Summary : Macropinocytosis refers to the formation of large primary endocytic vesicles of irregular size and shape, generated by actin-driven evaginations of the plasma membrane, whereby cells avidly incorporate extracellular solutes. Macropinosomes resemble "empty" phagosomes and show no difference with the "spacious phagosomes" triggered by the enteropathogenic bacteria Salmonella and Shigella. Macropinosomes are formed at the leading edge and appear tightly regulated. They may fuse with lysosomes or regurgitate their content back to the extracellular space. Transformation of fibroblasts by Src or Ras results into the constitutive formation of macropinosomes at "ruffling" zones. My thesis adresses the dynamic of the constitutive macropinocytosis and its potential regulators. The first part of the thesis deals with the fate of macropinosomes. We found that, in v-Src transformed fibroblasts, macropinosomes do not fuse with transferrin-containing endosomes and investigated the effects of cyclic AMP as a regulator of macropinocytosis in this cell system. The permeant analogs dibutyryl cyclic AMP and 8-bromo-cyclic AMP, as well as the pharmacological activator of adenylate cyclase, forskolin, similarly decreased by about 35% the net endocytic accumulation of the fluid-phase tracer, horseradish peroxidase, in v-Src-transformed cells but not in the non-transformed parental Rat-1 cell line. However, and in contrast to the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitors and phosphatidylinositol-specific phospholipase C (PI-PLC), dibutyryl cyclic AMP neither returned the peroxidase accumulation rate of v-Src-transformed cells to that of parental Rat-1/control cells, nor prevented macropinosome formation, as shown by confocal microscopy. Detailed analysis of the kinetics of peroxidase entry and efflux in transformed cells revealed that dibutyryl cyclic AMP inhibited its accumulation only after intervals >5 minutes, due to accelerated regurgitation, but did not alter the rate of transferrin recycling. Taken together, these data indicate that, in v-Src-transformed fibroblasts, macropinocytosis and micropinocytosis serve different pathways and that cyclic AMP affects neither micropinocytosis nor the formation of macropinosomes, but selectively promotes regurgitation therefrom. The second part of my thesis deals with the regulation of macropinocytosis. Both transformation of Rat-1 fibroblasts by v-Src or K-Ras and stable transfection with an expression vector for wild-type PI3K regulatory subunit p85a, acting as dominant-positive PI3K, constitutively lead to stress fibers disruption, cortical actin recruitment, extensive ruffling and macropinosome formation, as measured by a selective acceleration of fluid-phase endocytosis. These alterations closely correlated with activation of PI3K and PI-PLC, as assayed by 3-phosphoinositides synthesis in situ and in vitro and IP3 steady state levels, respectively, and were abolished by stable transfection of Src-transformed cells with an expression vector for truncated p85a, acting as dominant-negative PI3K, as well as by pharmacological inhibitors of PI3K and PI-PLC, indicating requirement for both enzymes. These inhibitors strongly decreased the population of cells showing active membrane ruffling and did not detectably affect receptor-mediated endocytosis of transferrin. Interestingly, the effect of Src and dominant-positive p85a transfection on the actin cytoskeleton could be reversed within 30-60 min by the pharmacological inhibitor of PI3K, wortmannin. Whereas PI3K activation resisted PI-PLC inhibition by NCDC, PI-PLC activation was abolished by the PI3K inhibitor wortmannin and upon dominant-negative PI3K transfection, thus placing PI-PLC downstream of PI3K. Taken together, these data suggest that permanent sequential activation of both PI3K and PI-PLC is necessary for the dramatic reorganization of actin cytoskeleton in oncogene-transformed fibroblasts resulting into constitutive ruffling and macropinocytosis.Résumé : La macropinocytose désigne la formation de grandes vésicules endocytaires primaires de taille et de forme irrégulière, produites par évagination de la membrane péricellulaire, qui permet l'accumulation accélérée de solutés extracellulaires. Il existe une forte similitude entre les macropinosomes et les "phagosomes spacieux" induits par des bactéries entéropathogènes telles que Salmonella et Shigella. Les macropinosomes de forment préférentiellement au front de migration et peuvent fusionner avec les lysosomes ou recycler leur contenu vers le milieu extracellulaire (régurgitation). La transformation de fibroblastes Rat-1 par les oncogènes v-Src ou K-Ras induit la formation constitutive de macropinosomes au niveau des zones du "ruffling". Notre travail s'est intéressé à la dynamique de cette macropinocytose constitutive et à ses régulateurs potentiels. La première partie de ma thèse concerne le sort des macropinosomes dans les fibroblastes transformés par v-Src. Ceux-ci ne fusionnent pas avec les endosomes contenant la transferrine. Pour tester l'effet de l'AMP-cyclique sur cette macropinocytose, nous avons utilisé deux analogues perméants de l'AMPc, le dibutyryl AMP-cylique et le 8-bromo-AMP-cyclique, ainsi qu'un activateur de l'adénylate cyclase, la forskoline. Ces trois agents ralentissent d'environ 35% la vitesse de l'accumulation nette d'un traceur de l'endocytose fluide, la peroxydase de raifort, dans les cellules transformées par v-Src, mais n'ont pas d'effet dans la lignée parentale. Cependant, au contraire d'inhibiteurs de la phospho-inositide 3-kinase (PI3K) ou d'inhibiteurs de la phospholipase C spécifique du phosphatidylinositol (PI-PLC), le dibutyryl AMP-cyclique ne ramène pas le taux d'accumulation de la peroxydase des fibroblastes transformés par v-Src au niveau des fibroblastes parentaux et n'empêche pas la formation de macropinosomes, visualisée en microscopie confocale. L'analyse détaillée de la cinétique d'accumulation de la peroxydase dans les cellules transformées a révélé que le dibutyryl AMP-cyclique ralentit l'accumulation de la peroxydase seulement après un temps supérieur à 5 minutes, en accélérant sa régurgitation, sans affecter le recyclage de la transferrine. Ces résultats montrent clairement que, dans les fibroblastes transformés par v-Src, la macropinocytose et la micropinocytose sont deux voies distinctes et que l'AMP-cyclique n'affecte ni la micropinocytose, ni la formation de macropinosomes, mais active sélectivement la régurgitation à partir de ceux-ci. La seconde partie de ma thèse s'intéresse à la régulation de la formation des macropinosomes. La transformation des fibroblastes Rat-1 par les oncogènes v-Src ou K-Ras ainsi que la transfection stable par un vecteur d'expression de la sous-unité régulatrice sauvage p85a, créant un ²dominant-positif² de la PI3K, provoquent la destruction des câbles de tension, le recrutement de l'actine corticale et la formation du ²ruffling² qui génère les macropinosomes, ce qui est reflété par l'accélération sélective de l'endocytose en phase fluide. Ces altérations corrèlent étroitement avec l'activation de la PI3K et de la PI-PLC, mesurées par la production des phospho-inositides D3 in situ et in vitro et par le niveau de l'IP3 respectivement, et sont abolies après transfection stable par un vecteur d'expression pour la sous-unité p85a tronquée, agissant comme ²dominant-négatif² de la PI3K, ou après traitement des cellules avec les inhibiteurs pharmacologiques de la PI3K et de la PI-PLC. Ceci démontre que ces deux enzymes sont nécessaires dans la signalisation de la macropinocytose constitutive. Ces inhibiteurs diminuent fortement le pourcentage des cellules montrant un ²ruffling² membranaire mais n'affectent pas l'endocytose de la transferrine. La réorganisation du cytosquelette d'actine dans les cellules transformées par v-Src ou dans le ²dominant-positif² de la PI3K est reversée après 30 à 60 minutes de traitement par un inhibiteur de la PI3K, la wortmannine. L'activité de la PI3K n'est pas modifiée par le traitement des cellules avec un inhibiteur de la PI-PLC. En revanche, l'activité de cette dernière est abolie par les inhibiteurs de la PI3K et chez le ²dominant-négatif² de la PI3K. Ceci permet de placer la PI-PLC en aval de PI3K dans la même voie de signalisation de la macropinocytose. En conclusion, une activation permanente et séquentielle de la PI3K et de la PI-PLC est nécessaire au remodelage du cytosquelette d'actine qui produit le ²ruffling² membranaire et la macropinocytose constitutive dans les fibroblastes transformés.

Summary : Macropinocytosis refers to the formation of large primary endocytic vesicles of irregular size and shape, generated by actin-driven evaginations of the plasma membrane, whereby cells avidly incorporate extracellular solutes. Macropinosomes resemble "empty" phagosomes and show no difference with the "spacious phagosomes" triggered by the enteropathogenic bacteria Salmonella and Shigella. Macropinosomes are formed at the leading edge and appear tightly regulated. They may fuse with lysosomes or regurgitate their content back to the extracellular space. Transformation of fibroblasts by Src or Ras results into the constitutive formation of macropinosomes at "ruffling" zones. My thesis adresses the dynamic of the constitutive macropinocytosis and its potential regulators. The first part of the thesis deals with the fate of macropinosomes. We found that, in v-Src transformed fibroblasts, macropinosomes do not fuse with transferrin-containing endosomes and investigated the effects of cyclic AMP as a regulator of macropinocytosis in this cell system. The permeant analogs dibutyryl cyclic AMP and 8-bromo-cyclic AMP, as well as the pharmacological activator of adenylate cyclase, forskolin, similarly decreased by about 35% the net endocytic accumulation of the fluid-phase tracer, horseradish peroxidase, in v-Src-transformed cells but not in the non-transformed parental Rat-1 cell line. However, and in contrast to the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) inhibitors and phosphatidylinositol-specific phospholipase C (PI-PLC), dibutyryl cyclic AMP neither returned the peroxidase accumulation rate of v-Src-transformed cells to that of parental Rat-1/control cells, nor prevented macropinosome formation, as shown by confocal microscopy. Detailed analysis of the kinetics of peroxidase entry and efflux in transformed cells revealed that dibutyryl cyclic AMP inhibited its accumulation only after intervals >5 minutes, due to accelerated regurgitation, but did not alter the rate of transferrin recycling. Taken together, these data indicate that, in v-Src-transformed fibroblasts, macropinocytosis and micropinocytosis serve different pathways and that cyclic AMP affects neither micropinocytosis nor the formation of macropinosomes, but selectively promotes regurgitation therefrom. The second part of my thesis deals with the regulation of macropinocytosis. Both transformation of Rat-1 fibroblasts by v-Src or K-Ras and stable transfection with an expression vector for wild-type PI3K regulatory subunit p85a, acting as dominant-positive PI3K, constitutively lead to stress fibers disruption, cortical actin recruitment, extensive ruffling and macropinosome formation, as measured by a selective acceleration of fluid-phase endocytosis. These alterations closely correlated with activation of PI3K and PI-PLC, as assayed by 3-phosphoinositides synthesis in situ and in vitro and IP3 steady state levels, respectively, and were abolished by stable transfection of Src-transformed cells with an expression vector for truncated p85a, acting as dominant-negative PI3K, as well as by pharmacological inhibitors of PI3K and PI-PLC, indicating requirement for both enzymes. These inhibitors strongly decreased the population of cells showing active membrane ruffling and did not detectably affect receptor-mediated endocytosis of transferrin. Interestingly, the effect of Src and dominant-positive p85a transfection on the actin cytoskeleton could be reversed within 30-60 min by the pharmacological inhibitor of PI3K, wortmannin. Whereas PI3K activation resisted PI-PLC inhibition by NCDC, PI-PLC activation was abolished by the PI3K inhibitor wortmannin and upon dominant-negative PI3K transfection, thus placing PI-PLC downstream of PI3K. Taken together, these data suggest that permanent sequential activation of both PI3K and PI-PLC is necessary for the dramatic reorganization of actin cytoskeleton in oncogene-transformed fibroblasts resulting into constitutive ruffling and macropinocytosis.Résumé : La macropinocytose désigne la formation de grandes vésicules endocytaires primaires de taille et de forme irrégulière, produites par évagination de la membrane péricellulaire, qui permet l'accumulation accélérée de solutés extracellulaires. Il existe une forte similitude entre les macropinosomes et les "phagosomes spacieux" induits par des bactéries entéropathogènes telles que Salmonella et Shigella. Les macropinosomes de forment préférentiellement au front de migration et peuvent fusionner avec les lysosomes ou recycler leur contenu vers le milieu extracellulaire (régurgitation). La transformation de fibroblastes Rat-1 par les oncogènes v-Src ou K-Ras induit la formation constitutive de macropinosomes au niveau des zones du "ruffling". Notre travail s'est intéressé à la dynamique de cette macropinocytose constitutive et à ses régulateurs potentiels. La première partie de ma thèse concerne le sort des macropinosomes dans les fibroblastes transformés par v-Src. Ceux-ci ne fusionnent pas avec les endosomes contenant la transferrine. Pour tester l'effet de l'AMP-cyclique sur cette macropinocytose, nous avons utilisé deux analogues perméants de l'AMPc, le dibutyryl AMP-cylique et le 8-bromo-AMP-cyclique, ainsi qu'un activateur de l'adénylate cyclase, la forskoline. Ces trois agents ralentissent d'environ 35% la vitesse de l'accumulation nette d'un traceur de l'endocytose fluide, la peroxydase de raifort, dans les cellules transformées par v-Src, mais n'ont pas d'effet dans la lignée parentale. Cependant, au contraire d'inhibiteurs de la phospho-inositide 3-kinase (PI3K) ou d'inhibiteurs de la phospholipase C spécifique du phosphatidylinositol (PI-PLC), le dibutyryl AMP-cyclique ne ramène pas le taux d'accumulation de la peroxydase des fibroblastes transformés par v-Src au niveau des fibroblastes parentaux et n'empêche pas la formation de macropinosomes, visualisée en microscopie confocale. L'analyse détaillée de la cinétique d'accumulation de la peroxydase dans les cellules transformées a révélé que le dibutyryl AMP-cyclique ralentit l'accumulation de la peroxydase seulement après un temps supérieur à 5 minutes, en accélérant sa régurgitation, sans affecter le recyclage de la transferrine. Ces résultats montrent clairement que, dans les fibroblastes transformés par v-Src, la macropinocytose et la micropinocytose sont deux voies distinctes et que l'AMP-cyclique n'affecte ni la micropinocytose, ni la formation de macropinosomes, mais active sélectivement la régurgitation à partir de ceux-ci. La seconde partie de ma thèse s'intéresse à la régulation de la formation des macropinosomes. La transformation des fibroblastes Rat-1 par les oncogènes v-Src ou K-Ras ainsi que la transfection stable par un vecteur d'expression de la sous-unité régulatrice sauvage p85a, créant un ²dominant-positif² de la PI3K, provoquent la destruction des câbles de tension, le recrutement de l'actine corticale et la formation du ²ruffling² qui génère les macropinosomes, ce qui est reflété par l'accélération sélective de l'endocytose en phase fluide. Ces altérations corrèlent étroitement avec l'activation de la PI3K et de la PI-PLC, mesurées par la production des phospho-inositides D3 in situ et in vitro et par le niveau de l'IP3 respectivement, et sont abolies après transfection stable par un vecteur d'expression pour la sous-unité p85a tronquée, agissant comme ²dominant-négatif² de la PI3K, ou après traitement des cellules avec les inhibiteurs pharmacologiques de la PI3K et de la PI-PLC. Ceci démontre que ces deux enzymes sont nécessaires dans la signalisation de la macropinocytose constitutive. Ces inhibiteurs diminuent fortement le pourcentage des cellules montrant un ²ruffling² membranaire mais n'affectent pas l'endocytose de la transferrine. La réorganisation du cytosquelette d'actine dans les cellules transformées par v-Src ou dans le ²dominant-positif² de la PI3K est reversée après 30 à 60 minutes de traitement par un inhibiteur de la PI3K, la wortmannine. L'activité de la PI3K n'est pas modifiée par le traitement des cellules avec un inhibiteur de la PI-PLC. En revanche, l'activité de cette dernière est abolie par les inhibiteurs de la PI3K et chez le ²dominant-négatif² de la PI3K. Ceci permet de placer la PI-PLC en aval de PI3K dans la même voie de signalisation de la macropinocytose. En conclusion, une activation permanente et séquentielle de la PI3K et de la PI-PLC est nécessaire au remodelage du cytosquelette d'actine qui produit le ²ruffling² membranaire et la macropinocytose constitutive dans les fibroblastes transformés.

Le facteur tissulaire (FT), protéine centrale de la coagulation plasmatique, joue un rôle direct dans le développement tumoral. Nous avons étudié l’expression génique et protéique du FT dans des échantillons de cancer bronchique non à petites cellules (CBNPC) et avons recherché une relation entre le niveau d’expression du FT, l’angiogénèse tumorale, les mutations de K- RAS, p53, PTEN et LKB1 et l’expression de l’héparanase. Nos résultats montrent que l’expression de FT est plus importante dans les tumeurs de grande taille et dans les stades avancés. Aucune relation n’a été retrouvée entre l’expression de FT, de VEGF165, de VEGF189, d’héparanase ou avec la microdensité vasculaire. Par contre, l’expression génique de FT était plus importante en cas de mutations touchant l’oncogène K-RAS ou les gènes suppresseurs de tumeur p53 et PTEN et l’expression du FT augmentait avec le nombre de lésions géniques. Enfin, la survie des patients était plus courte quand l’expression tumorale de FT était élevée et quand p53 était muté. Dans le CBNPC, l’expression tumorale de FT est donc régulée par les altérations géniques, caractéristiques du cancer et est un facteur pronostic. / Tissue Factor (TF), the main initiator of blood coagulation, is also a signaling protein that regulates tumour development. In this study, we studied TF gene and protein expressions in biopsies of patients with non-small cell lung cancer (NSCLC). We also looked for a relationship between TF expression and tumour angiogenesis, heparanase gene expression and the status of K-RAS, p53, PTEN and LKB1 genes. TF expression was significantly higher in T3-T4 tumours and in stages III-IV. No relationship was evidenced between TF, VEGF165, VEGF189 and heparanase gene expressions or with tumour microvessel density. TF tumour gene expression was higher when K-RAS, p53 and PTEN were mutated and tumour TF mRNA levels increased progressively with the number of gene alterations. Finally, the median survival time was shorter in patients with tumour TF mRNA levels above the median value and when p53 was mutated. In conclusion, these results provide clear evidence that combined oncogene events affecting TSG dramatically increase TF gene expression. Moreover, the results of this study indicate that TF expression could be used as a prognostic marker in NSCLC.

La dérégulation de l'oncogène c-myc sensibilise les cellules à la mort programmée induite par le cisplatine en agissant sur la voie mitochondriale de l'apoptose. Les membres de la famille de protéines Bcl-2 sont essentiels à la régulation de ce sentier apoptotique. Parmi ceux-ci on retrouve une sous-famille de protéines pro-apoptotiques incluant Bid, Bad, Bim, Noxa et PUMA qui ont comme caractéristique de posséder un domaine BH3 unique. Suite à divers stress cellulaires, ces protéines BH3 interagissent avec les autres membres de la famille Bcl-2 via le domaine BH3 et favorisent ainsi la sortie du cytochrome c de la mitochondrie et l'initiation de la cascade des caspases. / L'influence de la dérégulation de l'oncogène c-myc sur l'expression, la phosphorylation et/ou localisation intracellulaire des protéines BH3 a donc été analysée. Ainsi, il semble que Bid et Noxa ne soient pas impliquées car ni leur expression ni leur localisation intracellulaire sont influencées par c-Myc. Par contre, c-Myc augmente légèrement l'expression de Bim et module sa localisation intracellulaire. Les résultats démontrent également que la phosphorylation de Bad est négativement régulée par c-Myc, mais que son expression et sa localisation en sont indépendantes. Finalement, l'expression de PUMA, tant au niveau de l'ARNm que de la protéine, est augmentée par c-Myc, mais cette protéine ne semble pas jouer de rôle fonctionnel dans cette apoptose. Ainsi, au moins trois protéines BH3 sont modulées par c-Myc mais aucune n'a pu être identifiée clairement comme étant impliquée dans l'apoptose dépendante de c-Myc suite à un traitement au cisplatine.

La mort cellulaire programmée (MCP) est un phénomène physiologique essentiel constaté chez les organismes vivants. Cette mort peut être induite par plusieurs stimuli comme les stress biotiques, abiotiques ou physiologiques. Une panoplie de molécules est impliquée dans la réception et la transduction des stimuli ainsi que dans la régulation et dans les activités associées à la mort cellulaire. Les régulateurs de la MCP chez les plantes sont moins connus que chez les animaux. Des travaux de recherches antécédents ont toutefois montré, chez plusieurs espèces végétales, l'existence de la protéine antiapoptotique BI-1 (abréviation anglaise pour Bax Inhibitor-1). Cette protéine inhibe ou restreint la mort cellulaire induite par la protéine Bax, une protéine, surtout connue dans le règne animal pour favoriser le suicide cellulaire. Localisée principalement au reticulum endoplasmique (RE), l'action de BI-1 pourrait se situer à ce niveau. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons, tout d'abord, identifié la séquence ERSE dans le promoteur de BI-1.Cette séquence, est connue comme étant un motif présent au niveau des promoteurs de plusieurs gènes notamment ceux liés aux stress du RE avec un rôle important dans l'expression de ces gènes lors d'un stress du RE. Nous avons aussi entrepris des études pour vérifier l'effet de la tunicamycine (TM), substance inductrice d'un stress du RE, et des UV-C, traitement pour l'expression de BI-1, dans les plantes de tabac et d'Arabidopsis transformées avec le promoteur intact et le promoteur muté. La mutation a été réalisée en supprimant le motif ERSE du promoteur. Les résultats montrent l'effet néfaste des traitements sur la croissance et la teneur en chlorophylle d'Arabidopsis et une augmentation du niveau d'expression de BI-1 et d'autres protéines de réponse au stress au niveau des plantes stressées. Nous avons également signalé une diminution de l'activité du promoteur de BI-1, voire même son inexistence en l'absence du motif ERSE. L'ensemble des résultats présentés conforte l'hypothèse d'une action de BI-1 au sein de la réponse au stress du RE.

La protéine MDM2 lie la protéine suppresseur de tumeur p53 avec une grande affinité et module négativement son activité. Les Nutlins peuvent lier MDM2 en bloquant le compartiment de liaison pour p53 et ainsi activer la voie de p53 dans les cellules cancéreuses, menant à l'arrêt du cycle cellulaire et à l'apoptose. L'effet cytotoxique de la Nutlin a été confirmé dans différentes lignées tumorales du colon (HCT-116) portant un gène p53 sauvage, tandis qu'aucun effet n'est observé dans les cellules p53-/-. La Nutlin révèle un effet d'inhibiteur intermédiaire dans le clone HCT-116 p21-/-. Des analyses par FACS indiquent que la surexpression de p21 médiée par p53 active les voies pro-apoptotiques, tandis que l'action p21-indépendante du suppresseur de tumeur p53 détermine la mort cellulaire via la nécrose. La plupart des lignées cancéreuses traitées avec la Nutlin subissent un arrêt du cycle cellulaire en phases G1+G2. Cependant, un des clones HCT-116 montre un arrêt en phase G1. Des analyses par microarray ont été exécutées afin d'élucider les mécanismes moléculaires de l'action antiproliférative et cytotoxique de la Nutlin. Différents gènes impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire et la prolifération cellulaire sont sous-exprimés, alors que certains gènes de la voie pro-apoptotique p53 sont sur-exprimés. La comparaison de l'expression génique des cellules HCT-116 bloquant en G1+G2 avec celles bloquant en G1 a indiqué une implication possible de plusieurs gènes régulateurs du cycle cellulaire. Nos résultats confirment le fort potentiel thérapeutique de la Nutlin pour les tumeurs préservant une p53 de type sauvage.

Titre de l'écran-titre (visionné le 5 juin 2023) / Les AAV constituent des vecteurs viraux très utilisés en thérapie génique. Cependant une limite à leur utilisation est leur large tropisme, soit leur capacité à infecter plusieurs types de cellules. Pour y remédier, il a été question dans ce projet de produire des AAV2 recombinants dont la capside a été modifiée par l'insertion d'un anticorps à domaine unique (single domain antibody, sdAb) pour permettre une transduction spécifique de cellules du cancer de l'ovaire : les SKOV3. Ces cellules expriment à leur surface le récepteur tyrosine kinase Axl et l'anticorps inséré dans la protéine VP1 de la capside virale, lui est spécifique. Les AAV contenant l'anticorps (AAV-sdAb) ont été produits par transfection transitoire de cellules HEK293SF-3F6, puis purifiés par ultracentrifugation avec différents gradients d'Iodixanol et concentrés par filtration tangentielle avec des membranes à fibres creuses (Hollow fibers). L'insertion de l'anticorps dans la capside de l'AAV2 a été faite en utilisant 2 types de séquences de liaison : une courte et une longue. La production des AAV-sdAb avec courte séquence de liaison et exprimant la protéine fluorescente verte (GFP) comme gène rapporteur s'est avéré difficile alors que celle avec la plus longue séquence a permis d'obtenir des titres vingt fois plus élevés. Pour démontrer une transduction spécifique des cellules cibles SKOV3, les plasmides permettant de produire les AAV-sdAb ont été mutés pour inhiber le site d'attachement des AAV2 au sulfate d'héparine, principal récepteur auquel il se lie à la surface des cellules hôtes. Les résultats obtenus ont permis de démontrer que le tropisme des AAV2 a été altéré par les mutations et que les AAV-sdAb infectent de façon spécifique les cellules SKOV3 qui expriment le récepteur Axl auquel l'anticorps inséré est spécifique. Ce projet a ainsi démontré qu'il est possible de modifier le tropisme des AAV à l'aide d'anticorps à domaine unique. / The use of adeno-associated viruses (AAV) as vectors for gene therapy has increased in recent years. However, a major drawback to their use is the large tropism, allowing the infection of many types of cells. To overcome that issue, we incorporated in this project a single-domain antibody (sdAb) into the capsid of AAV serotype 2 (AAV2) to enable it to specifically bind to a receptor tyrosine kinase Axl expressed on the surface of ovarian cancer cells SKOV3. The sdAb against Axl was inserted into the VP1 capsid subunit of AAV2. In order to investigate their targeting efficacy, AAV with the modified capsid (AAV-sdAb) were produced by transient transfection of HEK293SF-3F6 cells, purified by ultracentrifugation using Iodixanol step-gradients and concentrated by tangential-flow filtration using Hollow fiber membranes. In this study, two types of linker sequences, short and long were used for the insertion of the sdAb into VP1. Production of infectious AAV particles expressing GFP as a reporter proved to be difficult when using the short linker sequence, while production using the longer linker led to titers twenty times higher. To prove a specific transduction of Axl-expressing cells (SKOV3), plasmids required for AAV-sdAb production were mutated to inhibit the binding of AAV2 to its main receptor on cell surface: heparan sulfate. Characterization of those AAV-sdAb showed that the mutations led to an altered tropism for AAV2's natural receptor and more importantly, the viral vectors infect specifically the Axl-expressing cells SKOV3 as a result of the inserted anti-Axl antibody. Therefore, this study proved that it is possible to modify the tropism of AAV by using a single-domain antibody.

La disponibilité à la fois des données à grande échelle du transcriptome et du génome de tumeurs permet maintenant d'identifier assez facilement des oncogènes candidats, gènes qui sont surexprimés en conséquence de l'amplification d'ADN. Ces oncogènes candidats doivent alors être fonctionnellement validés et leur rôle dans la cellule normale et tumorale doit être étudié.Dans cette étude, nous nous sommes principalement focalisés sur le cancer du sein, le cancer le plus fréquent chez les femmes et la deuxième cause de décès par cancer chez les femmes à travers le monde. En France, 52.000 nouveaux cas avec 12.000 décès dus au cancer du sein ont été estimés en 2010 représentant 34% de tous les nouveaux cas de cancer chez les femmes. Les chromosomes les plus fréquemment altérés dans le cancer du sein sont les chromosomes 8, 11 et 17, qui contiennent les amplicons 17q12 (ERBB2) et 11q13 (CCND1). Le développement de «l 'herceptine" contre ERBB2 illustre le potentiel de la génomique fonctionnelle du cancer pour l'identification de cibles thérapeutiques. Plusieurs études ont identifié d'autres amplicons avec des oncogènes candidats. Cependant très peu d'études ont rapporté la validation fonctionnelle des candidats identifiés, mettant ainsi en évidence la nécessité des analyses fonctionnelles à grande échelle des différents amplicons dans le cancer du sein pour identifier de nouveaux gènes pilotes qui pourraient ensuite être utilisés pour le développement de stratégies thérapeutiques pour le cancer du sein. Ces dernières années, l'ARNi est devenu un outil de choix pour le criblage à haut débit pour caractériser la fonction des gènes dans des lignées cellulaires. Dans cette étude, nous avons effectué un criblage fonctionnel à moyen-débit basé sur l’utilisation de l'ARNi de 127 gènes amplifiés et surexprimés appartenant à 11 amplicons majeurs sur les chromosomes 8, 11 et 17 dans le cancer du sein. Ce crible à permis l'identification de 8 oncogènes au sein de 5 amplicons différents. En outre, la validation fonctionnelle de 5 de ces gènes a permis de démontrer que 4 gènes, RAD21, EIF3H, TANC2 et CHRAC1 au sein de 3 amplicons, régulent l'apoptose, la prolifération et la transformation cellulaire de cellule dérivées de carcinomes mammaires. Les régions d'altération génétique dans un cancer peuvent être également modifiées dans de multiples types d’autres cancers. L'amplicon 8p11-p12 a par exemple été décrit dans le cancer du sein, du pancréas, du poumon et de la vessie. Ces amplicons communs dans différents cancers peuvent contenir des oncogènes « pilote » communs. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons évalué l'implication possible dans des lignées cellulaires dérivées de cancer du pancréas et du poumon présentant un amplicon en 8p11-p12 de deux oncogènes à savoir, PPAPDC1B et WHSC1L1 qui ont été décrits comme des gènes « driver » de l'amplicon 8p11-p12 dans le cancer du sein et également dans le cancer du poumon pour WHSC1L1. L'inhibition de ces deux gènes réduit la survie cellulaire et la croissance indépendante de l'ancrage à un support de lignées tumorales du pancréas et du poumon présentant une amplification en 8p11-p12. Cette constatation met en évidence l'importance de ces deux gènes dans de multiples cancers et l'intérêt thérapeutique potentiel d'inhiber ces enzymes dans les cancers présentant un amplicon en 8p11-p12. Des modèles de souris transgéniques permettent d’étudier la fonction de gènes candidats in vivo. Pour évaluer in vivo le rôle de PPAPDC1B, nous avons établi des souris transgéniques sur-exprimant PPAPDC1B sous la dépendance du promoteur de la kératine 5 permettant de cibler les épithéliums pluri ou pseudo stratifiés. Les souris transgéniques développent deux phénotypes inattendus, le développement de poils le long des incisives et une inflammation aiguë des glandes salivaires, des ganglions lymphatiques, de la vessie et du pancréas. / Availability of both large scale transcriptomic and genomic data of tumours now allows to identify relatively easily candidate oncogenes that are over-expressed as a consequence of DNA amplification. These candidate oncogenes have then to be functionally validated and studied for their role in the normal and cancer cell.In this study, we mainly focused on breast cancer, the most common cancer among women and the second leading cause of cancer deaths in women around the world. In France, 52,000 new cases with 12,000 deaths of breast cancer were estimated in 2010 accounting for 34% of all new cases of cancer in women. In breast cancer the main altered chromosomes include chromosome 8, 11 and 17 which contain the 17q12 (ERBB2) and the 11q13 (CCND1) amplicons. Development of “herceptin” against ERBB2 illustrates the potential of cancer genomics in identifying therapeutic targets. Several studies have identified other amplicons with candidate oncogenes. However very few studies reported functional validation of identified candidates, thus highlighting the need of large scale functional analyses of different amplicons in breast cancer to identify new driver genes which may be used for development of therapeutic strategies for breast cancer. In recent years, RNAi has become a tool of choice for high-throughput screening to characterize gene function in cultured cells. In this study we performed high-throughput RNAi based functional screening of 127 amplified and over-expressed genes from 11 major amplicons on chromosome 8, 11 and 17 in breast cancer. This resulted in the identification of 8 driver genes from 5 amplicons. Further functional validation of 5 of these genes demonstrated that 4 genes, RAD21, EIF3H, TANC2 and CHRAC1 from 3 amplicons, regulate breast cancer cell proliferation, apoptosis and transformation. Regions of genetic alteration in one cancer may be altered in multiple cancer types. One such example includes the 8p11-p12 amplicon which has been reported to be amplified in breast, pancreatic, lung and bladder cancer. Also common amplicons from different cancers may harbor common driver oncogenes. To investigate this hypothesis we evaluated the possible involvement in 8p11-12 amplified pancreatic and lung cancer cell lines of two oncogenes namely, PPAPDC1B and WHSC1L1 that have been described to be driver genes of the 8p11-12 amplicon in breast cancer and furthermore in lung cancer for WHSC1L1. Inhibition of both genes reduced cell survival and anchorage independent growth in amplified pancreatic and lung cancer cell lines. This finding highlights the importance of these two genes in multiple cancers and therapeutic potential interest to inhibit these enzymes in multiple cancers with 8p11-p12 amplification.Transgenic mouse models play an important role to investigate in vivo function of candidate genes. To evaluate in vivo role of PPAPDC1B, we established a transgenic mouse model over-expressing PPAPDC1B under the Keratin 5 promoter. Transgenic mice developed two unexpected phenotypes including development of hair follicles along front teeth and acute inflammation of salivary glands, lymph nodes, bladder and pancreas. This is an ongoing study that may help to understand the mechanism of action of PPAPDC1B in vivo.

Les cancers des voies aérodigestives supérieures (VADS) sont le 5ème cancer le plus commun dans le monde et représentent 780'000 cas nouveaux par an. Malgré des recherches de nouveaux protocoles thérapeutiques la survie à 5 ans des patients n'a pas été significativement améliorée lors des trois dernières décennies. L'utilisation de marqueurs pronostiques individuels est insuffisante à ce jour et les grade histopronostique de la tumeur (TNM, index de différenciation) est à ce jour le seul indicateur pronostique avancé. De manière à générer une collection aussi exhaustive que possible de gènes différentiellement exprimés dans les tumeurs VADS, nous avons analysé le transcriptome de tumeurs hypopharyngées de stade précoce et de stade plus avancé, présentant ou non une propension à la métastase. Nous avons comparé l'expression des gènes pour les tissus tumoraux ainsi que les tissus normaux issus du même patient. La technique du Differential Display (DD), entreprise à grande échelle (56 amorces arbitraires) nous a permis d'isoler une collection de 1'200 gènes potentiellement différentiellement exprimés dans les tumeurs. Un sous-groupe de 70 gènes a été mise en évidence comme différentiellement exprimé avec une sonde complexe (Lemaire et al., 2003). L'étude de la valeur pronostique de l'ensemble de notre collection DD est en cours sur une cinquantaine de patients. La technique du DD a été utilisée de manière à isoler des gènes indépendamment de leur niveau absolu d'expression, afin d'isoler des gènes inconnus ou des gènes-clés, régulateurs exprimés à faible niveau. La technique des puces à ADN Affymetrix (Cromer et al., 2003) a été utilisée de manière à effectuer un criblage supplémentaire essentiellement orienté sur le criblage des gènes connus, pouvant posséder une valeur pronostique. ExonHit Therapeutics SA a mis en oeuvre la technique brevetée DATAS de façon à isoler les transcrits de l'épissage alternatif exprimés dans les tumeurs de différents types tumoraux. La caractérisation de l'expression de 4 gènes favoris (1 sous exprimé et 3 surexprimés dans les tumeurs) a été entreprise par diverses techniques (Virtual Northern blot, Northern blot, PCR, immunocytochimie, hybridation in situ et immunohistochimie). Les séquences codantes de ces gènes ont été clonées dans des vecteurs d'expression pour une caractérisation fonctionnelle par transfection en orientation sens et antisens avec les techniques de FACS, des tests de clonogénicité, et de Western blot. L'étude de ces gènes est poursuivie dans le but d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques.

The Mdm2 and Mdm4 oncoproteins are key negative regulators of the p53 tumor suppressor. However, their physiological contributions to the regulation of p53 stability and activity remain highly controversial. Here, we combined a p53 knock-in allele, in which p53 is silenced by a transcriptional stop element flanked by loxP sites, with the Mdm2- and Mdm4-null alleles. This approach allows Cre-mediated conditional p53 expression in tissues in vivo and cells in vitro lacking Mdm2, Mdm4, or both. Using this strategy, we show that Mdm2 and Mdm4 are essential in a nonredundant manner for preventing p53 activity in the same cell type (Mouse Embryonic Fibroblasts (MEFs), neuronal progenitor cells and postmitotic neurons) and irrespective of the proliferation/differentiation status of the cells. Although Mdm2 prevents accumulation of the p53 protein, Mdm4 contributes to the overall inhibition of p53 activity independent of Mdm2. We propose a model in which Mdm2 is critical for the regulation of p53 levels and Mdm4 is critical for the fine-tuning of p53 transcriptional activity, both proteins acting synergistically to keep p53 in check. Finally, we show that neither Mdm2 nor Mdm4 regulate cell cycle progression independently of its ability to modulate p53 function. / Doctorat en sciences, Spécialisation biologie moléculaire / info:eu-repo/semantics/nonPublished