the the body’s major physiological functions. Three models of Wistar rats were used in this work: the reference model adult rat (3 months), the first sensitive model offspring (exposed during gestation) and another sensitive model the older rat (12 months ), these three models received 8 consecutive intake of KI 1mg / kg / 24h. And the effects were assessed at long-term (30 days post-prophylaxis). On the reference model, there was no long-term adverse impact of repeated KI intake (Lebsir, Cohen et al. 2018; Lebsir, Manens et al. 2018). On the other hand, sensitive models reveal several long-term effects; the offspring exhibited impaired motor coordination and variation of the expression of some key brain genes. And in the elderly rat urinary biochemistry, expression of some key genes of the cardiovascular function, as well as the renin-angiotensin-aldosterone system were significantly impacted by the treatment. In conclusion, the results obtained show the toxicological safety of KI administered at 1 mg / kg every 24 hours for 8 days in the adult model, and the harm of this prophylactic scheme in sensitive models in utero and elderly. These results were sent to the French central pharmacy of armies and will serve as input data for good laboratory practice studies that eventually will contribute to the evolution of the iodine doctrine and KI MA.

L’épithélium mammaire est composé de cellules luminales et basales myoépithéliales. Il comprend des cellules souches et progénitrices qui gouvernent le développement de la glande. Leur dérégulation est probablement à l’origine de certains cancers du sein très agressifs, dits « triple-­‐négatifs » (négatifs pour les récepteurs hormonaux et HER2), pour lesquels il n’existe pas de thérapie ciblée. L’équipe a identifié un nouveau marqueur spécifique du compartiment basal comprenant les cellules souches, la Podoplanine (Pdpn), dont l’expression est concentrée aux contactsintercellulaires basal-­‐luminal. La Pdpn est une glycoprotéine transmembranaire connectée au cytosquelette, impliquée dans le développement denombreux tissus et la tumorigenèse. Son rôle dans la glande mammaire n’a jamais été étudié. A l’aide d’une délétion génique conditionnelle, nous avons trouvé que l’absence de Pdpn dans l’épithélium mammaire perturbe la fonction des cellules souches/progénitrices basales ainsi quel’expression de plusieurs composants du signalosome de la voie Wnt/b-­‐caténine. De plus, la perte de Pdpn dans un modèle murin de tumorigénèsemammaire induite par l’activation de la signalisation Wnt/b-­‐caténine réduit la fréquence des tumeurs mammaires triple-­‐négatives, limite l’expansiondes cellules initiatrices de tumeurs et favorise l’expression de marqueurs moléculaires associés à un programme de transition mésenchymo-­‐épithéliale. Au moyen d’expériences de gain de fonction dans une lignée de cellules basales mammaires, Nous avons montré que les phénotypes décrits précédemment reposent sur des mécanismes moléculaires impliquant la Pdpn dans le contrôle positif de l’activation de la voie Wnt/b-­‐caténine. Notre étude révèle un rôle pour la Pdpn dans le contrôle des cellules souches et de leur réponse à la signalisation Wnt/b-­‐caténine au cours du développement et de la tumorigénèse mammaire. / Stem cells (SC) drive mammary development, giving rise postnatally to an epithelial bilayer composed of luminal and basal myoepithelial cells. The molecular identity of SCs and the factors regulating their function remain poorly defined. We identified the transmembrane protein, Podoplanin (Pdpn), as a specific marker of the basal compartment, including multipotent SCs, and found Pdpn localized at the basal-luminal interface. Embryonic deletion of Pdpn targeted to basal cells diminished basal and luminal SC activity and affected expression of several Wnt/b-catenin (Wnt/b-cat) signaling components. Moreover, Pdpn deletion attenuated mammary tumor formation in a mouse model of b-cat-induced breast cancer, limiting tumor-initiating cell expansion and promoting molecular features associated with mesenchymal-to-epithelial cell transition. In line with the loss-of-function data, we demonstrated that mechanistically, Pdpn enhanced Wnt/b-cat signaling in mammary basal cells. Overall, our study reveals a role for Pdpn in mammary development and tumorigenesis through the control of Wnt/b-cat-responsive SCs.

Le récepteur hypophysaire de la GnRH (RGnRH) joue un rôle crucial dans le contrôle de la fonctionde reproduction. Dans le promoteur distal du Rgnrh, j'ai caractérisé un élément de réponsebifonctionnel répondant aux protéines LIM à homéodomaine ISL1/LHX3 et à GATA2. D'autre part,deux motifs TAAT situés dans la région plus proximale confèrent à ce gène la capacité de répondreaux facteurs Paired-like PROP1 et OTX2. Tous ces facteurs, exprimés précocement au cours del'ontogenèse hypophysaire, pourraient participer à l'émergence de l'expression du Rgnrh. Hors del'hypophyse, j'ai découvert que le Rgnrh est exprimé au cours du développement postnatal dansl'hippocampe de rat, où il module la plasticité synaptique. Par ailleurs, j'ai identifié deux nouveauxsites d'expression, la rétine et la glande pinéale. Ces résultats mettent en lumière l'importancefonctionnelle de ce récepteur et de son ligand et les rôles multiples qu'il ont acquis au cours del'évolution des Vertébrés.

Les membres de la famille de facteur de transcription RFX sont extrêment conservés au cours de l'évolution et sont retrouvés de la levure aux mammifères. Au sein de notre laboratoire, nous disposons d'un modèle murin Rfx3. Au cours de mon doctorat, j'ai entrepris d'analyser le phénotype cérébral de ce mutant. Il est ressorti de cette étude que les souris Rfx3 présentent de multiples atteintes cérébrales au niveau de l'Organe Sous Commissural, de la Glande Pinéale, des Plexus Choroïdes et de la Commissure Postérieure. L'analyse de la formation du cerveau, chez ces mutants, a révélé qu'une mauvaise spécification de la ligne médiane dorsale du prosencéphale peut en être à l'origine. Comme RFX3, est un régulateur de la ciliogenèse, ces travaux supposent l'existence d'un nouveau rôle des cils dans la genèse cérébrale. Appuyant cette hypothèse, une des atteintes cérébrales classiquement rencontrées chez les patients souffrant de ciliopathies, qu'est l'agénésie callosale, est également retrouvée chez les mutants murins Rfx3. Et l'analyse de la région de formation du Corps Calleux, en contexte mutant, a mis en évidence des défauts cellulaires pouvant expliquer cette atteinte cérébrale majeure. L'ensemble des travaux réalisés sur ce modèle murin de ciliopathie permettent progressivement d'apporter des réponses essentielles quant aux mécanismes physiopathologiques des ciliopathies.

Durant la dernière décennie, la problématique de santé liée aux perturbateurs endocriniens (PE) s'est étendue à la toxicité des mélanges. L'objectif de ce travail était de définir les conséquences d'une exposition continue à des cocktails des PE, à des doses faibles et définies comme "non nocives " par les autorités réglementaires. Des mélanges associant la génistéine, la vinclozoline, et le Bisphénol A, ont fait l'objet d'étude intégrative et multi-générationnelle chez le rat qui prend en compte le comportement maternel, le comportement alimentaire et le développement. Nos résultats montrent que ces mélanges peuvent: a) diminuer le comportement maternel, b) modifier les préférences gustatives (sucré, salé), c) affecter le développement dès la période utérine (malformations) jusqu'à l'âge adulte (surpoids), d) perturber le bilan métabolique (femelles) et l'expression par la glande salivaire de gènes codant des protéines impliquées dans la gustation, d'engendrer des effets épigénétiques sur sur la génération F2 non exposée. L'étude in vitro confirme que la Génistéine et/ou la Vinclozoline, introduites durant l'induction de la différenciation adipocytaire affectent le développement des 3T3-L1et leur activité endocrine (leptine; triglycérides), et révèle que la Vinclozoline potentialise l'effet anti-adipogénique de la Génistéine.En conclusion, ce travail montre qu'une exposition à des mélanges de PE peut altérer le comportement et le développement, et prédisposer l'organisme à développer des maladies métaboliques telles que le diabète et l'obésité, mais que les propriétés hormonales de chaque composant ne sont pas prédictives des effets cocktails

Les troubles du spectre autistique (TSA) sont définis par l'association de troubles des interactions sociales, de troubles du langage et de comportements stéréotypés et intérêts restreints. Cette entité recouvre en réalité des situations cliniques très hétérogènes, tant par le spectre de sévérité des symptômes que par la variété des comorbidités et signes associés. Si l'étiologie génétique semble prépondérante, les mécanismes moléculaires impliqués semblent complexes et hétérogènes, et les associations génotype-phénotype inconstantes. Une stratégie possible pour décomposer cette hétérogénéité clinique et génétique consiste à s'appuyer sur des endophénotypes, ou phénotypes intermédiaires, pour définir des catégories plus homogènes sur le plan physiopathologique. Parmi les nombreux endophénotypes biologiques décrits dans les TSA, l'augmentation de la sérotonine sanguine est l'un des mieux documentés, mais les mécanismes en sont encore inconnus. Des déficits en mélatonine (qui est un dérivé de la sérotonine) ont également été rapportés par plusieurs études. L'objectif de cette thèse était de caractériser les anomalies de la voie sérotonine-mélatonine dans les TSA, et d'en étudier les mécanismes et les corrélats cliniques. L'exploration exhaustive de la voie sérotonine-mélatonine à partir de prélèvements sanguins dans une grande cohorte de plus de 200 patients avec TSA et leurs apparentés a permis d'estimer la prévalence de l'hypersérotoninémie dans les TSA à 45%, et celle du déficit en mélatonine à environ 60%. Cette étude a mis en évidence des anomalies du catabolisme de la sérotonine ainsi que des anomalies de la synthèse de la mélatonine, et a ainsi permis de proposer des mécanismes biochimiques à ces deux endophénotypes. Les anomalies de synthèse de la mélatonine, qui pourraient s'accompagner d'une augmentation de la N-acétylsérotonine, ont été confirmées sur des échantillons de glandes pinéales et de tractus gastro-intestinal (sources majeures de mélatonine et de sérotonine de l'organisme) issus de patients avec TSA. Les gènes impliqués dans la synthèse de la mélatonine (gènes codant pour les enzymes AANAT et ASMT) ont été étudiés dans les TSA, ainsi que dans des pathologies neurodéveloppementales connexes. Les anomalies de la synthèse de mélatonine pourraient être associées aux troubles du sommeil, fréquents chez les patients avec TSA

Dans les tumeurs, les cellules cancéreuses invasives induisent l’expression de la métalloprotéase matricielle 11 (MMP-11) dans les adipocytes adjacents (cancer-associated adipocytes) entrainant leur « dédifférenciation » en fibroblastes, la MMP-11 régulant négativement l’adipogénèse. Au cours de ma thèse, j’ai étudié la fonction de la MMP-11 sur le développement mammaire postnatal. La structure de la glande ainsi que la production de lait sont altérées dans les souris déficientes pour la MMP-11. De plus, la MMP-11 régule l’homéostase du collagène. In vivo, des transplantations montrent une fonction locale paracrine de la MMP-11 essentielle à la morphogenèse mammaire. In vitro, la MMP-11 adipocytaire favorise le branchement d’organoïdes primaires. Ainsi, la MMP-11 est un facteur paracrine majeur pour le développement de la glande mammaire. Enfin, pour poursuivre ces travaux, j’ai établi des souris transgéniques conditionnelles ciblant l’expression de la MMP-11 dans les adipocytes. / In tumors, invasive cancer cells induce matrix metalloproteinase 11 (MMP-11) expression in adjacent adipocytes (cancer-associated adipocytes), leading to their « dedifferentiation » into fibroblast-like cells. Indeed, MMP-11 is a negative regulator of adipogenesis. During my PhD, I have investigated MMP-11 function during postnatal mammary gland development. The ductal tree and alveolar structures, and milk production are reduced in MMP-11-deficient mice. Moreover, MMP-11 plays a role in collagen homeostasis. Transplantation experiments show that MMP-11 exerts an essential local paracrine function for ductal morphogenesis. Using primary mammary organoids, I show that adipocyte-related MMP-11 is a pro-branching factor in vitro. Thus, MMP-11 is a master paracrine factor during mammary gland development. Finally, to further investigate the adipocyte-related MMP-11 function, I have developed conditional transgenic mice targeting MMP-11 expression specifically into adipocytes.

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Les tumeurs mammaires canines (CMT) sont les plus fréquents néoplasmes chez les chiennes intactes. Aucun consensus n’existe, actuellement, concernant le protocole thérapeutique des tumeurs invasives ou métastatiques. Des études récentes démontrent l’implication du dérèglement de la voie Hippo dans le développement et la progression des CMTs. Les statines, en inhibant la geranylgeranylation (GGylation) protéique, activent la voie Hippo et suspendent les effets transcriptionnels de YAP et TAZ. Cette étude évalue le ciblage thérapeutique de la voie Hippo avec deux statines (atorvastatine et fluvastatine) sur deux lignées cellulaires de CMT (CMT9 et CMT47). Les deux statines ont démontré une cytotoxicité pour CMT9 et CMT47 avec de IC50 de 0,95 µM et 23,5 µM respectivement. Les statines ont également diminué les niveaux des protéines effectrices de la voie, YAP et TAZ, ainsi que les niveaux d’ARNm de trois gènes cibles de YAP-TAZ/TEAD connus pour leur rôle dans la progression du cancer du sein et la chimiorésistance : CYR61, CTGF et RHAMM. De plus, la migration cellulaire de CMT47 et la croissance indépendante de l’ancrage des deux lignées ont été inhibées en présence de statines mais pas l’invasion de la matrice extracellulaire. Enfin, les analyses FACS ont montré une augmentation de l’apoptose et un arrêt du cycle cellulaire. Nos résultats suggèrent que les statines activent la voie Hippo et ciblent différents mécanismes moléculaires et cellulaires dans les CMT in vitro. Les statines agissent sur la voie Hippo et pourraient représenter une approche innovante pour le traitement des tumeurs mammaires canines invasives ou métastatiques. / Canine mammary tumours (CMTs) are the most common neoplasms in intact bitches, and no effective chemotherapeutic options are available for highly invasive and metastatic tumors. Recent studies show the potential involvement of dysregulated Hippo signaling in CMT development and progression. Protein geranylgeranylation (GGylation) is an important post-translational modification for many signaling molecules, and its blockade with statins has been shown to inhibit YAP/TAZ-mediated transcriptional activity via activation of the Hippo pathway. In this study, we sought to determine if protein GGylation represents a valid pharmacological target in CMTs. Two CMT cell lines (CMT9 and CMT47) were evaluated for their sensitivity to atorvastatin and fluvastatin. Results demonstrated statins to be cytotoxic to both cell lines, with IC50 values ranging from 0.95 µM to 23.5 µM. In addition, both statins lowered Hippo pathway effector proteins YAP and TAZ and reduced the mRNA levels of key transcriptional target genes known to be involved in breast cancer progression and chemoresistance (CYR61, CTGF and RHAMM). Moreover, both statins effectively inhibited cell migration in CMT47 and anchorage independent growth in CMT9 and CMT47, but did not modulate matrix invasion. Finally, our FACs results showed that both statins increase apoptosis and promote cell cycle arrests. Taken together, our results indicate that statins activate the Hippo pathway in CMTs and modulate several aspects of CMT’s molecular and cellular behaviours. These findings suggest that targeting the Hippo pathway with statins could be a novel approach for the treatment of invasive, metastatic or inoperable canine mammary gland cancers.