I will bend at a negative impact of transportation to the environment and present alternatives and opportunities to solve actual bad condition.

La protéine SHP2 est une tyrosine phosphatase cytosolique impliquée dans la régulation des phénomènes de prolifération, migration et survie cellulaire. Elle contrôle l'état d'activation des voies de signalisation des récepteurs à tyrosine kinase faisant intervenir en particulier les protéines kinases MAPK/ERK, PI3K/AKT. Des mutations germinales et somatiques de SHP2 sont à l'origine de syndromes et de néoplasies. Au cours de ce travail, nous avons mis en évidence une nouveau partenaire pour SHP2: la protéine CDCP1. CDCP1 est une protéine transmembranaire dont la surexpression et la tyrosine phosphorylation par les kinases de la famille de SRC dans de nombreux carcinomes permet une augmentation des propriétés métastatiques des cellules. Nous avons de plus mis en évidence la régulation de la phosphorylation de CDCP1 et sa présence à la membrane cellulaire par SHP2. Dans une seconde partie de ce travail de thèse, notre attention s'est portée sur la protéine adaptatrice GAB2, partenaire et substrat principal de SHP2, dont la surexpression dans les mélanomes primaires et métastatiques commence à être décrite. Nous mettons en évidence la présence d'une boucle de régulation entre GAB2, dont l'expression est régulée par le facteur de transcription MITF et le récepteur KIT, dont l'activation, dépendante de l'expression de GAB2 régule l'activation de MITF et la motilité des cellules de mélanome.L'ensemble de ce travail met ainsi en évidence la présence d'un nouvel interacteur de SHP2, et d'une nouvelle boucle de régulation dans les cellules de mélanome. / SHP2 is a protein tyrosine phosphtase which regulates cell proliferation, mirgration and survival. It controls MAPK/AKT and PI3K/AKT signaling pathways activated by tyrosine kinase receptors. Germinal and somatic mutations in SHP2 lead to syndromes and neoplasia. We show a novel interaction between SHP2 and the protéine CDCP1. CDCP1 is a transmembrane protein which overexpression and tyrosine phosphorylation by SRC family kinases in carcinomas lead to an increase of the tumor cells metastatic properties. We also demonstrated that SHP2 regulates CDCP1 tyrosine phosphorylation level and its presence at the cell membrane.In a second part of this work, we focused on GAB2 anchor protein, which is one of the most important partner and substrate for SHP2. GAB2 is overexpressed in primary and metastatic melanoma. We show the presence of a regulation loop, involving GAB2 regulation by the transcription factor MITF, KIT receptor and its activation depending on GAB2, which controls MITF activation and melanoma cell motility.This thesis work demonstrate the presence of a novel partner for the protein SHP2 and of a new regulation pathway in melanoma cells.

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

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

L’entose est une forme de mort cellulaire non apoptotique caractérisée par l’internalisation d’une cellule cible vivante dans une cellule hôte vivante. Ce processus de cannibalisme cellulaire qui est également connu sous le nom de « cellule dans une cellule » est retrouvé dans de nombreux cancers humains. Au cours de mes travaux de thèse, nous avons développé différents modèles d’entose in vitro et avons débuté l’identification des protéines qui répriment l’entose en combinant un criblage de petits ARN interférants à une approche de microscopie confocale. Nous avons découvert que la protéine suppressive de tumeur TP53 ainsi que son isoforme Δ133TP53 bloquent le processus d’internalisation cellulaire et l’entose. La perte de l’expression de la protéine TP53 ou de Δ133TP53 entraîne une libération extracellulaire d’adénosine triphosphate ainsi que l’activation du récepteur purinergique P2Y2, deux évènements cellulaires qui aboutissent à l’internalisation d’une cellule par une autre cellule. De plus, nous avons constaté que les cellules cannibales deviennent énescentes à la suite de l’induction de la protéine p21WAF1.Mes travaux de recherche révèlent l’existence d’une nouvelle modalité d’induction de la sénescence cellulaire. De façon surprenante, nous avons également observé que l’induction de la sénescence par l’oncogène RasV12ou à la suite de stress (réplicatifouoxydatif) déclenchait le cannibalisme cellulaire, suggérant que le cannibalisme cellulaire est une caractéristique des cellules sénescentes. L’ensemble de mes travaux de recherche souligne le lien étroit qui existe entre le cannibalisme cellulaire et la senescence. / Entosis is a non-apoptotic cell death process of live internalized cell inside the host/cannibal cell. In human cancers, commonly "cell-in-cell" cytological features have been observed over the period of time. In this study we have established in vitro models of entosis and initiated the identification of entotic repressors by developing fluorescent confocal microscopy screening of small interfering RNA. We identified that TP53 and one of its isoform 133TP53 specifically inhibits the cell internalization. Loss of TP53 or 133TP53 expression increases extracellular ATP release and the consequent activation of purinergic P2Y2 receptors, which signal for engulfment. Cannibal cells activate a senescence program through p21WAF1 induction, revealing a new modality of induction of cellular senescence that can occur in the absence of TP53 or 133TP53. Senescence induced by oncogenic RasV12 and by replicative or oxidative stresses also results in cellular cannibalism, suggesting that cannibalism is a common feature of senescent cells. Altogether, our results provide evidence that cellular cannibalism and senescence are tightly linked.

Le genre Staphylococcus, première étiologie des infections ostéo-articulaires (IOA), est associé à des formes particulièrement difficiles à traiter. Trois mécanismes phénotypiques ont été rattachés à ce fort taux de chronicité et de rechutes, permettant l'adaptation bactérienne à la vie au sein du tissu osseux et un échappement au système immunitaire de l'hôte et à l'action des antibiotiques : la formation de biofilm, la persistance des staphylocoques dans les ostéoblastes, et l'évolution vers le morphotype de small colony variant (SCV). Longtemps considéré comme simple commensal cutanéo-muqueux, S. epidermidis est désormais reconnu comme un agent étiologique majeur des IOA sur matériel. Or, si le portage est universel, l'infection est un phénomène rare. A ce jour, aucun facteur génotypique n'a pu être associé au pouvoir invasif de certaines souches de portage. Notre travail a permis de montrer l'absence de pouvoir discriminant des capacités d'internalisation des ostéoblastes et de formation de biofilm entre souches commensales et invasives. Par ailleurs, un très faible taux d'internalisation de S. epidermidis dans les ostéoblastes a été mis en évidence, suggérant une importance moindre de ce mécanisme dans la physiopathologie des IOA à S. epidermidis par rapport aux IOA à S. aureus. Les principales études ayant porté sur les capacités d'interaction de S. aureus avec les ostéoblastes et de formation de biofilm ont cherché à en explorer les mécanismes à partir de souches de laboratoire ou de souches représentatives de quelques clones de S. aureus résistants à la méticilline (SARM). Dans notre cas, nous avons souhaité étudier une large collection de souches cliniques de S. aureus (n=95) sensible à la méticilline (SASM) responsables d'IOA aiguës ou chroniques. La caractérisation des fonds génétiques de cette collection, puis en élargissant notre étude à des collections de différents villes françaises, a d'abord permis de décrire une forte prévalence du clone émergent de SASM CC398 dans les IOA en France / Pas de résumé en anglais

Les nanotechnologies sont en pleine expansion et leurs propriétés remarquables ouvrent la voie à des applications très variées intéressant la science des matériaux comme la nanomédecine. Cependant cet essor fulgurant doit s'accompagner d'interrogations justifiées sur les risques sanitaires pour l'homme et l'environnement compte tenu de leur potentielle toxicité biologique. Dans ce contexte le travail de cette thèse porte sur l'amélioration de la compréhension des mécanismes d'internalisation de particules au niveau cellulaire. Pour cela plusieurs types de micro- et nanoparticules fluorescentes de physico-chimie contrôlée (taille et groupements de surface) ont été synthétisés. Des contacts ont ensuite été établis avec une lignée cellulaire in vitro de macrophages (RAW 264.7) qui représente une cible préférentielle de l'organisme au niveau des moyens de défense. Différentes méthodologies de quantification en cytométrie en flux et fluorimétrie ont été développées dans le but de distinguer précisément les nanoparticules internalisées de celles adhérées au niveau des membranes. Des techniques complémentaires de microscopie confocale et MEB/MET ont été mises au point afin de mieux visualiser leur localisation intracellulaire. Enfin, pour nos diverses conditions expérimentales, une étude de l'activité biologique des particules a été évaluée sur la base des paramètres de réaction inflammatoire, d'altération membranaire et de stress oxydant. Ainsi, la première partie de ces travaux a concerné la mise au point d'une méthodologie de quantification de l'internalisation de particules fluorescentes microscopiques. Ensuite nous avons développé un modèle de nanoparticules doublement fluorescentes sensibles aux variations de pH permettant une quantification plus ciblée du processus de phagocytose. Enfin la dernière partie s'est attachée à étudier spécifiquement l'impact de la taille des nanoparticules sur leur internalisation.

Les rejets d'effluents liquides des Centres Nucléaires de Production d'Electricité (CNPE) sont constitués d'un mélange de substances stables et radioactives. L'exposition d'organismes à des substances en mélange peut faire l'objet d'interactions diverses, conduisant à une augmentation ou à une diminution des effets observés. Afin d'identifier de possibles interactions dans le cas de mélanges de substances caractéristiques (en termes de toxicité et de quantité) des rejets de CNPE, l'effet d'un mélange binaire composé de cuivre et d'HTO a été étudié sur le modèle d'algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii. Dans un premier temps, la toxicité de l'HTO a été analysée. L'HTO s'est révélée être peu toxique envers notre modèle biologique. L'effet le plus sensible et le plus précoce est une augmentation du stress oxydant (dès 40 kBq mL-1 - 0.13 µGy h-1). Lors de l'exposition des cellules algales au mélange HTO/Cu, une interaction a été révélée au niveau du stress oxydant cellulaire, celui-ci étant supérieur à une simple addition de l'effet des deux substances. Cette interaction peut s'expliquer par une augmentation de l'internalisation du cuivre en présence d'HTO, mais aussi potentiellement par des interactions toxiques directes (notamment sur les processus de régulation du stress oxydatif). En conclusion, il a été démontré que l'effet de substances stables et radioactives en mélange peut être supérieur à l'addition. Bien qu'étant uniquement représentative du mélange binaire HTO/Cu, cette étude montre néanmoins de potentielles interactions entre substances stables et radioactives, à considérer lors de l'évaluation des risques écologiques relatifs aux rejets de CNPE. / Liquid releases by Nuclear Power Plants (NPP) are composed of a mixture of radioactive and non-radioactive substances. When organisms are exposed to mixtures of contaminants the resultant toxicity can be enhanced, or reduced, due to interactions. In order to identify potential interactions between substances released by NPP, two substances representative of such effluents (in term of toxicity and of quantity) were selected for studies: Tritiated water (HTO) and copper (Cu). Effects of this binary mixture were studied on the unicellular green algae Chlamydomonas reinhardtii. HTO, when examined along, was not very toxic to C. reinhardtii. The most sensitive and early effect of HTO was an increase in oxidative stress at concentrations of 40 kBq mL-1 (0.13 µGy h-1). Algae exposure to the binary mixture HTO/Cu induced interactive effects on oxidative stress. Reactive Oxygen Species production was higher from exposure to the mixture of contaminants than the addition of the effect from each substance individually. This interaction was explained by an enhanced copper uptake by the alge when in the presence of HTO. The observed supra-additive effect could also be due to direct toxic interactions, especially on the antioxidant system. To conclude, this study showed that the effects of a mixture of radioactive and non-radioactive substances can be greater than what would be predicted based on mere addition of individual effects. Even thought this binary mixture is just a small part of NPP effluents, the study showed that potential interactions should be considered when determining ecological risks too aquatic ecosystems from NPP effluents.

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

Les nanotechnologies sont en pleine expansion et leurs propriétés remarquables ouvrent la voie à des applications très variées intéressant la science des matériaux comme la nanomédecine. Cependant cet essor fulgurant doit s’accompagner d’interrogations justifiées sur les risques sanitaires pour l’homme et l’environnement compte tenu de leur potentielle toxicité biologique. Dans ce contexte le travail de cette thèse porte sur l’amélioration de la compréhension des mécanismes d’internalisation de particules au niveau cellulaire. Pour cela plusieurs types de micro- et nanoparticules fluorescentes de physico-chimie contrôlée (taille et groupements de surface) ont été synthétisés. Des contacts ont ensuite été établis avec une lignée cellulaire in vitro de macrophages (RAW 264.7) qui représente une cible préférentielle de l’organisme au niveau des moyens de défense. Différentes méthodologies de quantification en cytométrie en flux et fluorimétrie ont été développées dans le but de distinguer précisément les nanoparticules internalisées de celles adhérées au niveau des membranes. Des techniques complémentaires de microscopie confocale et MEB/MET ont été mises au point afin de mieux visualiser leur localisation intracellulaire. Enfin, pour nos diverses conditions expérimentales, une étude de l’activité biologique des particules a été évaluée sur la base des paramètres de réaction inflammatoire, d’altération membranaire et de stress oxydant. Ainsi, la première partie de ces travaux a concerné la mise au point d’une méthodologie de quantification de l’internalisation de particules fluorescentes microscopiques. Ensuite nous avons développé un modèle de nanoparticules doublement fluorescentes sensibles aux variations de pH permettant une quantification plus ciblée du processus de phagocytose. Enfin la dernière partie s’est attachée à étudier spécifiquement l’impact de la taille des nanoparticules sur leur internalisation. / Nanotechnologies are in full extension and the remarkable properties showed by nanomaterials pave the way for a variety of applications such as materials science or nanomedicine. However, this rapid expansion must be accompanied by justified interrogations about human’s health risks or impact on the environment because of their potential biological toxicity. In this context, this thesis aimed at improving the understanding of the cellular internalization mechanisms of particles. Different types of fluorescent micro- and nanoparticles with well-controlled physico-chemistry (size and surface groups) were synthesized. The contacts were established with an in vitro macrophage cell line (RAW 264.7), which represents the first line target cells in the human defense mechanisms. Different methodologies to accurately quantify and distinguish internalized nanoparticles from those just adhering to cell membranes were developed using flow cytometry and fluorimetry. Complementary confocal microscopy and SEM/TEM techniques were carried out to better visualize nanoparticles intracellular localization. Finally, for each experimental condition tested, the biological activity of the particles was evaluated in terms of inflammatory response, membrane alteration and oxidative stress. Thus, the first part of this work allowed the development of a methodology to quantify fluorescent microscopic particles internalization. Then a model of double fluorescent nanoparticles sensitive to pH variations was developed in order to quantify more precisely the phagocytic process. Finally the last part aimed at evaluating the impact of the size of the nanoparticles on their internalization.