L'activation du plasminogène est importante dans les phénomènes liés au cancer. Ma thèse démontre que la mélanotransferrine agit comme accélérateur dans l'activation du plasminogène avec ses deux activateurs : l'uPA, lié au cancer et le tPA, lié à la fibrinolyse. Son action ambivalente, à la fois protumorale et antitumorale, est caractérisée par son site d'action au niveau cellulaire. La mélanotransferrine membranaire agit comme un catalyseur pour amplifier l'activation du plasminogène à la membrane, tandis que la forme soluble de la mélanotransferrine entre en compétition avec la mélanotransferrine membranaire pour inhiber son effet. Dans la présente étude, nous avons découvert que deux composantes du système plasminolytique : le pro-uPA, précurseur de l'uPA et le plasminogène interagissent avec la mélanotransferrine. L'interaction de la mélanotransferrine avec le système plasminolytique stimule l'activation du plasminogène par ses deux activateurs. Nous démontrons également avec un anticorps dirigé contre la mélanotransferrine ou par l'inhibition de son expression par un siRNA que la mélanotransferrine intervient dans le processus menant aux métastases par l'inhibition de la migration cellulaire. De plus, nous démontrons que la mélanotransferrine module la dissolution de caillots de fibrine dépendante du tPA ou de l'uPA, une composante importante de la matrice provisoire extracellulaire impliquée dans la dispersion des métastases. Dans un modèle où le dépôt de fibrine provoqué par le facteur tissulaire (TF) stimule l'invasion des cellules de mélanome (SK-Mel-28), nous démontrons une inhibition de l'invasion induite par le TF dans le poumon lorsque l'expression de la mélanotransferrine est inhibée par un siRNA. Ces résultats suggèrent que la mélanotransferrine est directement impliquée dans la propagation des métastases des mélanomes qui l'expriment fortement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Activation du plasminogène, Invasion tumorale, Migration, Fibrinolyse, uPA, tPA.

L'OMS estime que d'ici 2030, le nombre de décès par cancer devrait poursuivre sa progression et atteindre 12 millions de personnes annuellement. À ce jour, le modèle des cellules souches cancéreuses (CSC) prend de plus en plus d'ampleur. Les CSC ont été j'objet de plusieurs hypothèses portant sur leurs propriétés de résistance à l'apoptose, à de nombreux médicaments ainsi qu'à l'irradiation. Ce modèle propose qu'une petite sous-population seulement de cellules au sein de la tumeur dispose d'une capacité significative de proliférer et de régénérer une nouvelle tumeur analogue à la tumeur primaire. Vu que le marqueur CD133 (prominine-1) a été identifié comme un des plus puissants marqueurs des CSC et que son expression est hautement significative dans les tumeurs récurrentes, nous avons voulu investiguer le phénotype invasif et inflammatoire associé à ce marqueur dans trois lignées cellulaire triées. La recherche présentée dans ce mémoire s'articule autour de trois axes de recherche principaux. Le premier concerne le potentiel invasif des CSC en réponse à des facteurs plaquettaires circulants, le S1P (sphingosine-1-phosphate) et le LPA (acide lysophosphatidique). Cette étude suggère la contribution de MT1-MMP au cours de la signalisation induite par le S1P. Le deuxième axe de recherche s'intéresse davantage à la modulation de l'expression des LRPs (low density lipoprotein receptor-associated protein), de Cox-2 et d'IkB dans un environnement inflammatoire, carcinogénique et hypoxique ; conditions qui miment l'environnement tumoral. Nos données expérimentales suggèrent que les différents traitements peuvent autant moduler l'expression génique des LRPs dans les cellules de la masse tumorale qu'affecter le niveau d'activité de liaison de ces récepteurs au sein des CSC CD133+. Notre étude nous amènent à proposer un modèle global dans lequel LRP apparaît comme un récepteur versatile au niveau de chaque condition engendrée et semble être également moduler dans le développement. Les fonctions de MT1-MMP ont également été investigué entre autre dans le phénotype inflammatoire des CSC CD133+. Les données de notre étude soutiennent la participation des fonctions de MT1-MMP dans l'expression de Cox-2 et cette contribution est impliquée à d'autres niveaux, autre que NFkB, dans la transcription de Cox-2. Finalement, le dernier volet de notre recherche traite du marqueur CD133, de son expression et de la corrélation entre le phénotype CD133 et la prolifération tumorale, Les difficultés rencontrées dans la détection et dans la purification des cellules CD133+ amène un questionnement à ce qui attrait à l'utilisation de CD133 comme marqueur exclusif de CSC cérébrales. L'ensemble de nos recherches vise donc à identifier de nouvelles voies de signalisation et des partenaires moléculaires influençant le phénotype invasif et inflammatoire des CSC. L'identification de MT1-MMP ou des axes MT1-MMP/S1P ou MT1-MMP/Cox-2 sont des cibles thérapeutiques prometteuses dans le traitement du cancer et également des CSC CD133+, De plus, cette étude nous permet d'affirmer qu'une investigation plus spécifique de l'expression des LRPs au sein de chaque type de cancer doit être effectuée afin de discerner le rôle versatile de ces récepteurs dans la progression tumorale et dans le développement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cellule souche cancéreuse, CD133, MMP, LRP, Cox-2, invasion, inflammation.

En oncologie, l’anatomopathologie est le « gold standard » pour le diagnostic et l’évaluationpronostique de lésions tumorales à l’échelle tissulaire. Depuis peu, les spectroscopiesvibrationnelles, notamment IR, représentent des axes de développement prometteurs pour cettespécialité en ouvrant la voie à l’histologie spectrale. Bien que « la preuve de concept » de cettedémarche soit maintenant réalisée, il reste encore de nombreux points à traiter avant un transfertvers la clinique. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à deux d’entre eux, impliqués dans lavitesse d’obtention, la qualité et le contenu informatif des images spectrales ; à savoir ledéparaffinage numérique des coupes tissulaires et la construction automatique et non supervisée deces images par biométrie floue. Afin de s’affranchir du déparaffinage chimique, nous avons montréque comparativement à l’ICA-NCLS, la méthode de prétraitement des spectres IR par EMSCs’avère la plus adaptée à l’élimination de la signature spectrale de la paraffine. Cette étape permetdonc l’utilisation directe de coupes tissulaires conventionnelles en histologie spectrale et rendpossible des études rétrospectives. La construction d’images spectrales capables de révéler les zonestumorales et les différentes structures tissulaires nécessite des méthodes performantes declassification des données IR. Basé sur la classification floue (FCM, Fuzzy C-Means), nous avonsmis au point un algorithme permettant d’optimiser le nombre de classes K et le paramètre de flou mde façon automatique et simultanée. L’algorithme a été testé au niveau de différents types decancers cutanés comme des carcinomes basocellulaires (BCC), spinocellulaires (SCC), maladies deBowen et mélanomes et comparé aux classifications « dures », comme le K-means (KM) etl’analyse par classification hiérarchique (ACH). Les images FCM révèlent une forte hétérogénéitéintra-tumorale pour les BCC, SCC et mélanomes et permettent de mieux caractériserl’interconnectivité entre les structures tissulaires saines et tumorales. De plus, pour certainestumeurs infiltrantes comme les SCC, un front d’invasion tumoral est mis en évidence ainsi que sesconnexions avec le tissu environnant. En conclusion, l’ensemble de ces résultats souligne le fortpotentiel de l’association microspectroscopie IR/biométrie floue pour la caractérisation de lésionstumorales / In oncology, anatomical pathology is the "gold standard" for diagnosis and prognostic evaluation of tumor lesions on a tissue scale. Since recently, vibrational spectroscopies, especially IR spectroscopy, represent promising guidelines of development for this specialty paving the way for spectral histology. Although "proof of concept" of this approach is now done, there are still many issues before its transfer into the clinic. In this study we focused on two important issues, namely digital dewaxing of the paraffin-embedded tissue sections, and automatic and unsupervised construction of spectral images by fuzzy biometric methods, which are rapid and provide high quality content spectral information.In order to overcome the chemical dewaxing, we have shown that compared to the ICA-NCLS, the IR spectra preprocessing method by EMSC is better for the elimination of paraffin spectral signature. This step thus allows the direct use of conventional tissue sections in spectral histology and enables retrospective studies. The construction of spectral images which reveal tumor areas and the different tissue structures requires efficient methods of IR data clustering. Based on the fuzzy clustering (FCM, Fuzzy C-Means), we developed an algorithm permitting to automatically and simultaneously optimize the number of clusters K and the fuzzy parameter m. This algorithm was applied to different types of skin cancers such as basal cell carcinomas (BCC), squamous cell carcinomas (SCC), Bowen's diseases and melanomas and compared with the "hard" clustering methods as K-means (KM) and Analysis by Hierarchical Clustering (AHC). The FCM images reveal strong intratumoral heterogeneity for BCC, SCC and melanomas and allow better characterization of the interconnectivity between the tumor and healthy tissue structures. In addition, for some invasive tumors such as SCC, a tumor invasive front is highlighted as well as its connections with the surrounding tissue. In conclusion, all these results highlight the potential of the IR microspectroscopy/fuzzy biometric methods association for characterization of tumor lesions.

Le médulloblastome, un type hautement agressif de tumeur cérébrale pédiatrique, est l'un des cancers dont le pronostic est le plus sombre dû à la difficulté de s'y attaquer directement et efficacement. L'avenir de la recherche en oncologie repose sur notre capacité à mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires impliqués dans la progression d'un néoplasme afin d'identifier les joueurs clés impliqués dans le phénotype invasif tumoral ainsi que de nouvelles cibles nous permettant de tirer profit de ces failles. L'une de celles-ci est la métalloprotéase MMP-9, qui est surexprimée de manière constitutive dans la plupart des cas de cancers et qui contribue fortement au phénomène d'angiogénèse ainsi qu'à la migration invasive des cellules tumorales. Une des voies de signalisation régulant l'expression de la MMP-9 passe par le facteur nucléaire NF-kB, qui est aussi intimement liée à la régulation de COX-2, un médiateur important de l'inflammation dans le microenvironnement tumoral. Sachant que le ciblage pharmacologique de chacune de ces fonctions contribue à la régression tumorale, il apparait pertinent d'évaluer le caractère thérapeutique in vitro de deux agents pharmacologiques, le propranolol ainsi que le lupeol, dont les potentiels anti-tumoraux et anti-inflammatoires respectifs ont été rapportés. Les mécanismes moléculaires à la base de leur activité demeurent cependant peu documentés. Nous avons donc émis l'hypothèse que, premièrement, le propranolol puisse inhiber la sécrétion de MMP-9 indispensable à la cancérogénèse en bloquant la voie de signalisation NF-kB et que, dans un deuxième temps, le lupeol modulerait négativement l'inflammation au site tumoral en bloquant la synthèse de COX-2 possiblement via la voie NF-kB. Pour ce faire, nous stimulerons in vitro la voie de signalisation NF-kB à l'aide d'un agent pro-carcinogène, le PMA, dans un modèle cellulaire tumoral de type DAOY. Les phénotypes invasifs et inflammatoires résultants seront par la suite évalués en réponse aux traitements pharmacologiques. Nos résultats démontrent que le propranolol inhibe l'activation de la voie NF-kB induite par un agent carcinogène de manière dépendante de la dose, diminuant conséquemment la sécrétion de MMP-9. Le mécanisme de notre agent affecte aussi deux autres voies de signalisation cruciales à la cancérogénèse, soit la voie des MAPK et de PI3K/AKT, sans toutefois induire l'apoptose des cellules traitées. Notre seconde hypothèse s'est cependant avérée inexacte puisque, bien que le lupeol module effectivement la voie NF-kB et l'expression de COX-2, elle le fait à la hausse en synergie avec notre agent carcinogène, le PMA. Ces recherches nous ont par contre permis de comprendre une nouvelle modulation du lupeol dans notre modèle néoplasique et d'analyser l'axe de signalisation MT1-MMP, dont la contribution était suspectée, à l'inflammation. De plus, nous avons associé une autre partie du mécanisme moléculaire du lupeol via l'expression de la protéine chaperonne HuR indispensable à la stabilisation du transcrit primaire de MMP-9. En conclusion, nous avons démontré un nouvel axe signalétique par lequel ces agents pharmacologiques affectent le développement tumoral. Ces données dénotent l'importance de cibler la voie NF-kB afin d'atténuer à plusieurs niveaux le phénotype tumoral et proposent l'implication de cibles thérapeutiques originales telles que les récepteurs β-adrénergiques dans la cancérogénèse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Médulloblastome, MMP-9, NF-kB, propranolol, récepteurs β-adrénergiques, COX-2, inflammation, lupeol

La ténascine-X (TNX) est une glycoprotéine de la matrice extracellulaire. Son expression est fortement réprimée dans de nombreux cancers et l’invasion tumorale est accrue chez des souris TNX-/-. La TNX apparaît donc comme un répresseur potentiel du développement des tumeurs. L’objectif de notre travail est d’étudier cet effet présumé et d’en comprendre les mécanismes, en analysant in vitro le rôle de la TNX sur la croissance et la migration de cellules de fibrosarcome HT-1080 dans des modèles de culture bi- et surtout tridimensionnels, plus représentatifs de l’environnement cellulaire in vivo. Nos résultats montrent que la TNX inhibe la croissance des cellules tumorales, sans induire de mort apoptotique ou nécrotique. Des observations par microscopie confocale ont montré que la présence de TNX réduit l’étalement des cellules ainsi que leur efficacité de migration. Nous avons pu mettre en évidence que la TNX provoque un ralentissement de la migration des cellules tumorales ainsi qu’une diminution de la directionnalité de leurs trajectoires. L’observation de la protéolyse du collagène de type I par les cellules en migration montre qu’elle est inhibée en présence de TNX. Par ailleurs, la TNX réduit l’expression et l’activation des MMP 2, MMP-9, et MT1 MMP. Certaines voies de signalisation associées ont été étudiées : la TNX inhibe la phosphorylation de FAK sur sa tyrosine 397, ainsi que l’activation des GTPases RhoA et Rac, sans affecter celle de Cdc42. Par une régulation fine de ces molécules, qui sont impliquées dans le contrôle de la croissance et de la migration cellulaire, la TNX se caractérise comme un inhibiteur extracellulaire de l’invasion tumorale / Tenascin-X (TNX) is involved not only in the organisation of the extracellular matrix architecture but also in the regulation of cell behaviour. This matrix glycoprotein is down-regulated in many tumor types, while tumor invasion is promoted in TNX-deficient mice. In order to decipher the mechanisms by which TNX modulates tumor cell growth and migration, we compared the behaviour of HT1080 fibrosarcoma cells in conventionnal 2D culture model or embedded in 3D collagen gels, both containing or not recombinant TNX. Some experimentations have permit us to demonstrate that TNX inhibits tumor cells growth, without inducing apoptotic or necrotic cell death. Laser confocal microscopy observations demonstrated that the presence of TNX reduces cell spreading and migration efficency. Moreover, video time-lapse analysis showed that TNX reduces both velocity and directionnality of cell migration. This result is partly due to a decrease of pericellular proteolysis, as observed in situ using FITC-collagen-containing gels. Besides, we showed that TNX led to a decrease of MMP 2, MMP-9, MT1 MMP expression and activity. Then, we determined that both FAK phosphorylation on tyrosine 397 and activation of Rac1/2/3 and RhoA small GTPases were inhibited in TNX conditions. An inactivation of these small GTPases of the Rho family is known to deregulate cell cycle and highly decrease tumor cell spreading and migration efficiency in 3D environment. Taken together, these results indicate that TNX is an extracellular inhibitor of cell invasion, which acts by downregulating the main signalling pathways responsible for cell growth and motility in 3D-collagen gels

Au cours de l'invasion tumorale, la matrice extracellulaire du tissu broncho-pulmonaire, riche en élastine, subit de nombreux remaniements. La dégradation de cette élastine conduit à la production de peptides bioactifs. Ces peptides d'élastine (PE) possèdent un récepteur spécifique, le complexe récepteur de l'élastine (CRE), et peuvent également interagir avec l'intégrine alphavbeta3 et la galectine-3. Dans cette étude, nous avons étudié le rôle des PE et de leurs récepteurs dans la progression tumorale des carcinomes broncho-pulmonaires.Des cellules épithéliales bronchiques tumorales sont incubées in vitro avec un mélange de PE, la kappa-élastine (kE), ou avec des peptides synthétiques. Le traitement par les peptides entraine une augmentation de la capacité infiltrante des cellules invasives associée à un relargage précoce de MMP 2, MMP 9 et uPA mais n'a pas d'effet sur la prolifération et le phénotype cellulaire. Les niveaux d'ARNm des 3 protéases stimulées ne sont pas modifiés et ni l'actinomycine D, ni le cycloheximide ou la bréfeldine A ne sont capables d'inhiber les effets liés à la kE. Ces effets ne sont pas non plus inhibés par le lactose et les autres antagonistes des trois récepteurs. Enfin, les peptides VGVAPG et GRKRK, présentant les séquences spécifiques reconnues par les récepteurs, ne réussissent pas à reproduire les effets observés avec la kE, alors que des nonapeptides les reproduisent de façon quasi-identique.Ces résultats montrent que les PE régulent la capacité invasive des carcinomes broncho-pulmonaires, via le relargage d'enzymes protéolytiques. Cette modulation mettrait en jeu des mécanismes post-traductionnels et un récepteur lactose-insensible, différent du CRE, de l'intégrine alphavbeta3 et de la galectine-3, et reconnaissant des nonapeptides d'élastine. / Elastin-rich lung extra-cellular matrix is largely remodeled during tumor invasion. Elastin degradation produces peptides displaying a wide range of biological activities. These elastin derived peptides (EP) interact with the Elastin Receptor Complex (ERC) but also bind to alphaVbeta3 integrin and galectin-3. In this study, we explored the role of EP and their receptors in tumor progression of lung carcinomas.In vitro, lung tumor cells were incubated in presence of kappa-elastin (kE), a mix of EP or with synthetic elastin peptides. EP treatment induced an increase of invasive capacity of invasive cells with quickly increased levels of MMP-2, MMP 9 and uPA but had no effect on cell proliferation and phenotype. Interestingly, protease regulation was not observed at the mRNA level and actinomycin D, cycloheximide and brefeldin A were unable to inhibit kE effects. These effects could not be inhibited either by classical receptor antagonists including lactose or blocking antibodies. Finally, synthetic peptides VGVAPG and GRKRK, displaying receptor-specific sequences, failed to reproduce kE effects whereas nonapeptides partially mimicked them.These results demonstrate that treatment with EP up-regulates invasiveness of lung tumor cells via the release of proteolytic enzymes. This modulation involves post-translational mechanisms and a lactose-insensitive receptor, different from the ERC, alphaVbeta3 integrin and galectin-3 and recognizing nonapeptidic sequences.

3-bromophenyl 6-acetoxymethyl-2-oxo-2H-1-benzopyran-3-carboxylate (IK9) was recently reported to be a potent inhibitor of cancer cell invasion and angiogenesis. It markedly reduced in vitro invasion of human HT1080 fibrosarcoma cells through collagen-coated porous membranes (Boyden chamber assay) and in vivo tumour growth in athymic nude mice. It was furthermore able to decrease angiogenesis ex vivo in a rat aortic ring assay and in vivo in a choroidal neovascularisation mice model. It nevertheless presents some water solubility and stability problems, which should be taken into account for further investigations. In the first part of the project, we synthesized original IK9 derivatives, modulated at the 3- and 6-positions, by introducing functional groups able to improve water solubility and metabolic stability. Their anti-invasive potency was screened in the Boyden chamber assay and the generated results highlighted some structure-activity relationships. A second part of the project was devoted to the elucidation of the actually unknown mechanism of action of IK9. Anti-invasive or anti-proliferative effects against endothelial cells, main actors of the angiogenic process, were not emphasised. We showed that IK9 acts likely not as an inhibitor of receptor tyrosine kinases (EGFR, PDGFR and VEGFR). The compound generates a weak decrease of mRNA coding for metalloproteinases (MMPs) 2 and 9, and on the other hand a substantial diminution of MMP 2 and 9 secretions by HT1080 fibrosarcoma cells. In conclusion, the consideration of anti-invasive properties together with the worked out solubility and stability profiles highlights several series, notably 6-hydroxycoumarins, 6-hydroxymethylcoumarins and coumarin-3-sulfonamides, whose interest as potential successors to IK9 is undeniable. Le 6-acétoxyméthyl-2-oxo-2H-1-benzopyrane-3-carboxylate de 3-bromophényle (IK9) est un dérivé coumarinique décrit comme inhibiteur puissant de linvasion tumorale et de langiogenèse. Il inhibe linvasion des cellules HT1080 de fibrosarcome humain in vitro à travers une membrane poreuse recouverte dune couche de collagène (test en « chambres de Boyden ») et la croissance tumorale in vivo chez des souris athymiques nues. Il est par ailleurs capable de bloquer langiogenèse, à la fois dans un modèle ex vivo danneaux daorte de rats et dans un modèle in vivo de néovascularisation choroïdale chez la souris. Il présente pour autant une problématique dhydrosolubilité et de stabilité, dont il faudra tenir compte lors dinvestigations futures. Dans une première partie du projet, nous avons synthétisé des dérivés originaux de lIK9, modulés en position 3 et 6 du noyau coumarinique, en introduisant des fonctions susceptibles daugmenter lhydrosolubilité et la stabilité métabolique des molécules obtenues. Leur pouvoir anti-invasif a été évalué dans le test en « chambres de Boyden », ce qui nous a permis de mettre en évidence différentes relations structure-activité. Une deuxième partie du projet fut consacrée à létude du mécanisme daction de lIK9, qui est non identifié jusquà présent. Un effet anti-invasif ou anti-prolifératif envers les cellules endothéliales, actrices principales du processus dangiogenèse, na pu être observé. LIK9 nagit vraisemblablement pas en tant quinhibiteur de plusieurs récepteurs de type tyrosine kinase (EGFR, PDGFR et VEGFR). Le composé engendre une légère baisse de lexpression de lARNm codant pour les métalloprotéases matricielles (MMPs) 2 et 9 mais par contre entraîne une diminution substantielle de la sécrétion des MMPs 2 et 9 par les cellules HT1080 de fibrosarcome humain. En conclusion, la prise en compte simultanée de lactivité anti-invasive, de lhydrosolubilité et de la stabilité met en avant plusieurs séries de dérivés, notamment des 6-hydroxycoumarines, des 6-hydroxyméthylcoumarines et des coumarine-3-sulfonamides, dont lintérêt en tant que successeurs potentiels de lIK9 est indéniable.

Les gliomes sont les tumeurs cérébrales primitives les plus fréquentes. Dérivant des cellules gliales et majoritairement des astrocytes, les gliomes malins évoluent rapidement et sont associés à un très mauvais pronostic, en partie causé par leur nature invasive. Les cellules de gliomes infiltrent activement le parenchyme cérébral, ce qui leur permet d'échapper aux thérapies focales (chirurgie et radiothérapie), et de donner naissance à de nouveaux foyers tumoraux au voisinage direct ou à distance de la tumeur initiale. En analysant le transcriptome de plus de 130 gliomes de différents grades et en me focalisant uniquement sur les variations d'expression de gènes connus pour être impliqués dans la migration, l'invasion, l'adhérence et la polarité astrocytaire, j'ai mis en évidence une altération des jonctions adhérentes dans les gliomes et suggéré une corrélation inverse entre le niveau de la p120ctn et l'invasivité des gliomes in vitro et in vivo.. En contrôlant une boucle de recyclage inédite de la N-cadhérine dans les cellules en migration, la p120ctn régule spatialement les forces d'adhérence intercellulaire, et assure une migration collective dirigée. L'altération de sa fonction dans les astrocytes sains entraîne une augmentation de la dispersion des cellules, la perturbation de leur directionnalité et in fine une augmentation de leur vitesse de migration ; des caractéristiques identiques aux cellules de gliomes en migration. L'ensemble de ces résultats définit la p120ctn comme une nouvelle cible thérapeutique potentielle pour le traitement des gliomes diffus et comme un potentiel marqueur de l'invasivité des gliomes.

Les môles hydatiformes complètes (MHC) sont des lésions bénignes précancéreuses du placenta qui dans 5% des cas évoluent vers un cancer très prolifératif dénommé, choriocarcinome (CC). Différents travaux ont rapporté une corrélation entre le développement des MHC récurrentes et les mutations du gène NLRP7. Ce gène code pour la protéine NLRP7 de l’inflammasome dont l’activation contribue à la production d’IL-1 et IL-18. La majorité des travaux publiés à ce jour se sont intéressés à l’étude des mutations de NLRP7. En revanche, aucune étude n’a caractérisé son rôle dans la placentation normale et tumorale. L’objectif de mon projet de thèse était de caractériser le rôle de cette protéine dans le placenta normal et tumoral. Trois approches ont été utilisées, i) Clinique, en collaboration avec le CHU de Casablanca ; le centre de référence Français des Maladies Gestationnelles Trophoblastiques (MGT) et l’Université Mc Gill pour l’accès aux tissus et sera collectés chez des patientes MHC ou CC; ii) In Vitro/Ex Vivo, pour la caractérisation du rôle du NLRP7 dans les processus clés du développement placentaire normal et tumoral dans des systèmes de cultures en 2D et 3D. Deux lignées trophoblastiques ont été utilisées, les cellules non tumorales HTR-8 Sv/Neo et la lignée JEG3 issue d’un CC humain ; iii) In Vivo, par l’injection orthotopique de cellules JEG3, invalidées ou non pour l’expression du gène NLRP7 (stratégie ShRNA), dans le placenta de souris gestantes. L’impact tumoral des JEG3 suite à leur injection dans la corne utérine et dans la veine de la queue de souris non gestantes a également été étudié.Mes travaux ont démontré que la protéine NLRP7 est abondamment exprimée dans le placenta normal au cours du premier trimestre de la grossesse, que son expression est régulée positivement par l’hypoxie, paramètre clé du développement du placenta et que cette protéine contrôle les processus clés du développement placentaire comme la prolifération et la différentiation trophoblastique. Par ailleurs, j’ai aussi démontré que NLRP7 joue un rôle compensatoire important dans la pathologie du retard de croissance intra-utérin. En relation avec le développement tumoral placentaire, mes travaux ont démontré que, i) la protéine NLRP7 est augmentée dans le placenta de patientes MHC et CC, et que les protéines de la machinerie des inflammasomes sont aussi dérégulées, ii) les cellules tumorales JEG3 surexpriment le NLRP7 comparé au HTR-8 Sv/Neo, iii) l’invalidation de NLRP7 dans les JEG3 induit une baisse de leur prolifération et augmentation de leur migration et invasion dans les systèmes de culture 2D et 3D. L’étude in vivo a démontré que l’invalidation de NLRP7 diminue le développement et la métastase du CC humain dans les trois modèles étudiés. Les analyses immunohistologiques, RNAseq et anticorps-array ont permis la caractérisation des mécanismes régulés par la protéine NLRP7 dans les JEG3. L’ensemble de mes travaux ont mis en évidence le rôle critique de la protéine NLRP7 dans le développement placentaire normal et tumoral et proposent la machinerie NLRP7 comme cible potentielle pour le traitement du CC. / Complete hydatidiform moles (CHM) are benign precancerous lesions of the placenta that evolve in 5% of cases into a highly proliferative cancer called choriocarcinoma (CC). Numerous studies have reported correlations between the development of recurrent CHM and mutations in the NLRP7 gene. NLRP7 protein belongs the NLRP7-inflammasome, whose activation contributes to the production of mature IL-1 and IL-18. Most of the work published on NLRP7 was focused on the study of NLRP7 mutations in CHM. Though, no study has characterized its role in normal and tumor placental development. The aim of my thesis project was to characterize the role of this protein in the normal and tumor placenta. Three approaches were used, i) A clinical approach, in collaboration with Casablanca University Hospital; the French reference center of Trophoblastic Gestational Disease and with McGill University. These collaborations allowed for tissue access from MHC and CC patients; ii) An in Vitro / Ex Vivo approach for the characterization of the role of NLRP7 in key processes of normal and tumor placental development using 2D and 3D culture systems. Two trophoblastic cell types were used, a non-tumor cell line, the HTR-8 Sv/Neo and the JEG3 cells, derived from human CC; iii) An In Vivo approach through orthotopic injection of JEG3 cells, invalidated or not for the expression of the NLRP7 gene (ShRNA strategy), in the placenta of gravid mice. The tumor impact of JEG3 following their injection into the uterine horn and the vein of the tail of non-pregnant mice was also examined.The first part of my work showed that NLRP7 protein is abundantly expressed in the normal placenta during the first trimester of pregnancy, that its expression is upregulated by hypoxia, a key parameter in placental development, and that this protein controls key processes of placental development such as proliferation and differentiation. Importantly, I have also demonstrated that NLRP7 plays an important compensatory role in the pathology of intrauterine growth retardation. The second part of my work concerning the role of NLRP7 protein in the placental tumor development demonstrated that i) NLRP7 protein levels are increased in the placenta of MHC and CC patients, and that components of the inflammasome machinery are also deregulated, ii) the JEG3 cells overexpress NLRP7 compared to HTR-8 Sv/Neo, iii) NLRP7 knock-down in JEG3 induced a significant decrease in their proliferation and an increase in their migration and invasion both in the 2D and 3D culture systems. The in vivo study demonstrated that the knock-down of NLRP7 decreased the development and metastasis of human CC in the three tested routes. Immunohistological, RNAseq and antibody-array analyses allowed the characterization of the pathways regulated by the NLRP7 protein in JEG3 cells.Altogether my PhD project characterized the critical role of the NLRP7 protein in normal and tumor placental development and proposes the NLRP7 machinery as a potential target for CC treatment.

Lors de l’invasion tumorale, les cellules épithéliales tumorales acquièrent des propriétésmigratoires et invasives impliquant des modifications phénotypiques importantes. Parmi ceschangements, on observe notamment une réorganisation ou une perte des complexes d’adhérenceintercellulaire et une acquisition de la capacité à dégrader la matrice extracellulaire à travers uneaugmentation d’expression des métalloprotéinases matricielles (MMPs). Dans cette étude, nous noussommes plus particulièrement intéressés aux jonctions serrées qui sont constituées de protéinestransmembranaires (occludine, claudines) liées au cytosquelette d’actine par des protéinescytoplasmiques sous-membranaires incluant les Zonula Occludens (ZO-1, -2 et -3). Parmi cesmolécules, nous avons évalué le rôle potentiel de ZO-2 dans l’acquisition de propriétés invasives parles cellules tumorales. In vivo, nous avons montré une diminution d’expression des ZOs dans lescancers broncho-pulmonaires avec une localisation cytoplasmique préférentielle. De plus, in vitro, lalocalisation des ZOs varie en fonction du potentiel invasif des cellules tumorales et leur réorganisationest corrélée à la migration cellulaire. Nous démontrons également que l’inhibition de ZO-2 augmenteles capacités invasives de cellules tumorales invasives et s’accompagne d’une augmentationd’expression des MMP-2 et -14 et du facteur de transcription ZEB-2. Ces résultats suggèrent que ZO-2, composant structural des complexes d’adhérence intercellulaire dans les cellules différenciées,pourrait jouer un rôle clé dans le processus d’invasion tumorale. Sa capacité à transiter de lamembrane au cytoplasme et/ou au noyau lui permettrait d’agir comme une molécule de signalisationen régulant la transcription de gènes. Les données obtenues démontrent un rôle anti-invasif de ZO-2. / During tumor invasion, tumor epithelial cells acquire migratory and invasive propertiesinvolving important phenotypic alterations. Among these changes, one can observe a reorganization ora loss of cell-cell adhesion complexes such as tight junctions and an increased ability to degradeextracellular matrix through an enhanced expression of matrix metalloproteinases (MMPs). Tightjunctions are composed of transmembrane proteins (occludin, claudins) linked to the actincytoskeleton through cytoplasmic adaptor molecules including those of the zonula occludens family(ZO-1, -2, -3). Among these molecules, we evaluated the potential role of ZO-2 in the acquisition ofinvasive properties by tumor cells. In vivo, we showed a decrease of ZOs expression in bronchopulmonarycancers with a preferential localization in the cytoplasm. In addition, in vitro, thelocalization of ZOs varies according to invasive properties of tumor cells and their reorganization iscorrelated with cell migration. We also demonstrate that ZO-2 inhibition increases invasive capacitiesof invasive tumor cells. This was associated with an increase of MMPs (MMP-2 and -14) and thetranscription factor ZEB-2 expression. These results suggest that ZO-2, known as a structuralcomponent of cell-cell adhesion complexes in differentiated epithelial cells, could play a key role intumor invasion through its ability to shuttle from the membrane to the cytosol or nucleus, and act assignaling molecule regulating gene transcription. This study shows an anti-invasive role of ZO-2.