L'ACTH stimule son récepteur au niveau du cortex surrénalien afin d'enclencher la synthèse et la sécrétion de cortisol chez l'humain.L'hypothèse du projet propose qu'il existe une régulation moléculaire de MC2R (melanocortin-2 receptor) qui permet les [i.e. aux] cellules corticosurrénaliennes de s'adapter aux variations physiologiques d'ACTH. Mon projet de doctorat a consisté à utiliser MC2R et MRAP (MC2R accessory protein) recombinés dans les cellules embryonnaires de rein humain (HEK) 293/FRT (Flp recombinase target). J'ai développé ce modèle entièrement humain afin de contourner les problèmes d'expression fonctionnelle de MC2R (avant 2005) dans le but d'approfondir nos connaissances sur la régulation fonctionnelle de MC2R. Les objectifs spécifiques étaient de : 1) Déterminer le rôle des isoformes MRAP1 dans l'expression fonctionnelle de MC2R. 2) Déterminer les différences entre MRAPs. 3) Analyser l'internalisation et le recyclage de MC2R. 4) Déterminer la contribution des 9 serines (S) et thréonines (T) intracellulaires de MC2R dans sa régulation fonctionnelle. 5) Déterminer si la phosphorylation des MAPKs (mitogen-activated protein kinases) induite par l?ACTH est liée au processus d'internalisation de MC2R. Premièrement, MC2R est exprimé à la membrane plasmique des cellules 293/FRT mais de manière non-fonctionnelle. La co-expression de l'une ou l'autre des isoformes MRAP1 (MRAP[alpha] ou MRAP[béta]) humaines augmente l'expression membranaire de MC2R. MRAP[alpha] n'induit pas autant l'expression membranaire de MC2R que MRAP[béta], ce qui se répercute sur la capacité de liaison de l?ACTH et aussi sur les réponses maximales d'AMPc. Par contre, MRAP[alpha] permet une plus grande affinité pour l?ACTH que MRAP[béta], ce qui se traduit par une plus grande sensibilité des cellules à l?ACTH (section 3.1). Deuxièmement, MC2R est N-glycosylé sur ses deux sites de N-glycosylation, mais cette dernière n'est pas requise pour sa fonctionnalité (article non-présenté). Troisièmement, le système ACTH/MC2R/MRAP1/MRAP2 du poisson zèbre a été caractérisé (article non-présenté) et s'est soldé par l'observation que zfMRAP1 procure 10 fois plus de sensibilité à l?ACTH que MRAP[alpha]. Quatrièmement, chaque domaine C-terminal semble servir au triage des protéines MRAP1 au niveau de l'appareil de Golgi car MRAP[alpha] (pré-Golgi), MRAP[béta] (post-Golgi) et leur version tronquée, MRAPdCT (au Golgi), sont préférentiellement localisées dans différents compartiments cellulaires. Les MRAP1s et les MRAP2 modulent l'expression de MC2R. En retour, MC2R augmente l'expression et le ciblage membranaire des MRAP1s (section 3.2). Cinquièmement, l'internalisation de MC2R est clathrine-, dynamine- et arrestine-dépendente. Le recyclage et la resensibilisation de MC2R permet à l?ACTH d'entretenir une production d'AMPc soutenue. Les isoformes MRAP1 internalisent avec MC2R dans des endosomes positifs pour Rab4, Rab5 et Rab11 (section 3.3). Sixièmement, plusieurs S/T sont susceptibles d'être impliquées dans la désensibilisation, l'internalisation et dans la régulation de l'expression membranaire de MC2R. Le résidu T143, cible potentielle de la protéine kinase C (PKC), est critique à l'expression membranaire de MC2R (section 3.3). Finalement, l'activation des voies MAPK n'est pas liée à l'interaction MC2R-arrestine durant l'internalisation (article non-présenté).

The human epidermal growth-factor like receptor (HER) family of receptor tyrosine kinases are important targets for cancer therapy. The family consists of four members - EGFR, HER2, HER3 and HER4 - that normally transfer stimulatory signals from extracellular growth factors to the intracellular signalling network. Over-activation of these receptors leads to uncontrolled cell proliferation and is seen in several types of tumours. The aim of the studies reported in this thesis was to study the uptake and effects of affibody molecules against EGFR, HER2 and HER3 in cultured cells. Affibody molecules are affinity proteins originally derived from one of the domains of protein A, and their small size and robust structure make them suitable agents for tumour targeting and therapy. Papers I and II of this thesis concern EGFR-specific affibody molecules, which were shown to be more similar to the antibody cetuximab than the natural ligand EGF in terms of cellular uptake, binding site and internalisation rate. In addition, fluorescence-based methods for the quantification of internalisation were evaluated. In the studies reported in papers III and IV, HER2-specific affibody molecules were utilised as carriers of radionuclides. Paper III reports that different cell lines exhibit different radiosensitivities to 211At-labelled affibody molecules; radiosensitivity was found to correlate with cell geometry and the rate of internalisation. Paper IV discusses the use of 17-AAG, an agent that induces HER2 internalisation and degradation, to force the internalisation of 211At- and 111In-labelled affibody molecules. Papers V and VI describe the selection and maturation of HER3-specific affibody molecules, which were found to compete with the receptor’s natural ligand, heregulin, for receptor binding. These affibody molecules were demonstrated to inhibit heregulin-induced HER3 activation and cell proliferation. The studies summarised in this paper will hopefully contribute to a better understanding of these affibody molecules and bring them one step closer to being helpful tools in the diagnosis and treatment of cancer.

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Les protéases à sérine transmembranaires de type II (TTSP) forment une famille d'enzymes protéolytiques nouvellement identifiée dont les rôles physiologiques restent encore peu connus. Ces enzymes seraient, entre autres, impliqués dans la formation des tissus et leur dérégulation est reliée à de nombreux types de cancers. Récemment, une fonction essentielle dans la régulation de l'homéostasie du fer a été attribuée à l'un de ses membres, la matriptase-2 (TMPRSS6). Cet enzyme exerce ce rôle en contrôlant l'expression de l'hepcidine, une hormone importante dans la régulation du fer. Afin de mieux comprendre cette fonction de la matriptase-2, dans ce travail nous avons comparé ses propriétés enzymatiques à celles de trois autres TTSP ainsi qu'analyser son mécanisme de régulation fonctionnel. Nous démontrons que la matriptase-2 possède des préférences de substrats distinctes. Sa spécificité a été comparée à celles de la matriptase, de l'hepsine et de DESC1 en utilisant des peptides-substrats à fluorescence séquestrée. La séquence des peptides utilisés est basée sur la région P4 à P4' de la séquence d'activation de la matriptase (RQARTWGG). Les positions P4, P3, P2 et PI' ont été substituées par des acides aminés de natures différentes (non-polaire, aromatique, acide et basique) alors que la position PI a été fixée à Arg. Des quatre TTSP étudiées, la matriptase-2 est la plus permissive alors que la matriptase est la plus discriminante. DESC1 possède une préférence similaire à celle de la matriptase, mais avec une tendance pour les petits acides aminés non-polaires (Ala) en PI'. En présence de serpines, seulement AT III démontre une activité d'inhibition robuste. La matriptase-2 ainsi que l'hepsine et DESC1 sont aussi fortement inhibées en présence de PAI-1 et de [alpha][indice inférieur 2]-AP. La matriptase-2 est aussi la seule à présenter une inhibition par certains des substrats. Nous démontrons aussi l'importance de la régulation de la matriptase-2 à la membrane plasmique dans le contrôle de l'expression de l'hepcidine. Nous rapportons que la matriptase-2 subit une internalisation constitutive dans les cellules HEK293 transfectées ainsi que dans deux lignées cellulaires hépatiques humaines, les HepG2 et les hépatocytes primaires, tous les deux exprimant la matriptase-2 endogènement. La matriptase-2 marquée à la surface cellulaire est internalisée puis détectée dans des vésicules contenant de la clathrine et la protéine AP-2 pour ensuite se retrouver dans les endosomes précoces puis les lysosomes. L'internalisation de la matriptase-2 dépend de résidus spécifiques situés dans la portion amino-terminale de sa queue cytoplasmique, comme le démontre [i.e. démontrent] les résultats de la mutagénèse dirigée de ces résidus. Les cellules qui expriment ces mutants produisent des niveaux significativement diminués d'hepcidine comparées à celles exprimant la forme sauvage car les formes mutantes s'accumulent à la surface cellulaire et clivent davantage l'hémojuvéline.

Studies which examine conflict have identified coping strategies as potent variables for the social competencies of children. To extend these ideas to more specific indicators of social adjustment this study examined emotional impairments and coping strategies of victims and bullies. Inventories measuring emotional impairment: depression, anger, anxiety and self-concept were completed by 103 primary school children aged 9-11. A questionnaire measured five coping strategies: problem solving, social support seeking, distancing, externalising and internalising. Bully and victim nominations identified almost 5 times as many male bullies compared to girls therefore findings which specifically relate to bullying refer to boys only. Emotional impairments were identified as predictory variables for bullying and victimisation particularly for boys where anger was identified as moderating the relationship between externalising and bullying behaviour while anxiety was identified as a mediating variable between problem solving and victimisation. Findings here also suggest that all children learn how to cope with negative emotions through their experiences with adults. For bullies internalisation as a result of poor experiences during problem solving with adults makes problem solving with peers less likely.

La sérotonine (5-HT) joue un rôle majeur dans la modulation de nombreuses fonctions physiologiques et des déficits de la neurotransmission sérotoninergique sont associés à la dépression. Les récepteurs de type 5-HT1A sont impliqués dans la régulation de l’humeur, et le délai d’action thérapeutique d’un traitement par antidépresseur inhibiteur sélectif de la recapture de la 5-HT (ISRS) serait en relation avec leur désensibilisation qui se développe progressivement dans les neurones du raphé au cours du traitement. De fait, il a été rapporté que l’accélération de la désensibilisation des (auto)récepteurs 5-HT1A dans le raphé induit une réduction du délai d’action des antidépresseurs ISRS. Des données indirectes suggèrent que l’internalisation des récepteurs 5-HT1A pourrait être impliquée dans leur désensibilisation. L’objectif de ma thèse a été d’étudier le lien entre l’internalisation des récepteurs 5-HT1A et leur désensibilisation. A cette fin, j’ai développé des outils permettant d’étudier les mécanismes d’internalisation des récepteurs 5-HT1A dans des lignées cellulaires puis dans des neurones de raphé ou d’hippocampe en culture primaire. Nous avons produit un vecteur pour l’expression du récepteur 5-HT1A étiqueté avec un site de liaison de la bungarotoxine (BBS-5-HT1A), et le suivi de son trafic en microscopie confocale et vidéomicroscopie dans les lignées cellulaires et les neurones. Notre construction a permis de montrer que le récepteur BBS-5-HT1A est internalisé constitutivement dans la lignée LLC-PK1 et dans les neurones de raphé et d’hippocampe. Cette internalisation implique la voie clathrine-dépendante, et est suivie du recyclage de la plus grande partie du récepteur internalisé à la membrane plasmique. Enfin, nous avons également montré que, suite à un traitement chronique avec le 8-OH-DPAT, le récepteur 5-HT1A présente aussi une internalisation agoniste-dépendante spécifiquement dans les neurones sérotoninergiques du raphé. De fait, ce phénomène n’intervient ni dans les neurones non-sérotoninergiques du raphé ni dans les neurones de l’hippocampe. Ces résultats suggèrent que l’internalisation du récepteur 5-HT1A, qui est induite par sa stimulation prolongée, dépend du phénotype du neurone qui l’exprime et met en jeu des mécanismes intracellulaires spécifiques. Le parallèle entre les différences régionales (raphé versus hippocampe) de l’internalisation agoniste-dépendante du récepteur 5-HT1A et celles qui concernent sa désensibilisation fonctionnelle sous traitement ISRS au long cours laisse à penser que l’endocytose du récepteur 5-HT1A pourrait jouer un rôle majeur dans sa propre régulation et dans celle de la neurotransmission sérotoninergique centrale. / Pas de résumé en anglais