Das Auftreten von Metastasen ist die Haupttodesursache bei Krebspatienten und kennzeichnet den Wendepunkt jeder Tumorerkrankung, nach dem eine Heilung nur noch in Ausnahmefällen erfolgen kann. Eine wesentliche neue Erkenntnis in der Erforschung innovativer Therapieansätze zur Prävention der Metastasierung war, dass eingewanderte Immunzellen nicht nur die ersten Schritte der Tumorprogression fördern, sondern auch im Prozess der Metastasierung von Bedeutung sind. In diesem Zusammenhang konnten vor allem die Makrophagen als Vermittler der Migration und Invasion von Tumorzellen und deren Kolonisation in einem entfernten Organ identifiziert werden. Bisphosphonate (BPs) sind bekanntermaßen sehr potente Inhibitoren von Makrophagen. Dennoch erklärt die Mehrzahl der Studien ihre Tumor hemmenden Eigenschaften mit direkten Effekten auf z.B. Migrations- und Invasionseigenschaften der Tumorzellen und berücksichtigt nicht die Auswirkungen auf das Tumorstroma. Diese Arbeit zeigt, dass Makrophagen sehr viel sensitiver gegenüber dem stickstoffhaltigen BP Zoledronat (ZA) sind als Mammakarzinom-Zelllinien. Weiterhin wird verdeutlicht, dass die Makrophagen-induzierte Invasion sowie die Mikroglia-assistierte Kolonisation von MCF-7 im Hirngewebe durch ZA gehemmt werden, während die Migrations- und Invasionseigenschaften der Tumorzellen nicht beeinflusst werden. Für einen weiteren Makrophageninhibitor, einen CSF-1 Antikörper (5A1), wird in dieser Arbeit gezeigt, dass er die Depletion von Knochenmarksmakrophagen (BMDMs) induziert, jedoch keine Auswirkung auf die Viabilität von Mikroglia hat. Während 5A1 die Mikroglia-induzierte Invasion von MCF-7 wenig hemmt, induziert er eine starke Hemmung der BMDM-induzierten Invasion. Neben den benignen Zellen des Tumorstromas können auch Eigenschaften der Tumorzellen die Metastasierung induzieren. So konnte vor einiger Zeit der Transkriptionsfaktor LEF1 als Faktor der zerebralen Metastasierung des Lungenadenokarzinoms identifiziert werden. Diese Arbeit verdeutlicht, dass die Expression von LEF1 in einer Subgruppe zerebraler Metastasen nachgewiesen werden kann und ebenfalls charakteristisch für invasive Mammakarzinom-Zelllinien ist. Während die Überexpression von LEF1 in der wenig invasiven MCF-7 keinen Einfluss auf die Proliferation, die Migration oder die Sensitivität gegenüber Chemotherapie oder Bestrahlung hat, steigert sie die Invasivität der Zellen und induziert die Angiogenese im Tumor. Diese Effekte sind unabhängig von der direkten Bindung des Transkriptionsfaktors an die DNA und scheinen durch einen β-Catenin-unabhängigen Mechanismus zu erfolgen.

Dans ce projet, nous nous sommes intéressés à l’invasion du nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus, un ver microscopique responsable de la maladie du dépérissement du pin et causant la perte de millions d’arbres annuellement à travers le monde. Notre objectif global était d’affiner nos connaissances sur ce cas d’invasion et particulièrement d’établir l’histoire d’invasion des populations européennes. Nous avons analysé la diversité génétique neutre d’échantillons de populations naturelles de nématode du pin de l’aire native et de différentes zones envahies à l’aide de méthodes de génétique des populations. Ces analyses ont essentiellement mis en évidence que (i) l’aire native du nématode du pin est fortement structurée à fines échelles spatiales et présente une diversité génétique faible à modérée, suggérant un rôle important de la dérive génétique, non compensée par la dispersion, (ii) les populations européennes présentent une diversité génétique extrêmement faible, suggérant un seul évènement d’introduction en Europe, et que (iii) l’Amérique du Nord est la source la plus probable des populations envahissantes européennes, non le Japon et la Chine. Ce projet souligne l’intérêt que les nématologistes et les généticiens des populations ont à collaborer. La génétique des populations a en effet permis de clarifier l’histoire de l’invasion des populations européennes et ce modèle nématode, du fait de son cycle de vie complexe résultant en un cas extrême de faible diversité génétique, a permis de s’interroger sur des méthodes et analyses couramment utilisées en génétique des populations. / In this project, we were interested in the invasion of the pinewood nematode, Bursaphelenchus xylophilus, a microscopic worm responsible for the pine wilt disease and causing the annual loss of millions of trees worldwide. Our global objective was to improve our knowledge on this case of invasion and particularly to clarify the invasion history of European populations. After developing the microsatellite markers needed for our study, we analysed the genetic diversity of samples of natural populations from both the native area and invaded areas thanks to population genetics methods. These analyses revealed that (i) the native area is strongly genetically structured at fine scales and displays a low to moderate genetic diversity, suggesting an important role of the genetic drift, not compensated by dispersal, (ii) the European populations exhibit an extremely low genetic diversity, indicating a unique event of introduction in Europe and (iii) North America is the most probable source of European populations compared to China and Japan. This project is finally a good example of the benefits of collaboration between nematologists and population geneticists. Population genetics allowed to clarify the invasion history of European populations and this “nematode” model, because of its complex life cycle resulting in an extreme case of low genetic diversity, provided the opportunity to question methodologies in population genetics that are routinely used.

Le cancer du poumon est la première cause de mortalité par cancer en France et dans le monde. Aujourd'hui, en France, la survie cinq ans après un diagnostic de cancer du poumon est de seulement 14%, ce qui en fait l'un des cancers les plus difficiles à soigner. La médecine personnalisée, notamment l’immunothérapie, est désormais l’approche privilégiée pour les cancers du poumon aux stades métastatiques. Au sein d’une tumeur, les cellules cancéreuses sont entourées par un microenvironnement inflammatoire riche en polymorphonucléaires neutrophiles (PMN). Alors qu’il est établi que la présence répétée de PMN est associée au développement des carcinomes, la contribution de l'interaction intratumorale des PMN avec les cellules cancéreuses dans la progression tumorale n’est pas claire. Pour cela nos objectifs ont été de : 1) décrypter les moyens de communication engagés entre les neutrophiles et les cellules tumorales (miARNs et microvésicules) et 2) la régulation de ces acteurs dans les cellules réceptrices, 3) démontrer leur rôle dans la progression et la dissémination tumorale. La plasticité tumorale et l’invasion font parties des caractéristiques les plus importantes de la progression du cancer. Ces travaux nous ont permis d’identifier un nouveau mécanisme d'acquisition transitoire du phénotype invasif via le transfert de miARNs extracellulaires dans les cellules tumorales. Nous avons pu observer que le miR-223-3p extracellulaire est transféré des PMN aux cellules tumorales pulmonaires via des exosomes. / Lung cancer is the leading cause of cancer mortality in France and worldwide. Today in France, the overall five-year survival rate after diagnosis is only 14%, making it one of the most challenging cancers to treat. Personalized medicine is now the preferred approach for lung cancer for metastatic stage, including so-called immunotherapy. Within a tumor, cancer cells are surrounded by an inflammatory microenvironment rich in polymorphonuclear neutrophils (PMN). While it is established that the presence of PMN is associated with the development of carcinomas, the contribution of intratumoral PMN and their interaction with cancer cells in tumor progression is unclear. To explore these hypotheses, objectives of our study were: 1) to decrypt the communication between neutrophils and tumor cells (miRNAs and microvesicles) and 2) the regulation of these actors in the recipient cells, 3) to demonstrate their role in tumor progression and dissemination. Tumor plasticity and invasion are part of the most important features of cancer progression. This work has allowed us to identify a new mechanism of transient acquisition of phenotype by transfer of extracellular miRNA (ex-miRNA) into cancer cells with and, importantly, by letting the ex-miRNA decay. We observed that the ex-miR-223-3p is transferred from PMN to lung tumor cells via exosomes. This transfer is functional, as demonstrated by the occurrence of epithelial to mesenchymal transition (EMT) associated with an invasive phenotype and inhibition of one of its targets, FOXO1 transcription factor.

Salmonella Gallinarum (SG) et Salmonella Enteritidis (SE) sont deux sérotypes génétiquement proches. Pourtant, chez la volaille, SG induit une infection systémique létale tandis que SE est responsable d’une infection systémique transitoire et d’un portage intestinal asymptomatique. De plus, SE est un sérotype ubiquiste tandis que SG est spécifique d’hôte. Outre ces différences in vivo, ces deux sérotypes présentent des différences in vitro. Nous avons montré que SG est in vitro moins invasif que SE. Ce phénotype est indépendant de l’origine aviaire ou non-aviaire des cellules en dépit du tropisme de SG pour la volaille. LeT3SS-1, le facteur d’invasion majeur chez Salmonella, est composé d’un appareil de sécrétion et des effecteurs transloqués par celui-ci. Nous avons montré que les composants du T3SS-1 sont autant exprimés chez SG que chez SE et que tous deux possèdent un appareil de sécrétion fonctionnel. Pourtant, l’étude des capacités d’invasion dépendantes du T3SS-1 suggère que ce facteur est impliqué dans le défaut d’invasion de S. Gallinarum. L’analyse des gènes codant les effecteurs transloqués par le T3SS-1 a montré qu’il existe des mutations chez SG pouvant être à l’origine de ce défaut d’invasion. / Salmonella Gallinarum and Salmonella Enteritidis are genetically closed. However, whereas SG induces lethal systemic infection in poultry, SE is responsible for transient systemic infection and asymptomatic intestinal carriage. Moreover, SE is ubiquitous whereas SG is poultry specific. These serotypes also present in vitro differences. We have shown that SG is in vitro less invasive than SE whatever the avian or non-avian cell origin, in spite of SG’s tropism for avian species. T3SS-1, the main invasion factor in Salmonella, is composed of a secretion apparatus and its translocated effectors. We have shown that T3SS-1 components a expressed in a similar way by SE and SG and both harbor a functional secretion apparatus. However, study of T3SS-1 dependent invasion abilities suggested that T3SS-1 is involved in SG’s invasion defect. Sequence analysis has revealed that SG possesses several mutations in genes encoding main T3SS-1 effectors, that could explain the low invasive phenotype.

Le travail présenté dans cette thèse s'inscrit dans la problématique générale du stockage souterrain des déchets radioactifs Nous nous intéressons au problème du drainage hyperlent qui est lié à la production de gaz, de l'hydrogène principalement, au sein du site de stockage. Bien que très faible en flux, d'où le caractère hyperlent du drainage, cette production représente des quantités significatives de gaz étant donné qu'elle s'opère sur des milliers d'année. L'étude est effectuée dans le cadre de la théorie de la percolation d'invasion en gradient. Nous montrons tout d'abord que ce processus de drainage est modélisable avec le modèle diphasique classique basé sur les lois de Darcy généralisées. Une étape essentielle concerne alors la spécification des paramètres de ce modèle. Nous montrons comment ils doivent être spécifiés en s'appuyant sur les comportements asymptotiques prévus par la théorie de la percolation pour un milieu infini. La solution obtenue indique que le drainage hyperlent fonctionne au voisinage de la pression de percée, qui fait l'objet d'une étude particulière, et est caractérisé par une faible désaturation du milieu et une grande sensibilité à la spécification des paramètres du modèle dans la gamme des très fortes saturations en fluide mouillant. Dans une deuxième partie nous étudions l'impact des couplages fluide structure à l'échelle du réseau de pores en couplant un modèle de réseau de pores à un modèle de réseau de ressorts interconnectés. Les simulations basées sur ce modèle indiquent un changement profond de la figure d'invasion par rapport au cas rigide avec l'auto-génération de chemins préférentiels lorsque les couplages sont suffisamment forts. / The work presented in this manuscript is motivated by the study of nuclear waste underground repository. In this context, we study the hyperslow drainage problem, which is related to the gas production, mainly hydrogen, taking place within the repository. Although the gas production rate is quite small, and thus the drainage hyperslow, the amount of produced gas is quite significant because the production takes place over thousands years. The study is performed within the framework of the theory of invasion percolation in a gradient. We first show that the hyperslow drainage process can be modelled using the traditional two-phase flow model based on the generalized Darcy's law. A crucial step is then to specify properly the parameters of the model. We show how they must be specified from the asymptotic behaviours of the parameters for an infinite medium as predicted by percolation theory. The obtained solution indicates that the hyperslow drainage operates in the vicinity of breakthrough pressure, which is the subject of a specific study. Furthermore, the hyperslow drainage is characterized by a weak desaturation of the medium and a great sensitivity to the model parameters in the range of high wetting fluid saturation. We also study the impact of coupling between the flow and the local deformation of porous matrix at the pore network scale from numerical simulations using a model coupling a pore network model and a deformation model based on a system of interconnected springs. The simulations indicate a major change of the invasion pattern compared to the rigid matrix with the self-generation of invasion preferential paths when the coupling is sufficiently strong.

Le cancer est une maladie multifactorielle définie par un développement rapide de cellules anormales. Les cellules malignes acquièrent des avantages compétitifs qui permettent une croissance et prolifération anormales, grâce à un large spectre de changements génétiques et épigénétiques conduisant à des changements majeurs dans les profils de transcriptome et protéome et ainsi des modifications dans des voies de signalisation, le trafic intracellulaire et le métabolisme. Des nombreuses voies cellulaires ont été étudiées dans le contexte du cancer, y compris la signalisation, la migration, la perte de la polarité cellulaire apico-basale et l'adhésion cellulaire, cependant très peu est connu sur les altérations au niveau des organelles. Cette thèse a comme objectif d'identifier des altérations dans les compartiments intracellulaires et d'étudier leurs corrélations avec la progression du cancer. Dans la culture cellulaire classique, l'étude systématique de l'organisation du positionnement relatif des organelles est difficile en raison des fortes hétérogénéités morphologiques des cellules. Pour contourner ce problème, nous avons utilisé l’innovante technique des micro-patrons combinée à des cartes de densité des organelles. Après une analyse systématique de différentes lignées cellulaires représentant différents grades du cancer de la vessie, nous avons identifié des changements dans le positionnement de plusieurs organelles. Le changement de position le plus important a été observé pour les lysosomes, dont la distribution était plus périphérique dans les cellules représentant des grades plus avancées du cancer de la vessie. Ceci suggère que le positionnement des lysosomes pourrait être potentiellement important dans la progression du cancer. Par conséquent, nous avons cherché à caractériser l'impact de l’altération des lysosomes sur le comportement des cellules transformées. Nous avons constaté que les changements dans le positionnement des lysosomes jouent un rôle dans l'invasion des cellules cancéreuses de la vessie. En effet, le transport antérograde des lysosomes est en corrélation avec l’invasion 3D, contrairement au transport rétrograde qui corrèle avec une diminution de l’invasion cellulaire. Enfin, nous avons étudié les mécanismes moléculaires par lesquels les altérations du lysosome ont un impact sur l'invasion cellulaire. / Cancer is a multifactorial disease defined by a rapid development of abnormal cells. Malignant cells acquire competitive advantages for growth and proliferation through a big spectrum of genetic and epigenetic changes leading to major changes in the transcriptome and proteome profiles and thus to alterations in multiple signaling pathways, intracellular trafficking and metabolism. Although many cellular pathways have been studied in the context of cancer, including signaling, migration, loss of apical-basal cell-polarity and cell adhesion, little is known about cancer-related alterations on the sub-cellular, organelle level. This PhD thesis aimed to identify alterations in intracellular compartments and to study how these changes correlate with cancer progression. In classical culture, the systematic study on the organization and relative positioning of organelles is challenging because of the strong morphological cell-to-cell variations. To overcome this problem, we used innovative micro-patterning technique in combination with quantitative, probabilistic mapping of cell organelles. Using a systematic analysis of different cell lines representing different stages of bladder cancer, we identified several changes in the positioning of organelles. The most striking phenotype was revealed by lysosomes, whose distribution was more peripheral in cells representing higher grades of bladder cancer. This suggested that lysosome positioning could be potentially relevant in cancer progression. Therefore, we aimed to characterize the impact of lysosome alteration on cell behavior in transformed cells. We found that changes in lysosome positioning played a role on bladder cancer cell invasion. Indeed, anterograde transport of lysosomes correlate with 3D invasion behavior, contrary to retrograde transport that correlated with decreased cell invasion. Finally, we studied about the molecular mechanisms by which lysosome alterations impact cell invasion.

Β-caténine, protéine multifonctionnelle et pivot de la voie de signalisation Wnt est impliquée dans de nombreux processus physiologiques, notamment le développement normal du lignage mélanocytaire. Les régulateurs négatifs directs de β-caténine sont peu nombreux et un nombre réduit d’études leur a été consacré. La protéine ICAT est l’un de ces régulateurs négatifs. En effet, elle se fixe au niveau des répétitions ARM 5 à 12 de β-caténine via un domaine N-terminal en hélices α et un domaine C-terminal semblable à un feuillet β, empêchant son interaction avec les facteurs de transcription TCF/LEF et donc la transcription des différents gènes cibles de β-caténine. L’invalidation complète de ICAT chez la souris entraîne des anomalies développementales des dérivés des crêtes neurales responsables, dans certains cas, de la mort des animaux. Afin de déterminer la fonction de ICAT durant le développement des mélanocytes, qui sont également des dérivés des crêtes neurales, nous avons généré des embryons totalement invalidés pour le gène ICAT et exprimant le transgène Dct::LacZ. Cette invalidation n’affecte ni le nombre, ni la localisation des mélanoblastes. Ces résultats suggèrent que la prolifération et la migration de ces cellules aux stades étudiés (E13.5, E15.5 et E18.5) est normale en absence de ICAT. La voie de signalisation Wnt étant dérégulée dans 30% des mélanomes, il nous a paru essentiel d’examiner le rôle de ICAT dans la formation et la progression des mélanomes. L’étude d’un panel de lignées cellulaires de mélanome humain nous a permis de corréler une forte expression de ICAT à la formation de métastases chez des souris immunodéficientes. De plus chez l’Homme, une forte expression d’ARNm de ICAT dans certains mélanomes est associée à un temps de survie plus faible. La surexpression de ICAT dans différentes lignées humaines de mélanome conduit à une augmentation de la vitesse de migration des cellules en 2D et de leurs capacités invasives en 3D, sans affecter leur prolifération. L’ensemble de ces effets dépend entièrement de l’interaction de ICAT avec β-caténine. Au niveau cellulaire, une expression ectopique de ICAT induit une modification de la morphologie des cellules métastatiques, qui passent d’une forme allongée/mésenchymateuse à une forme arrondie/amiboïde, alors qu’elle n’affecte pas la morphologie allongée des cellules non métastatiques. Cette modification de morphologie cellulaire s’accompagne d’une diminution de l’expression de la protéine NEDD9, une cible de β-caténine, impliquée dans la voie de signalisation Rac communément associée à la migration mésenchymateuse. L’ensemble de ces résultats nous a permis de montrer pour la première fois que ICAT est un nouveau régulateur de la motilité et de l’invasion des cellules de mélanome. L’étude de la structure tridimensionnelle du complexe ICAT/β-caténine nous a permis de comprendre le mécanisme de compétition entre ICAT et les facteurs TCF/LEF pour la liaison à β-caténine. Par mutagenèse, nous avons mis en évidence que les résidus D66, F71 et E75 (domaine C-terminal de ICAT) sont impliqués dans la compétition avec LEF1 mais n’empêchent pas la formation d’un complexe stable ICAT/β-caténine alors que les résidus Y15, K19, V22 du domaine N-terminal sont essentiels à la formation de ce complexe. / Β-catenin is the central protein of the Wnt signaling pathway, which is involved in many physiological processes including normal melanocyte development. Few direct negative regulators of β-catenin have been described so far and their physiological role is still unclear. One of them, ICAT (inhibitor of β-catenin and TCF-4) has been identified in a yeast two-hybrid screen by using the Armadillo (ARM) region of β-catenin as bait. This small protein of 81 amino-acids, encoded by the highly conserved CTNNBIP1 gene, binds to β-catenin through ARM repeats 5 to 12, preventing its interaction with TCF4 and thus, repressing TCF/LEF-β-catenin transcriptional activity in vitro. Total invalidation of ICAT in mouse leads to premature death and cranio-facial anomalies, suggesting an important role in neural-crest cell differentiation. In order to determine the possible role of ICAT in melanoblasts development, ICAT -/- embryos, on a Dct::LacZ background were obtained. We observed that the total invalidation of the ICAT gene does not affect the number of melanoblasts and their localization at embryonic stages E13.5, E15.5 and E18.5, indicating that ICAT alone does not play a significant role in the proliferation and migration of melanoblasts during mouse development. The Wnt signaling pathway is deregulated in 30% of melanomas, so we found it essential to study the role of ICAT in the formation and progression of melanoma. We observed that high ICAT levels in a panel of human melanoma cell lines correlated with their capacity to form metastases in nude mice and was associated, in some melanoma patients, with reduced distant metastasis-free survival. Ectopic expression of ICAT in various melanoma cell lines had no effect on their proliferation but increased their in vitro motility in 2D and matrigel invasion in 3D. These in vitro effects required stable protein interaction between ICAT and β-catenin. At the cellular level, ICAT promoted switching of metastatic melanoma cells from an elongated/mesenchymal towards a round/amoeboid phenotype but did not affect the elongated morphology of non-metastatic melanoma cells. Transition from a mesenchymal to an amoeboid movement was associated with decreased production of the scaffold protein NEDD9 and decreased levels of Rac1-GTP, a positive regulator of mesenchymal movement. In vivo, ectopic ICAT expression increased lung colonization by melanoma cells in nude mice. Our results indicate that ICAT-induced down-regulation of Rac signaling can increase motility and invasiveness of metastatic cells by promoting morphological variability allowing tumor cells to adapt to their microenvironment. We show, for the first time, that ICAT is a new potential modulator of melanoma cells invasion. Based on a three-dimensional study of ICAT in complex with β-catenin we understood how ICAT competes with members of the TCF/LEF family at the nuclear level. By site directed mutagenesis, we demonstrated that D66, F71 and E75 residues (C-terminal domain of ICAT) are involved in the competition with LEF1 but are not essential in the formation of a stable ICAT/β-catenin complex, while Y15, K19, V22 residues (N-terminal domain) are essential for the formation of this complex.

Le cancer de la prostate est la principale cause de décès chez les hommes des pays occidentaux. Traitement du cancer de la prostate résistant à la castration (CRPC) métastatique est encore limité. RhoA/ROCK sont les régulateurs principaux du cytosquelette et sont impliqués dans l'angiogenèse et l'invasion tumorale. Dans la première étude (partie 1), nous avons étudié les effets anti-angiogéniques de fasudil ( inhibiteur de ROCK ) in vitro. Des cellules endothéliales de la veine ombilicale sont stimulé par les cellules du cancer de la prostate. La prolifération est détectée par la Bromodéoxyuridine (BrdU). La migration est détectée par la cicatrisation des plaies. Les conditions de l'angiogenèse in vitro sont évaluées par la formation des tubes et un ellipsoïde test de germination. Fasudil inhibe la prolifération et la migration des cellules endothéliales induite par le cancer de la prostate. Dans les tests in vitro de l'angiogenèse, les formations des tubes et des germes sphériques sont inhibées significativement par fasudil dans d'une manière dépendante de la dose. Selon les résultats de Western Blot, l'expression de MYPT-1 a été significativement réduite après le traitement de Fasudil, confirmé l'inhibition de l'activité de ROCK par fasudil. Dans la deuxière étude (partie 2 et 3), l'expression et l'activité de RhoA sont évaluées chez 34 tissues paraffinées et 20 échantillons congelés de la prostate, obteni de 45 malades du cancer de la prostate qui à été reçu une prostatectomie radicale. Les motifs de l'expression de RhoA sont detecté par la coloration immunomarquage et western blot. Les différence entre le centre, l'avant et plus loin autour de la tumeur sont évalué. L’activité de RhoA sont évalué par G-LISA. Le gradient d'augmentation de l'expression de RhoA a été trouvé du centre a la region autour de la tumeur. L'expression de RhoA est supérieure significativement dans les cellules de l’avant de la tumeur par rapport au centre de la tumeur par Immunohistochimie (p = 0001). Gleason score était significativement supérieur chez des patients avec l'expression de RhoA élevée dans l’avant et centre de la tumeur (p =0044 et 0039, respectivement). Après un suivi médian de 52 mois, le taux de récidive est plus élevé chez des patients avec l'expression de RhoA élevée dans l’avant de la tumeur (62,5% contre 35%), une tendance évidente a la différence significative (P = 0089). Il n'y a pas de corrélation entre l'expression de RhoA, PSA et la stadification pathologique. On a aussi découvert que l'expression de le ROCK2, mais pas l'expression de le ROCK1, est eleve significativement dans l’avant de la tumeur du cancer de la prostate. En conclusion, nous avons trouvé que fasudil inhiber la prolifération, la migration, la formation de capillaires et de la sphère de la germination des cellules endothéliales vasculaires d’'une manière dépendante de la dose. Ces effets peut-être grâce à l'inhibition de l'activité de la ROCK résultant de la sécrétion de cellules du cancer de la prostate. Nous avons aussi trouvé que l'expression de la RhoA et ROCK2 dans l’avant de la tumeur de la prostate sont plus élevés. La corrélation de l'expression de RhoA avec Gleason score et récidive est identifiée. Cela montre l’association entre la voie RhoA/ROCK et l’agressive du cancer de la prostate. L'étude décrite ici peut fournir de nouveaux traitements cible la voie RhoA/ROCK contre l’angiogenèse et agressive du cancer de la prostate. Fasudil peut être utile comme agent anti - angiogénique, doit être étudiée pour leur rôle potentiel dans le traitement du cancer de la prostate. / Prostate cancer remains a major cause of mortality among males in western countries. Treatment options for metastatic castration-resistant disease remain limited. There is a continuing unmet need for new systemic interventions in patients with progressive prostate cancer. RhoA/Rho-associated protein kinases (ROCK) are key regulators of the cytoskeleton and have been implicated in PCa angiogenesis and tumour invasion. In the first study (Part I), we investigated the anti-angiogenic effects of fasudil, a ROCK inhibitor, on PCa-induced angiogenesis in vitro. Proliferation of PCa-conditioned human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was assessed using a bromodeoxyuridine (BrdU) assay, and migration was assessed with a wound healing assay. In vitro angiogenesis of PCa-conditioned HUVECs was evaluated by tube formation and a spheroid sprouting assay. Fasudil inhibited PCa-induced endothelial cell proliferation, and also decreased PCa-induced endothelial cell migration. In the in vitro angiogenesis assay, tube formation and spheroid sprouts were significantly inhibited at fasudil in a dose dependent manner. Western blotting results showed that expression of phosphorylated myosin phosphatase target subunit 1 (MYPT-1) was significantly lower after fasudil treatment, confirming that fasudil inhibited ROCK activity in these model systems. In the second study (Part II & III), we evaluated RhoA expression and activity in a total of 34 paraffin embedded and 20 frozen prostate specimens, respectively, obtained from 45 patients treated with radical prostatectomy for clinically localized cancer. The expression patterns of RhoA were tested by immunohistochemical staining and Western blotting, and further compared between the tumour centre, tumour front and distant peritumoral tissue. RhoA activity was assessed by G-LISA. Our results showed an increasing gradient of expression from the centre to the periphery of index tumour foci. RhoA expression was indeed significantly higher at the tumour front as compared to tumour centre, using immunohistochemistry (p=0.001). Gleason score was significantly higher in the patients with higher RhoA expression in both the tumour front and tumour centre (p=0.044 and 0.039, respectively). After a median follow-up of 52 months, the rate of PSA relapse was higher in patients with a higher RhoA expression at the tumour front (62.5% vs 35%), although the difference was not significant (p=0.089). There was no association between RhoA expression and PSA, pathological stage. We also found ROCK2 expression, but not ROCK1 expression, was significantly higher in the prostate cancer tumor front. In conclusion, we found fasudil significantly inhibits the key steps of endothelial cell angiogenesis, including proliferation, migration, capillary tube formation and spheroid sprouting, in a dose-dependent manner. These effects may due to inhibition of ROCK activity induced by PCa cell secretions. We also identified higher RhoA and ROCK2 expression in human prostate tumour front. The correlation of higher RhoA expression with higher Gleason score and higher rate of cancer relapse. This indicated the association of RhoA/ROCK2 pathway with aggressiveness of prostate cancer. The insights described here may provide the foundation for novel therapeutic approaches targeting RhoA/ROCK pathway to inhibit angiogenesis and clinically aggressiveness of PCa. Fasudil may be a useful anti-angiogenic agent and should be investigated further for its potential role in PCa treatment.

Les inégalités sociales et les politiques menées par les pouvoirs publics ont contribué à l'expansion de l'habitat précaire et spontané au Brésil. A Rio de Janeiro, les formes d'habitat populaire montrent une évolution au fil du temps, en s'adaptant aux différentes politiques urbaines et au développement urbain de la ville. L'habitat populaire, malgré son caractère spontané, accompagne ainsi les transformations urbaines. Depuis 2000, une nouvelle forme d'habitat populaire et spontané surgit aux abords d'une ancienne autoroute industrielle de la ville de Rio de Janeiro, l'Avenida Brasil. Il s'agit de l'invasion d'anciens terrains d'usines abandonnées par des habitants des favelas. Le processus d'occupation des terrains, la conversion de l'espace en habitat, et les règles établies à l'intérieur de celui-ci révèlent que les invasions présentent un nouveau cas de figure dans le cadre de l'habitat populaire spontané à Rio de Janeiro, que l'on dénomme « copropriété de fait ». Ce travail de recherche pose la question de la représentation de ce nouveau type d'habitat dans la ville et dans la société actuelle. Nous avons étudié le développement du territoire de la ville et de la favela d'origine des occupants, ainsi que les différentes politiques publiques concernant l'habitat précaire pour comprendre la production des « copropriétés de fait » et leur rapport avec l'évolution urbaine à Rio de Janeiro. L'analyse de l'espace construit de l'invasion se développe en relation avec l'espace social communautaire et révèle des nouvelles pratiques, issues de la forme d'habitat populaire en copropriété / Social inequalities and the policies of the public service contributed to the expansion of poor and spontaneous housing in Brazil. In Rio de Janeiro, the types of popular housings evolved through time, adjusting themselves to the different urban policies and to the city's urban development. Despite its spontaneous character, popular housings go along with urban transformation. Since 2000 a new type of popular and spontaneous housing has arisen on the borders of an old industrial highway called ‘Avenida Brasil', located in the city of Rio de Janeiro. Inhabitant from favelas invaded old lands of abandoned factories. The process of occupation of the lands, the conversion of space into housing, and the rules established therein, reveal that this type of invasion – ‘de facto shared ownership' – is a new case in terms of popular spontaneous housing in Rio de Janeiro. This research raises the question of the representation of this new type of housing in the city and in the actual society. I studied the urban development planning of the favelas of which the occupants came from originally, and the different public policies concerning precarious housing in order to understand the ‘de facto shared ownership' as a product of the urban evolution of Rio de Janeiro. The analysis of the constructed space of housing is developed in relation to urban and community social space. It stresses the transformation of a culture produced from the marginality of space in the city, and which is articulated to the type of co-ownership housing

La membrane basale (BM) constitue une barrière physiologique entre les tissus et leur microenvironnement. Dans le cas des cancers épithéliaux, au stade de carcinome invasif, la membrane basale est compromise et les cellules cancéreuses envahissent le stroma. Dans cette thèse de doctorat, j’ai proposé d’étudier l’invasion de la membrane basale par les cellules cancéreuses et comment une population de cellules stromales, les fibroblastes, affectent cette invasion. Dans le cadre de cette étude, nous avons utilisé le modèle du cancer colorectal. En collaboration avec l’hôpital Curie, nous avons isolé des fibroblastes à partir de tumeurs de patients opérés. On a nommé les fibroblastes isolés de la partie tumorale « CAF » et ceux venant de la partie du tissu normal, à proximité de la tumeur, « NAF ». Comme modèle de BM nous avons utilisé le mésentère de souris. Afin étudier l’invasion des cellules cancéreuses à travers le mésentère et l’effet des fibroblastes, nous avons mis en place une construction en 3D in vitro. Nous avons montré que les CAFs, et rarement les NAFs, induisent l’invasion des cellules cancéreuse et que cet effet est prononcé quand les CAFs sont physiquement présents sur la membrane. En faisant une étude protéomique comparative entre CAFs et NAFs, on a montré que les CAF expriment plus de protéines composantes de la membrane basale, des protéines impliqués dans le remodelage de la matrice extracellulaire, et des protéines impliquées dans la contraction des cellules. Nous avons ensuite voulu comprendre par quel mécanisme les CAFs induisent l’invasion. Nous avons montré qu’en présence des CAFs, l’invasion ce fait de façon indépendante des métaloprotéinases mais que l’effet contractif des CAFs est nécessaire. En conclusion, l’ensemble de ces résultats mets en évidence l’effet promoteur des CAFs sur l’invasion des cellules cancéreuses et souligne l’importance de leur contractilité dans ce mécanisme. / Basement membrane represents a physiological barrier between epithelial tissues and their microenvironment. In invasive carcinomas, the membrane is breached and cancer cells disseminate in the stroma. In this PhD thesis, I investigated how cancer cells breach the BM and whether a stromal cell population, fibroblasts, assist them in that process. I used colorectal cancer as a model. In collaboration with the Institut Curie Hospital, we isolated human primary fibroblasts from human colorectal cancers, called CAFs and the adjacent normal tissue, NAFs. To study BM invasion, I developed a 3D in vitro assay based on the mouse mesentery. We showed that CAFs, and rarely NAFs, induce cancer cell invasion. This pro-invasive effect is mainly mediated when CAFs are physically present on the membrane, rather than through paracrine ways. To understand how CAFs facilitate invasion, we performed a proteomic comparison between cancer cell-stimulated CAFs and NAFs. Results showed that CAFs produced more proteins-components of the ECM, matrix remodelers and they were more contractile compared to NAFs. Further, we wished to understand the mechanism by which CAFs mediate their effect. We showed that CAFs can induce invasion in a MMP independent way. However, Inhibition of contractility abolished CAFs capacity to induce invasion. Dynamic analysis of cancer cells-fibroblasts co-cultures showed that CAFs could pull on the BM fibers. To directly test this possibility, we created holes in the BM using laser ablations. While in the presence of cancer cells alone, holes remained the same size, in the presence of CAFs, holes widen over time. We further showed that this mechanism is MMP independent but depends on contractility. Altogether, these results demonstrate that CAFs stimulate cancer cell invasion through BM by acting directly on the BM, possibly by depositing ECM components and proteins that remodel ECM and by exerting physical forces on the membrane by contraction.