La métastase est la cause principale de décès chez les individus atteints de tumeurs solides. Lors d'un criblage pan-génomique d’ARN interférence, 22 gènes candidats suppresseurs de métastase ont été identifiés (Gobeil et al., 2008). Parmi ceux-ci, le gène de la cathepsine O (Ctso) et celui de l’actine alpha des muscles lisses (Acta2), ont été choisis pour être caractérisés. Les résultats obtenus en faisant des études de perte de fonction par ARN interférence et de gain de fonction via une expression ectopique, suggèrent que Ctso et Acta2 sont impliqués dans l’adhésion et la migration et potentiellement dans la survie/croissance cellulaire ainsi que dans l’invasion des cellules tumorales. De plus, mes résultats démontrent que la protéine Ctso est secrétée par des cellules de mélanome murin, suggérant une fonction extracellulaire. Bien que ces résultats tendent à démonter l’implication de Ctso et Acta2 dans la métastase, d’autres études doivent être accomplies pour approfondir leur rôle.

Introduction. La distribution asymétrique des composantes cellulaires au sein des cellules épithéliales résulte en une polarité apico-basale, laquelle divise la cellule en un domaine apical, un domaine latéral et un domaine basal. Cette polarité est essentielle à la physiologie des tissus épithéliaux et à l’homéostasie des organes. D’ailleurs, la perte de polarité épithéliale favorise la progression tumorale. Crumbs est une protéine de la polarité limitant la progression tumorale. Chez la drosophile, la protéine Yurt, associée au cortex cellulaire, inhibe Crumbs. De plus, les orthologues humains de Yurt – EPB41L5 et EPB41L4B – sont surexprimés dans plusieurs cancers. Leur surexpression amplifie la formation de métastases et est donc associée à un mauvais pronostic. Ces protéines seraient de bonnes cibles thérapeutiques, mais leurs modes de régulation sont peu connus. Nous émettons l’hypothèse que la localisation subcellulaire est importante pour la régulation de Yurt et ses orthologues. Ce projet vise à 1) définir les domaines de Yurt lui permettant de lier le cortex cellulaire et 2) déterminer les mécanismes régissant cette localisation. Méthodologie et résultats. Nous avons procédé à une analyse structure-fonction couplée à des immunofluorescences pour identifier les domaines protéiques responsables de la localisation corticale de Yurt. Diverses troncations et délétions au sein de la protéine nous ont permis d’identifier un motif basique et hydrophobe et un domaine Pleckstrin Homology-like au sein du domaine FERM permettant de cibler Yurt au cortex. Cette association se fait par des interactions électrostatiques avec des lipides membranaires. Conclusion. Nous avons mis en lumière de nouveaux mécanismes régulant la protéine Yurt. Ces connaissances pourraient contribuer au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques en oncologie ciblant les orthologues humains de Yurt. / Introduction. Epithelial polarity is characterized by the asymmetrical distribution of cellular components in epithelial cells, which divides the cell into an apical domain, a lateral domain, and a basal domain. This polarity is essential for proper tissue function and the homeostasis of organs. Indeed, loss of epithelial polarity contributes to cancer progression. Crumbs is a polarity protein that limits tumour progression. In Drosophila, the protein Yurt, which associates to the cell cortex, limits the activity of Crumbs. Moreover, the human orthologs of Yurt – EPB41L5 and EPB41L4B – are overexpressed in many cancers. This overexpression increases metastasis formation and is thus associated with a poor prognosis. These proteins represent potential targets in the treatment of cancer, but little is known about their modes of regulation. We hypothesize that subcellular localization is important for the regulation of Yurt and its human orthologs. The aims of this project are to 1) define which domains of Yurt target it to the cell cortex and 2) determine the mechanisms responsible for this localization. Methodology and results. We performed a structure-function analysis coupled to immunofluorescence to identify the protein domains responsible for the cortical localization of Yurt. Many truncations and deletions were tested and allowed the identification of one basic and hydrophobic motif along with a Pleckstrin Homology-like domain within the FERM domain that are essential for Yurt’s cortical localization. This localization is mediated by electrostatic interactions with membrane lipids. Conclusion. We have successfully identified novel mechanisms regulating Yurt localization. These findings could contribute to the development of new therapeutics in oncology that target the human orthologs of Yurt.

Les métastases représentent l’étape ultime de la progression tumorale. Les traitements inhibiteurs de l’angiogenèse offrent de nouvelles perspectives thérapeutiques, notamment pour les stades invasifs, mais cependant ils n’apportent qu’une prolongation modeste de la survie des patients. La faible réponse de certains types de cancers aux traitements ciblant l’angiogenèse tumorale, comme le carcinome de la prostate chez l’homme ou du sein chez la femme, est due au développement de résistances tumorales d’une part, et à l’accélération du processus métastatique mise en évidence par certaines études précliniques et cliniques d’autre part. L’objectif de ce travail de thèse a été d’étudier le rôle d’une protéine anti-angiogénique endogène, la thrombospondine 1 (TSP1), dans l’invasion et la dissémination métastatique dans le carcinome de la prostate et du sein. Notre laboratoire a montré que la densité microvasculaire est inversement corrélée à l’expression de la TSP1 dans les stades précoces de ces carcinomes. Cependant, cette corrélation est perdue aux stades avancés où l’expression de la TSP1 devient associée à un mauvais pronostic. Les travaux de ma thèse ont permis de montrer que la TSP1 stimule un ensemble de processus intervenant dans la progression tumorale, dont la migration et l’invasion cellulaires, l’extravasation et la dissémination métastatique. Nous avons aussi pu mettre en évidence que l’hypoxie induite par l’inhibition de l’angiogenèse est un activateur majeur de l’invasion et de la formation de métastases, que cette hypoxie soit produite par des molécules endogènes comme la TSP1 ou par des inhibiteurs pharmacologiques de ce processus. De plus, nous démontrons que la TSP1 est un facteur de mauvais pronostic puisque son expression est corrélée avec l’augmentation de l’invasion et de la rechute des patients atteints de cancers de la prostate androgéno-résistants. En conclusion, nos résultats suggèrent que l’expression de la TSP1 pourrait être un facteur prédictif de l’invasion et de l’occurrence de métastases, et que le ciblage de la TSP1 présente un fort potentiel thérapeutique pour bloquer à terme ces processus. / Prognosis is poor once tumors developed metastasis, and overall survival has been only modestly improved by the development of drugs inhibiting angiogenesis. The poor response of certain types of cancer to therapies that target tumor angiogenesis, including prostate and breast carcinomas, is due to the development of an evasion and to the acceleration of the metastatic process noted in some preclinical and clinical studies. The objective of this thesis was to study the role of an endogenous anti-angiogenic factor, thrombospondin 1 (TSP1), in the process of invasion and metastasis of prostate and breast carcinomas. Our laboratory has previously shown that microvessel density is inversely correlated with the expression of TSP1 in primary stages of breast and prostate carcinomas. However, this correlation is lost in advanced cancers, where TSP1 expression becomes associated with poor prognosis. We show that TSP1 stimulates a set of processes involved in tumor progression, including cell migration and invasion, extravasation and metastatic dissemination. We also demonstrate that hypoxia induced by an inhibition of angiogenesis resulting from the activity of endogenous or pharmacological molecules is a major activator of invasion and metastasis. In addition, we demonstrate that TSP1 is a poor prognostic factor since its expression is correlated with increased invasion and relapse in patients with androgen-resistant prostate cancer. In conclusion, our results suggest that the expression of TSP1 could be a predictor of invasion and metastasis occurrence, and that targeting TSP1 could be a great therapeutic potential to block these processes.

Nous avons récemment découvert que le gène Gas1 agit comme un suppresseur de métastases chez le mélanome. Ce gène pourrait être utilisé pour d’éventuelles thérapies contre la métastase. Afin de découvrir le mécanisme réprimant l’expression de Gas1 chez les cellules métastatiques, nous avons utilisé des ChIP, des inhibiteurs chimiques et des petits ARN interférents contre des molécules susceptibles de réprimer Gas1. Chez le mélanome métastatique murin B16-F10, nous avons observé plusieurs groupements méthyles sur l’îlot CpG du promoteur de Gas1, ainsi que la marque de répression H3K9me3 et l’absence de la polymérase II. Chez les cellules humaines C8161 et Lox-IMVI, nous avons découvert qu’il y avait une forte présence d’acétylation au niveau de l’histone 3 et de polymérase II. Par ailleurs, nous avons prouvé que c-MYC et BRD4 étaient impliqués dans la régulation de GAS1. Finalement, ces résultats pourront être utilisés pour développer d’éventuelles thérapies contre la métastase.

Titre de l'écran-titre (visionné le 1er mai 2023) / Introduction. La transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) est associée à la perte de polarité épithéliale et à l'acquisition d'une invasion accrue. La polarité épithéliale divise les cellules épithéliales en domaines apical, latéral et basal, et elle est importante pour le bon fonctionnement des tissus. La protéine Drosophila Yurt (Yrt), localisée corticalement, oligomérise via ses domaines FERM et FERM-FA et est importante dans la régulation de la polarité épithéliale. Ses orthologues humains, EPB41L5 et EPB41L4B, sont surexprimés dans plusieurs cancers épithéliaux. De plus, leur surexpression favorise la formation de métastases et est associée à un mauvais pronostic. Ainsi, ces protéines seraient des cibles importantes pour limiter les métastases. Cependant, la régulation de Yrt n'est pas encore complètement élucidée. Nous avons émis l'hypothèse que la localisation subcellulaire est cruciale pour la fonction de Yrt et de ses orthologues humains. Le but de cette étude était d'élucider les domaines structuraux de Yrt lui permettant de s'associer au cortex cellulaire et les mécanismes régulant cette localisation. Méthodologie. Une analyse structure-fonction couplée à l'immunofluorescence a été réalisée pour identifier les domaines responsables de la localisation corticale de Yrt in vivo. De plus, la quantification du signal cortical et cytoplasmique des différentes constructions Yrt a été effectuée. L'impact fonctionnel a été analysé à partir de cuticules embryonnaires. Résultats. Nous avons découvert que le motif basique et hydrophobe (BH) dans les lobes F1 et F3 du domaine FERM de Yrt influence son ciblage cortical. Les motifs BH contiennent des résidus chargés positivement qui interagissent avec les phospholipides membranaires chargés négativement par le biais d'interactions électrostatiques. De plus, nous avons constaté que lorsque Yrt est mal localisé au cortex cellulaire, sa fonction est affectée. Conclusion. Nos résultats mettent en évidence le rôle important du ciblage de la membrane électrostatique du Yrt. Ces connaissances pourraient ainsi contribuer au développement de stratégies thérapeutiques innovantes contre les orthologues humains Yrt dans la tumorigenèse. / Introduction. Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is associated with the loss of epithelial polarity and the acquisition of enhanced invasion. Epithelial polarity divides epithelial cells into apical, lateral, and basal domains, and it is important for proper tissue function. The cortically localized Drosophila Yurt (Yrt) protein oligomerizes via its FERM and FERM-FA domains in regulating epithelial polarity. Its human orthologs, EPB41L5 and EPB41L4B, are over expressed in several epithelial cancers. Furthermore, their overexpression promotes metastasis leading to overall poor survival and prognosis. Thus, these proteins would be significant targets in limiting metastasis. However, the exact mode of Yrt regulation is yet to be fully elucidated. We hypothesized that subcellular localization is crucial for Yrt regulation and its human orthologs. Thus, we elucidated the domains and subdomains of Yrt allowing it to target the cell cortex and the mechanisms regulating this localization. Methods. A structure-function analysis was performed coupled with immunofluorescence to identify the domains responsible for the cortical localization of Yrt in vivo. Also, we quantified the signal intensity at the cortical and cytoplasmic region for the various Yrt constructs tested. We further analyzed the functional impact using embryonic cuticle. Results. We discovered that the basic and hydrophobic motifs within the F1 and F3 lobes of the FERM domain influences Yrt cortical targeting. These motifs contain positively charged residues that interact with negatively charged membrane phospholipids through electrostatic interactions. Moreover, we found that when Yrt is mislocalized from the cell cortex, its function is impacted. Conclusion. Our findings highlight the important roles of electrostatics and oligomerization in the cortical targeting of the Yrt. This knowledge could thus contribute to the development of innovative therapeutic strategies against Yrt human orthologs in tumorigenesis.

Les métastases sont une complication souvent irréversibles et fatales du cancer. L'adhérence et la migration des cellules cancéreuses sur et à travers l'endothélium vasculaire sont des étapes critiques du processus métastatique. Nous avons étudié le rôle des molécules d'adhérence, E sélectine et intégrines, ainsi que celui de la kinase SAPK2/p38 dans la régulation de l'adhérence et la migration transendothéliale des cellules HT-29 provenant d’un carcinome du colon. Le TNFα augmente fortement l'expression de la E-sélectine par les cellules endothéliales humaine HUVEC. Cet effet est indépendant de l'activation de SAPK2/p38 induit par le TNFα. L'adhérence des cellules HT-29 sur une monocouche de cellules HUVEC prétraitées au TNFα dépend de l'expression de la E-sélectine mais est indépendante de l'activité de SAPK2/p38 des cellules HUVEC et des cellules cancéreuses. Le blocage par des anticorps spécifiques des intégrines des cellules HT-29 révèle aussi la participation de l'intégrine β4 dans leur adhérence aux cellules HUVEC activées par le TNFα. L'adhérence par l’intégrine β4 est impliquée plus tardivement que l’adhérence par la E-sélectine. L'adhérence des cellules HT-29 aux cellules HUVEC activées mène à l'activation de SAPK2/p38 dans les cellules cancéreuses. De plus, une protéine chimérique de E-sélectine/Fc induit l'activation spécifique des kinases SAPK2/p38 et ERK des cellules HT-29. Ceci suggère que l'attachement des cellules HT-29 à la E-sélectine implique un récepteur fonctionnel et signalétique. Cependant, la liaison de la E-sélectine aux cellules HT-29 n’a pas conduit à la phosphorylation de l’intégrine β4, suggérant que ces deux événements ne sont pas liés signalétiquement. L’adhérence des cellules HT-29 aux cellules HUVEC activées implique également un facteur soluble non identifié. Ceci suggère que l’adhérence des cellules cancéreuses à l’endothélium est comparable à celle des lymphocytes, c’est-à-dire qu’elle implique l’utilisation séquentielle de sélectines, chimiokines et intégrines. Le blocage de l'augmentation de l'activité de SAPK2/p38 induite par l’adhérence des cellules HT-29 empêche leur migration transendothéliale. Nos résultats suggèrent que la régulation de la migration transendothéliale des cellules cancéreuses implique deux étapes essentielles: une interaction spécifique avec l'endothélium par l'utilisation séquentielle de molécules d'adhérence, telles que la E-sélectine et l’intégrine β4, et une augmentation du potentiel migratoire par l'activation médiée par l’adhérence de la voie SAPK2/p38. / Metastasis is a dreadful complication of cancer. Adhesion and migration of tumor cells on and through the vascular endothelium are critical steps of the metastatic process. We investigated the roles of the adhesion molecules E-selectin and integrins, as well as the role of the MAP kinase SAPK2/p38 (stress-activated protein kinase-2/p38), in modulating endothelial adhesion and transendothelial migration of HT-29 colon carcinoma cells. TNFα strongly increases the expression of E-selectin in human endothelial cells HUVEC. This effect is independent of the activation of SAPK2/p38 induced by TNFα. Adhesion of HT-29 cells on a monolayer of HUVEC pre-treated with TNFα is dependent on E-selectin expression but is independent of SAPK2/p38 activity of both HUVEC and tumor cells. Blocking the integrins from HT-29 cells (α2, α3, α6, αvβ5, β1 and β4) with specific antibodies reveals a role for β4 integrin in their adhesion to TNFα-treated HUVEC. The sequence of events showed that β4 integrin adhesion is involved later then E-selectin adhesion. The adhesion of HT-29 cells to TNFα-treated HUVEC leads to the activation of SAPK2/p38 in the tumor cells, as reflected by the increased phosphorylation of its downstream target, the actin polymerizing factor HSP27. Moreover, a recombinant E-selectin/Fc chimera induces the specific activation of SAPK2/p38 and ERK (extracellular signal-regulated kinases) in HT-29 cells, suggesting that the binding of E-selectin to HT-29 cells involves a functional and signaling receptor. However, the binding of E-selectin to HT-29 cells does not lead to phosphorylation of β4 integrin suggesting that the two adhesion events are not signalingly linked. The adhesion of HT-29 cells to TNFα-treated HUVEC also implicates a soluble unidentified factor. This indicates that the adhesion of cancer cells to the endothelium uses the same sequence as lymphocytes namely, selectins, chemokines and integrins. Blocking the adhesion-mediated increase of SAPK2/p38 activity of HT-29 cells inhibits their transendothelial migration. Overall, our results suggest that the specific regulation of transendothelial migration of tumor cells involves two essential steps: 1) adhesion to the endothelium by the sequential use of adhesion molecules, such as E-selectin and β4 integrin, 2) increased motogenic potential through adhesion-mediated activation of the SAPK2p38 pathway.

Au cours de ce projet, nous avons émis l'hypothèse que les cellules cancéreuses en circulation ursupent les mécanismes utilisés par les cellules du système immunitaire pour lier l'endothélium, le traverser et former des métastases. En ce sens, nous avons observé en conditions dynamiques que la E-sélectine est nécessaire à l'adhérence puis au roulement des cellules cancéreuses de côlon HT-29 à la surface des cellules endothéliales. L'utilisation de divers variants de la Esélectine nous a permis de confirmer l'importance de sa portion cytoplasmique pour l'adhérence et le roulement des cellules cancéreuses. En utilisant une chambre à flux laminaire et un substitut vasculaire tridimensionnel construit par génie tissulaire, nous avons identifié trois mécanismes de diapédèse. Ainsi, 1) la majorité des cellules cancéreuses ne complètent pas le processus de diapédèse et restent au niveau des cellules endothéliales (diapédèse de type mosaïque), 2) certaines passent aux jonctions interendothéliales (diapédèse paracellulaire), 3) tandis que d'autres passent au travers de la cellule endothéliale (diapédèse transcellulaire). Nous avons aussi déterminé que l'activation de la E-sélectine conduit à celle des MAP kinases ERK et p38. Au moyen d'approches génétiques et d'inhibiteurs chimiques, nous avons par la suite démontré que l'activation de ces voies par la E-sélectine est requise pour la diapédèse des cellules cancéreuses, via le mécanisme paracellulaire. L'activation de p38 régule la diapédèse des cellules HT-29 en modulant la phosphorylation de la myosin light chain (MLC) et la formation de fibres de tension. D'autre part, l'activation de ERK par la E-sélectine régule l'ouverture des jonctions interendothéliales en initiant l'activation de c-Src et la dissociation du complexe VEcadhérine/p-caténine. Nous concluons que la E-sélectine est essentielle à l'adhérence des cellules cancéreuses de côlon HT-29 et que sa stimulation régule l'extravasation des cellules cancéreuses en initiant l'activation des voies MAP kinases ERK et p38 qui toutes deux contribuent à moduler l'intégrité de la barrière endothéliale et la diapédèse de type paracellulaire. / In the present work, we have investigated the mechanisms by which adhesion of colon cancer cells to E-selectin expressed by endothelial cells regulates the endothelial barrier function and modulates cancer cell transmigration. Several Ones of evidence indicate that cancer cells could use the inflammatory system to interact with the endothelium, to transmigrate and form metastases. Accordingly, we have observed in static and dynamic conditions that E-selectin was essential for the adhesion and rolling of HT-29 colon cancer cells on endothelial cells. By using various E-selectin constructs, we further found that both processes required the cytoplasmic portion of E-selectin. Moreover, the use of a laminar flux chamber and a vascular tridimensional substitute constructed by tissue engineering, permits to identify three diapedesis mechanisms. 1) The majority of cancer cells did not complete the diapedesis process and remained between endothelial cells (mosaic diapedesis), 2) some migrated at interendothelial junctions (paracellular diapedesis) and 2) some passed through an endothelial cell (transcellular diapedesis). We have also found that the activation of E-selectin by the adhesion of HT-29 cells, in a static or a dynamic conditions, resulted in an increased activity of ERK and p38 MAP kinases. In turn, activation of p38 and ERK enhanced transendothelial permeability and paracellular migration of HT-29 cells. We also obtained evidence suggesting that p38-mediated increase in transendothelial permeability and cancer cell migration depends on a myosin light chain (MLC) phosphorylation-mediated formation of stress fibers. On the other hand, the activation of ERK by E-selectin modulated the opening of interendothelial spaces by initiating the activation of c-Src kinase activities and the dissociation of the VE-cadherin/p-catenin complex. Thus, we conclude that E-selectin is essential for HT-29 cancer cells adhesion and that its activation regulates the extravasation of colon cancer cells by initiating p38- and ERK-dependent mechanisms that both contribute to the regulation of the integrity of the endothelial barrier and paracellular diapedesis.

Les métastases osseuses représentent un enjeu majeur de santé publique en raison de leur impact négatif sur la qualité de vie des patients mais également en raison de l’absence de traitements curatif. De nouvelles pistes thérapeutiques sont explorées dont l’immunothérapie anti-cancéreuse. En tant que principales responsables du recrutement leucocytaire, les chimiokines représentent des outils potentiels dans cette approche thérapeutique. La chimiokine fractalkine (CX3CL1) est impliquée dans de nombreux mécanismes physiologiques et pathologiques, dont le métabolisme osseux, la réponse immunitaire anti-tumorale mais également l’adressage et le développement tumoral, et ce de manière différentielle selon la forme considérée de cette chimiokine. En effet, CX3CL1 a la particularité d’exister sous deux formes : membranaire atypique (propriétés d’adhésion cellulaire) et soluble, typique des chimiokines (propriétés de chimioattraction). La mise en place d’un modèle syngénique murin de métastases osseuses expérimentales de carcinome pulmonaire nous a permis d’étudier l’effet de la forme soluble de CX3CL1 sur le développement métastatique en site osseux. L’expression ectopique de CX3CL1 soluble dans les cellules tumorales pulmonaires a conduit à une diminution de leur potentiel tumorigénique, une diminution de la résorption osseuse associée à une modification du ratio OPG/RANKL en faveur d’un phénotype ostéoblastique et à une modification du recrutement leucocytaire intratumoral en faveur d’une réponse immunitaire anti-tumorale. Outre l’importance de CX3CL1 dans le remodelage osseux, ce travail souligne le rôle essentiel du microenvironnement immunitaire dans la progression tumorale. Dans ce contexte, la forme soluble de CX3CL1 pourrait représenter un outil prometteur dans l’arsenal thérapeutique des métastases osseuses / Bone metastases represent a major public health issue due to their negative impact on patient’s quality of life as well as the current lack of curative treatment. New therapeutic leads are being investigated, among which is the anti-cancer immunotherapy. As the main molecules responsible for leukocyte recruitment, chemokines appear as potential tools for this therapeutic approach. The chemokine fractalkine (CX3CL1) is implicated in numerous physiological and pathological mechanisms, including bone metabolism, antitumor immune response as well as tumor homing and proliferation, in a differential manner depending on the considered form of CX3CL1. Indeed, the particularity of CX3CL1 is that it can exist under two forms: an atypical membrane-bound form (strong cellular adhesion) and a chemokine typical soluble form (chemoattraction). The development of a mouse syngeneic model of lung cancer experimental bone metastases allowed us to study the effect of the soluble CX3CL1 on metastatic development in a skeletal location. The ectopic expression of soluble CX3CL1 in the lung cancer cells led to a decrease of their tumorigenic potential, a decrease of bone resorption associated with a shift of the OPG/RANKL ratio toward an osteoblastic phenotype and a modification of leukocyte tumor infiltration in favor of an antitumor immune response. In addition to the importance of CX3CL1 in bone remodeling, this study underlines the essential role of the immune microenvironment in bone tumor progression. In this context, the soluble CX3CL1 could represent a promising tool in the therapeutic arsenal of bone metastases.

Ma thèse porte sur l'étude des rôles régulateurs des GTPases Rho et de leurs effecteurs ROCK sur l'expression de ligands du système immunitaire, sur des cellules de mélanomes murins et humains ainsi que les conséquences sur le développement tumoral de modulateurs de la voie RhoA/ROCK. A l'heure actuelle, les traitements du mélanome métastatique ont une efficacité limitée, c'est pourquoi les nouvelles stratégies s'orientent vers l'immunothérapie notamment en recherchant de nouvelles molécules pharmacologiques capables d'amplifier les réponses immunes anti mélanome. Mon travail a porté sur l'étude de trois ligands de l'immunité modulés par la voie RhoA/ROCK : - Nous avons étudié la régulation du ligand MICA qui est exprimé sur des mélanomes humains, mais qui est reconnu par les cellules NK humaines et murines du système immun inné. En utilisant des statines, qui sont des inhibiteurs de l'activité des Rho, nous avons induit une surexpression membranaire de MICA sans toxicité cellulaire. Cette surexpression s'accompagne d'une sensibilisation des mélanomes à la lyse par les cellules NK. Elle induit également un ralentissement de leur croissance tumorale sous-cutanée en souris NMRI nu/nu et une diminution de l'implantation des métastases pulmonaires. Nous avons aussi montré que cette régulation de MICA induite par les statines ne dépendait pas de l'inhibition des GTPases Ras ou Rho mais de la voie de PPAR?. - Nous avons ensuite étudié la régulation de la molécule de costimulation CD70 par les GTPases Rho sur des mélanomes humains et son rôle dans ces tumeurs. Nous avons montré que les mélanomes primitifs expriment CD70, que cette expression diminue au cours de la maladie et que la GTPase RhoA et la voie des MAPK contrôlent positivement l'expression de CD70 sur nos lignées de mélanome humain. De façon surprenante, nous avons aussi montré que CD70 possède une fonction non immunologique dans ces tumeurs. En effet, la trimérisation de CD70 favorise l'invasion tumorale et l'apparition de métastases en activant la voie de signalisation BRAF/MEK/ERK/RhoE et en inhibant les fibres de stress d'actine et des points focaux d'adhésion. - Enfin, nous nous sommes intéressés aux conséquences de la modulation de FasL sur le développement tumoral du mélanome murin B16F10. Des travaux précédents de l'équipe ont montré que la protéine RhoA et ses effecteurs ROCK régulent de façon négative l'expression de FasL à la membrane des cellules B16F10. Nous avons étudié le rôle in vivo de la surexpression de FasL induite par l'inhibition de ROCK par le H1152. Nous avons mis en évidence un ralentissement de la croissance tumorale in vivo chez les souris immunocompétentes. Ce contrôle du développement tumoral est dépendant de la voie Fas/FasL et de l'activité des lymphocytes TCD8+ et de l'IFN-?. De plus, l'inhibition de ROCK réduit le nombre de métastases pulmonaires sans intervention de la réponse immune adaptative. L'ensemble de mes travaux montre que le ciblage de la voie des GTPases Rho et de leurs effecteurs ROCK constitue une approche nouvelle pour amplifier les réponses immunes protectrices innées et adaptatives anti mélanome, suggérant que des inhibiteurs de cette voie pourraient être envisagés dans de nouveaux protocoles d'immunothérapie du mélanome / My thesis focuses on the study of the regulatory roles of Rho GTPases and their effectors ROCK on the expression of immune system ligands in murine and human melanoma cell lines and the impact on tumor development of modulators of the RhoA/ROCK pathway. Current therapies for metastatic melanoma have poor efficiency. It is the reason why new immunotherapeutic strategies are developed for to find new pharmacological molecules that could improve anti-melanoma immune responses. My work is based on the study of three immune ligands: - We studied the regulation by Rho GTPases of MICA ligand expression in human melanoma cell lines and their recognition by NK cells. Using statins, inhibitors of Rho GTPases activity, we have induced MICA over-expression without any cell toxicity. This MICA over-expression enhanced melanoma cells sensitivity to NK cells lysis, then reduced subcutaneous tumor growth in NMRI nu/nu mice and also decreased pulmonary metastases implantation. We also showed that statins-induced MICA over-expression was not linked to Ras or Rho GTPases inhibition but to PPAR? pathway. - Then, we studied the expression and the function of a co-stimulatory molecule, CD70, and its regulation by the Rho pathway in human melanomas. We demonstrated that the RhoA GTPase and MAPK pathway positively regulate CD70 expression in our melanoma cell lines. Surprisingly, we observed a non-immunological function of CD70 in melanoma. Indeed, CD70 trimerization enhanced melanomas invasion and metastatic capacities through an activation of BRAF/MEK/ERK/RhoE pathway, which inhibited stress fibers and focal adhesions. - Finally, we analyzed the consequences of FasL over-expression on B16F10 murine melanoma development in vivo. Our previous studies have showed that RhoA/ROCK pathway negatively regulates membrane FasL expression on B16F10 cells. We studied in vivo the role of this FasL over-expression induced by ROCK inhibitor H1152, on melanoma cells. We showed tumor growth shrinkage in immunocompetent mice, when B16F10 cells were pretreated with H1152. The Fas/FasL pathway and the activity of TCD8+ cells and IFN- ? induced this tumor slowing down. Moreover, ROCK inhibition induced a reduction of pulmonary metastases implantation independently of T lymphocytes response. Altogether, my work showed that targeting Rho GTPases/ROCK pathway could be interesting in order to improve innate and adaptative anti melanoma immune responses, suggesting that inhibitors of this pathway could be envisaged in new melanoma immunotherapy protocols

Le phénomène métastatique est important à comprendre puisque de manière irrémédiable, une fois engagé, il conduit le plus souvent au décès des patients. Le cancer de la prostate représente un bon modèle car sa progression du stade hormono-dépendant vers le stade d'hormono-échappement s’accompagne par l’apparition de métastases. Les Protease Activated Receptors (PAR1-4) sont des récepteurs qui jouent un rôle important dans l'hémostase et l'inflammation et dont l’implication dans la prolifération et l'invasion des cellules tumorales a été décrite dans plusieurs tissus. L’étude comparative de l'expression in vitro de PAR1 a confirmé son rôle dans la prolifération et l'invasion des lignées prostatiques normales et tumorales hormono-sensibles comme hormono-indépendantes. Son expression in vivo dans des tissus prostatiques à différents stades pathologiques a montré une surexpression de PAR1 chez les patients ayant atteint le stade d'hormono-échappement, associée à un mauvais pronostic. Son absence s’avère par contre de bon pronostic chez les patients hormonodépendants. L'ensemble des résultats obtenus nous permet de proposer PAR1 comme un nouveau marqueur pronostique pour le cancer de la prostate. L’activation des PARs, comme celle de plusieurs récepteurs de chémokines, apparaît comme un élément fondateur de la transition vers l’état métastatique. Le décryptage de cette combinatoire permettra de mieux comprendre les phénomènes impliqués dans cette transition et permettra de développer des thérapies ciblées pour prévenir l’apparition délétère de métastases / Metastasis is nowadays an important field of research as, once engaged, patients will generally die from their metastatic cancer. Prostate cancer represents an interesting model as its progression from hormone-naïve to hormone-independent status lead to metastatic disease. Protease Activated Receptors (PAR1-4) are G-protein-coupled receptors that play crucial roles in blood coagulation and inflammation but that are likely to play fundamental role in tumor cells proliferation and invasion. In vitro analysis of PAR1 expression in prostate cancer cell lines has confirmed the role of PAR1 in prostate cancer proliferation and invasion. Its expression in vivo in prostate cancer tissues have shown a constant surexpression in hormonerefractory ones, associated with a worse prognosis. However, its absence in hormone-naïve tissues is associated with a good prognosis. These results prompted us to recommend PAR1 as a new prognostic marker associated with prostate cancer progression. PAR activation, as well as several chemokine receptors, seems to be a founder feature of cancer transition to metastasis. Deciphering the pattern of receptor activation will allow a better understanding of the events that drive transition to metastasis and thus the development of new specific targeted therapeutics aimed at stopping deleterious metastatic evolution