Depuis leur découverte, les glycogènes synthase kinases 3 (GSK3) ont été associées à de multiples fonctions cellulaires, incluant notamment la prolifération et la survie cellulaire. La délétion homozygote de GSK3? chez les souris est létale au stade embryonnaire E13,5 et il a été démontré que l'apoptose massive des hépatocytes due à une hypersensibilité au TNF? serait la principale cause de la létalité suggérant que l'activité de GSK3? est nécessaire pour la survie cellulaire. Plusieurs études suggèrent une activité des GSK3 plus élevée dans certains types de cancers, particulièrement au niveau des adénocarcinomes pancréatiques. Différentes études proposent que les GSK3 pourraient réguler la voie NF?B et influencer la prolifération et la survie des cellules pancréatiques tumorales. Mes travaux de maîtrise visaient à déterminer le rôle des GSK3 dans la survie et la prolifération des cellules pancréatiques tumorales humaines. Dans un premier temps, l'inhibition prolongée (24 à 72h) de l'activité des GSK3 a permis d'observer une diminution de l'activité métabolique des cellules pancréatiques tumorales humaines : MIA PaCa2 et PANC-1. Cette diminution semble être due en partie à une induction de l'apoptose et à une inhibition de la prolifération cellulaire. En effet, l'inhibition des GSK3 induit l'apoptose chez les cellules pancréatiques tumorales humaines (MIA PaCa2, PANC-1 et BxPC3) après 48 et 72h, mais non chez les cellules d'origine non-tumorale (HPDE6 et HEK293T). L'étude plus approfondie du mécanisme moléculaire de l'apoptose induit suite à l'inhibition des GSK3 par l'inhibiteur pharmacologique spécifique SB216763 démontre 1- l'activation des caspases 3 et 7, 2- l'augmentation de l'homologue BCL-2 pro-apoptotique BIM et 3- la diminution de l'homologue anti-apoptotique BCL-2. L'analyse des voies de signalisation associées à la survie cellulaire et à l'apoptose suite à l'inhibition des GSK3 a permis d'observer l'activation de la voie JNK-c-Jun qui contribuerait potentiellement à l'induction de l'apoptose. À cet égard, nous avons observé que la voie JNK est nécessaire 1- au clivage de PARP, 2- à l'activation de la caspase 7 et 3- à l'augmentation de BIM induit par l'inhibition des GSK3. De plus, la diminution de l'expression de c-Jun, une cible des JNK, à l'aide d'un siARN prévient la modulation de BIM par l'inhibition des GSK3, alors que l'induction de l'apoptose n'est pas bloquée. Donc, l'activation de la voie JNK-c-Jun semble également nécessaire à la régulation de l'homologue BCL-2 proapoptotique BIM. Nous avons ensuite observé que la voie MEKK1-JNK-c-Jun semble insuffisante pour induire l'apoptose des cellules PANC-1, suggérant que l'activation de la voie JNK pourrait requérir la régulation de d'autres voies afin d'induire l'apoptose. Dans un deuxième temps, nous avons observé que l'inhibition des GSK3 pendant 16h inhibe la prolifération des cellules pancréatiques tumorales humaines. En effet, nous avons observé que l'inhibition des GSK3 pendant 16h empêche l'atteinte du point de restriction en phase G1 du cycle cellulaire. Nous avons observé qu'en réponse au sérum les GSK3 sont inactivées de façon transitoire (0- 10h) avant d'être réactivées (10-16h). L'inhibition de l'activité des GSK3 lors de leur réactivation (10-16h) par le SB216763 prévient 1- l'hyperphosphorylation de pRb et de p130 et 2- l'augmentation d'E2F1 induites par le sérum et 3- diminue l'expression d'E2F4, suggérant un rôle des GSK3 dans la phase G1 tardive du cycle cellulaire. Également, nous avons observé la présence de complexes formés de GSK3-pRb et de GSK3?-E2F4 dans les cellules pancréatiques tumorales humaines. Ces observations suggèrent que l'activité des GSK3 pourrait contribuer à l'hyperphosphorylation de pRb et de p130 et pourrait également réguler directement l'activité des E2F. Bref, ces résultats suggèrent que l'activité des GSK3 est essentielle pour la survie et la prolifération des cellules pancréatiques tumorales humaines. Les auteurs suggèrent donc que l'inhibition des GSK3 pourrait s'avérer un traitement potentiel du cancer pancréatique, en ciblant les cellules cancéreuses. [Symboles non conformes]

Plusieurs études ont suggéré une implication des glycogène synthase kinases 3 (GSK3) dans la carcinogenèse, notamment du pancréas. Des études ont rapporté des résultats contradictoires quant à l’impact des GSK3 sur la survie cellulaire. Au niveau du pancréas, il a été observé que l’inhibition des GSK3 inhibe la croissance entre autres via la régulation de la voie JNK ou NFkB. Les inhibiteurs des GSK3 sont présentement à l’étude comme traitement de différentes pathologies, notamment pour le cancer pancréatique. Une meilleure compréhension des voies de signalisation régulées par les GSK3 sera donc nécessaire. Nous avons entrepris ces travaux afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la régulation de la survie des cellules pancréatiques tumorales par les GSK3. Nous avons démontré que l’inhibition des GSK3 induit l’apoptose et l’autophagie dans les cellules pancréatiques tumorales humaines. L’inhibition des GSK3 stimule l’autophagie autant dans les cellules pancréatiques tumorales que non tumorales, alors que l’apoptose est induite spécifiquement dans les cellules tumorales. Contrairement à l’apoptose, l’autophagie est induite indépendamment de la voie JNK-cJUN suite à l’inhibition des GSK3. Nos résultats démontrent que l’inhibition des GSK3 mène à l’inactivation de la voie mTORC1 qui pourrait contribuer à l’induction de l’autophagie. D’autre part, nos travaux ont démontré pour la première fois que les GSK3 régulent le facteur de transcription EB (TFEB) dans les cellules pancréatiques tumorales. En effet, l’inhibition des GSK3 entraîne la déphosphorylation de TFEB, notamment sur la Ser211, la dissociation des 14-3- 3 et sa translocation nucléaire. Nos résultats suggèrent que la régulation de TFEB par les GSK3 impliquerait des Ser/Thr phosphatases et pourrait être indépendante de l’activité mTORC1. L’inhibition de l’autophagie ou la déplétion de l’expression de TFEB sensibilise les cellules pancréatiques tumorales à l’apoptose induite suite à l’inhibition des GSK3 suggérant un rôle pro-survie de l’autophagie et de TFEB dans ces cellules. Enfin, l’inhibition des GSK3 semble mener à l’inhibition de la glycolyse qui contribuerait à l’induction de l’apoptose. En résumé, nos résultats démontrent que l’inhibition des GSK3 induit à la fois des signaux pro-apoptotiques et pro-survie suggérant que l’équilibre entre ces signaux dicterait l’impact des GSK3 sur la survie des cellules pancréatiques tumorales humaines.

Etude à l'aide des outils de transcriptomique de 17 cultures primaires, maintenues à l'état vivant par xénogreffes et cultures cellulaires, et issues de patients ayant présenté un adénocarcinome pancréatique. Par clustering hiérarchique basée sur l'ensemble des gènes du transcriptome tumoral, 5 patients avec dénomination anonyme se sont fortement distingués des autres patients et présentaient de façon similaire des tumeurs peu différenciées sur le plan histologique et une survie péjorative de moins de 8 mois. Dans cette population de « courts survivants », un total de 942 gènes exprimés de façon significativement différentielle a été retrouvé. Parmi ces gènes, 439 gènes sont apparus significativement sous exprimés et 505 gènes significativement surexprimés (fold change ≥2). L'analyse par GO a montré que parmi ces 942 gènes différentiellement exprimés, nous avons retrouvé un enrichissement important chez les courts survivants, des gènes impliqués dans le cycle cellulaire et l'activité mitotique, la réponse cellulaire au stress, le métabolisme cellulaire ainsi que le métabolisme de l'ADN et l'organisation chromosomique. Par ailleurs, nous avons choisi parmi les 17 cultures primaires, les 3 lignées cellulaires les plus sensibles et les 3 les plus résistantes aux drogues selon les résultats des tests de « Chimiogramme ». Plusieurs gènes ont été identifiés comme spécifiquement surexprimés ou sous-exprimés en relation avec une sensibilité ou une résistance particulières des cellules aux drogues utilisées. Nous avons identifié 671 gènes associés à la gemcitabine, 1107 à l'oxaliplatine, 308 au 5-FU et seulement 34 et 46 au docétaxel et au SN38 respectivement. / We developed an efficient strategy in which PDAC samples from 17 consecutive patients were collected by Endoscopic Ultrasound-Guided Fine-Needle Aspiration (EUS-FNA) or surgery and preserved, by an original approach, as breathing tumors by xenografting and as a primary culture of epithelial cells. Transcriptomic analysis was performed from breathing tumors by an Affymetrix approach. We observed a significant heterogeneity in the RNA expression profile of tumors. However, the bioinformatic analysis of this data was able to discriminate between patients with long- and short-term survival corresponding to patients carrying poorly-differentiated PDAC tumors respectively. We identified 942 genes with statically different expression. Among these genes, 439 were under-expressed and 505 genes over-expressed (fold change ≥2) in short survivors. Primary culture of cells allowed us to analyze their relative sensitivity to anticancer drugs in vitro by a "Chemogram", by similarity with the antibiogram for microorganisms, establishing an individual profile of drug sensitivity. As expected, the response was patient-dependent. Interestingly, we also found that the transcriptome analysis predict the sensitivity of cells to the five anticancer drugs the most frequently used to treating patients with PDAC. In conclusion, using this approach, we found that the transcriptomic analysis could predict the sensitivity to anticancer drugs and the clinical outcome of patients with PDAC.

Résumé: La réactivation de la voie Notch est une des caractéristiques les plus redondantes observées au cours de la carcinogenèse pancréatique. L’expression aberrante de la protéine HES1, cible de la signalisation Notch, est observée dès les premières phases de la carcinogenèse (Miyamoto et al., 2003). L’utilisation d’inhibiteurs de gamma-sécrétase semble être une stratégie thérapeutique prometteuse soutenue par de nombreuses études in vitro et in vivo (Plentz et al. 2009). Cette étude vise à démontrer que l’inhibition de la voie Notch et particulièrement de sa protéine cible, HES1, permet de réduire les propriétés tumorigéniques des cellules cancéreuses pancréatiques humaines. Pour cela, nous avons utilisé deux lignées cellulaires issues d’adénocarcinomes pancréatiques humains : MIAPaCa-2 et BxPC-3 ; celles-ci ont été traitées avec des inhibiteurs de gamma-sécrétase et infectées par des lentivirus codant pour des shARNs ciblant de manière spécifique les ARNm de Notch1 ou Hes1. Nos RÉSULTATS démontrent que les cellules BxPC-3 présentent un plus fort niveau d'activation de NOTCH1 qui corrèle avec un plus fort niveau d'expression d’HES1 comparativement aux cellules MIAPaCa-2. L’inhibition de la voie Notch réduit la prolifération des cellules BxPC-3 sans affecter celle des cellules MIAPaCa-2 ni même la survie cellulaire des deux lignées. De plus, on observe une diminution de la migration des cellules BxPC-3 suite à l’inhibition de la voie Notch. Notre étude suggère, d'une part, que l’efficacité des inhibiteurs de gamma-secrétase ne dépend pas seulement de l’expression des récepteurs NOTCHs mais principalement de leur niveau d'activation. Et, d’autre part, une implication directe et majeure de la protéine cible HES1 dans la médiation des effets de la voie Notch.||Abstract:

L’adénocarcinome pancréatique canalaire est un cancer de mauvais pronostic avec une survie à 5 ans inférieure à 5% et une médiane de survie d’environ 6 mois. Dès les stades précoces de la carcinogenèse pancréatique, la mucine membranaire MUC1, glycoprotéine de haute masse moléculaire, est surexprimée et présente des anomalies de distribution cellulaire, essentiellement une délocalisation membranaire vers le pôle basolatéral et une rétention à l’intérieur de la cellule. Sachant que MUC1 est capable d’interagir avec l’EGFR et de jouer un rôle sur la transduction des signaux, cette séquestration pourrait être à l’origine de signaux oncogéniques et est utilisée par les pathologistes comme indicateur de malignité après ponction sur des lésions pancréatiques. Cependant, les mécanismes permettant cette rétention cytoplasmique ne sont pas connus. Des études antérieures du laboratoire ont montré que le trafic de certaines glycoprotéines vers la membrane apicale des cellules épithéliales était dépendant de la Galectine 4. Dans ce travail, nous nous intéresserons à la Galectine 3, lectine endogène susceptible d’interagir avec les motifs glycanniques des mucines et aussi des récepteurs membranaires. Cette Galectine est surexprimée dans le cancer pancréatique et son expression est corrélée à une forte agressivité tumorale dans d’autres cancers. Le but de ce travail a été dans un premier temps de mettre au point des lignées cellulaires pancréatiques polarisées CAPAN-1 Knocked-down pour la Galectine-3. Dans un second temps d’étudier l’implication de la Galectine-3 : (i) dans le trafic intracellulaire de MUC1 et l’EGFR (ii) dans l’interaction entre MUC1 et l’EGFR (iii) sur les voies de signalisation de l’EGFR.Les résultats montrent que les cellules tumorales pancréatiques CAPAN-1 présentent les anomalies de distribution cellulaire de MUC1 observées dans les tumeurs pancréatiques humaines, notamment la rétention de MUC1 à l’intérieur des cellules. Le silencing de la Galectine-3 entraîne la disparition de cette anomalie de distribution cellulaire, MUC1 retrouvant la distribution membranaire normale. Nous avons montré que l’inhibition de l’expression de la Galectine-3 est associée (i) à une augmentation de la translocation nucléaire de l’EGFR (ii) à une inhibition de l’endoyctose de MUC1 et de l’EGFR en condition de sevrage. Ce phénomène s’accompagne d’une augmentation de l’interaction entre MUC1 et l’EGFR et d’une activation accrue de ce récepteur tyrosine kinase lorsqu’il est soumis à l’EGF : augmentation de la phosphorylation de l’EGFR et augmentation de la phosphorylation des MAPK Erk1 et 2. Mots clés : Galectine, Mucine, EGFR, cancer, endocytose, translocation nucléaire / Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is thought to derive from the epithelial ductal cells. In physiological state, the transmembrane mucin MUC1 is expressed at the apical pole where it protects the cell, senses the environment and modulates signal transduction notably by interacting with EGFR. In tumor cells, the localization of MUC1 is modified. MUC1 expression at the membrane becomes circumferential and accumulates in the cytoplasm. This sequestration is thought to deliver oncogenic signals to the cell, and is used by pathologists as an indicator of malignancy. Since it was previously demonstrated that endogenous lectins, especially galectin-3 (Gal-3) and -4, control the apical targeting of glycoproteins in epithelial cells, our aim was to study the role of Gal-3 in the control of MUC1 expression topography in PDAC, and in the cell invasiveness in vitro. Results/expected results: In control cells, we observed a strong MUC1 labeling in cytoplasm as in pathologic conditions. MUC1 was partially co-localized with M6PR in late endosomes. In KD cells, invalidation of Gal-3 led to a strong decrease of MUC1 cytoplasmic labeling. Gal-3 down-regulation is associated with a decrease of both MUC1 and EGFR protein levels by WB. However, KD Gal-3 cells expressed 2-fold higher levels of phosphoY1173EGFR in response to EGF treatment. Preliminary results showed that KD Gal-3 cells lost their in vitro invasive phenotype.Conclusions: Our data showed that Gal-3 is responsible for MUC1 cytoplasmic retention in pancreatic tumor cells. Silencing of Gal-3 promotes MUC1 localization at the cell membrane, and increases EGF-induced EGFR phosphorylation.keywords : Galectine, Mucine, EGFR, cancer, endocytose, translocation nucléaire

TP53INP1 est un gène suppresseur de tumeur qui est inactivé dans les lésions pré-tumorales pancréatiques. Il est impliqué dans la régulation de la mort cellulaire notamment via l'activation de la voie p53. Cette thèse a pour objectif de mieux caractériser le mécanisme d'action de TP53INP1 afin de mieux comprendre son rôle suppresseur de tumeur dans le cancer pancréatique. Nous avons montré dans un premier temps que TP53INP1 est associé à une diminution de la migration cellulaire via l'inhibition de l'expression du gène SPARC. Dans un second temps, nous avons montré que la protéine TP53INP1 est impliquée dans l'autophagie, où elle interagit avec les protéines de la famille LC3/Atg8 au sein des autophagosomes, et favorise la mort cellulaire de manière dépendante de l'autophagie. Enfin, nous avons mis en évidence que TP53INP1 est régulée par le contexte de stress cellulaire via des modifications post-traductionnelles. En effet, nous avons montré que la SUMOylation de TP53INP1 est nécessaire à l'activation de la réponse au stress oxydatif de p53. Ces travaux ont donc permis de mieux caractériser le rôle de suppresseur de tumeur de TP53INP1 et son mécanisme de régulation. / TP53INP1 is a tumor suppressor gene which is inactivated in early pancreatic lesions. It is involved in regulation of cell death through the activation of the p53 pathway. The aim of this work is to better characterize the molecular mechanism of action of TP53INP1 in order to better understand its tumor suppressor role. Firstly, we have shown that TP53INP1 expression is associated with a decreased cell migration through the down-regulation of SPARC. Secondly, we have demonstrated that TP53INP1 is involved in autophagy, through its direct interaction with LC3/Atg8 family proteins into the autophagosomes, and induces autophagy-dependent cell death. Then, we have shown that TP53INP1 is regulated by cellular context, through its post-translational modifications. Indeed, the SUMOylation of TP53INP1 is required to activate the p53 oxidative stress response pathway. All these findings allow a better understanding of the tumor suppressor role of TP53INP1 and of its regulation mechanism.

La protéine de stress p8 fut découverte et caractérisée dans notre laboratoire. Cette protéine est surexprimée dans l'adénocarcinome pancréatique et possède un rôle dans la progression tumorale. Pendant ce travail de thèse, nous nous sommes focalisé sur le rôle de p8 dans les phases initiales de la tumorigénèse pancréatique et sur ses mécanismes d'action, impliqués dans la progression tumorale. Nous avons montré que p8 joue un rôle essentiel dans l'apparition des lésions PanINs suite à l'activation de l'oncogène Kras. Au niveau cellulaire, nous avons montré que la protéine p8 protège les cellules tumorales pancréatiques contre le stress de la privation en nutriments via la régulation de l'expression de RelB et IER3. La voie p8, RelB et IER3 est impliquée dans l'inhibition de l'apoptose suite au stress. De plus, nous avons observé que ces trois protéines sont co-exprimées dans les adénocarcinomes humains et leur expression corrèle avec l'évolution de la maladie. Dans un second lieu, nous avons démontré le rôle essentiel de la protéine p8 dans la résistance des cellules tumorales pancréatiques à l'hypoxie et à la privation en glucose. Nous avons identifié la voie p8/Aurora KinaseA, qui en réponse au stress métabolique, réduit l'apparition des dommages à l'ADN en contrôlant l'expression des gènes liés au cycle cellulaire et à la réparation de l'ADN. De plus, nos recherches ont montré que p8 protège les cellules tumorales du stress métabolique en inhibant la mort cellulaire dépendante de l'autophagie. Nous espérons que nos résultats aideront à mieux cibler les cellules tumorales pancréatiques et leur caractère résistant au stress micro-environnemental extrême. / The stress protein p8 was discovered and characterized in our laboratory. Over expressed in pancreatic adenocarcinoma, p8 is involved in tumor progression. During my PhD studies, we focused on the role of p8 in pancreatic cancer development and on its mechanisms of action. First, we demonstrated that p8 is essential for PanIN development following Kras oncogene activation. At the cellular level, we found that p8 protects pancreatic cancer cells upon nutrient starvation stress through the regulation of RelB and IER3 expression. p8, RelB and IER3-dependent cascade inhibits apoptosis after the starvation stress. Furthermore, we showed that these tree proteins are co expressed in human pancreatic adenocarcinoma. One the other hand, our study showed that p8 is involved in pancreatic cancer cells resistance to hypoxia and glucose starvation. We identified a p8/Aurora KinaseA pathway which, in response to such metabolic stress, reduces DNA damage by regulating cell cycle and DNA repair genes expression. Moreover, our studies demonstrated that p8/AURKA path protects cancer cells against metabolic stress by inhibiting autophagy-associated cell death. We expect that our data will help to get new therapeutics against pancreatic cancer.

Les récentes avancées dans notre compréhension de la tumorigenèse pancréatique ont montré que la présence d'un compartiment cellulaire non tumoral : le « stroma » ou « microenvironnement intra-tumoral », avait une incidence directe sur la progression de la maladie. Le but de ce travail était de déterminer le rôle du stroma dans la progression de l'adénocarcinome pancréatique. Pour cela, nous avons étudié le profil d'expression génique spécifique du stroma. Ceci nous a permis de mettre en évidence des gènes impliqués dans la régulation du système nerveux, dénommés « facteurs neurogéniques », pouvant être reliés aux phénomènes de remodelage neural observés dans les adénocarcinomes pancréatiques. Ceux-ci sont associés aux douleurs caractéristiques du cancer du pancréas, aux récidives locales, à l'extension locorégionale. Nous avons alors approfondi notre étude sur l'axe SLIT2/ROBO. Nos résultats montrent qu'au travers la sécrétion de Slit2, le stroma a un impact direct sur le remodelage neural. Ces données peuvent permettre d'ouvrir une nouvelle voie thérapeutique dans le cancer du pancréas, ayant pour but de cibler les conséquences du remodelage neural. / Recent progress in our understanding of pancreatic tumorigenesis had shed light on the non tumoral cell compartment of the tumor, so-called "stroma" or "intra-tumoral microenvironment", in the spread of the disease. The goal of our work was to decipher the role of stroma in the spread of this disease. We could analyze the specific gene expression profile of stroma, leading to the discovery of several genes plausibly linked to neural remodeling, called "neurogenic factors". This neural remodeling is clinically correlated with neuropathic pain and locoregional spread. We have next deepened our analysis on the axis SLIT2/ROBO. We could demonstrate that stromal compartment is able to impact on neural remodeling, through secretion of Slit2. These results provide rationale to investigate the disruption of stromal/neural compartment connexion with Slit2/ROBO inhibitors for treatment of pancreatic cancer reccurrence and pain.

Helicoverpa armigera et Epiphyas postvittana, deux insectes nuisibles pour l'agriculture, ont développé des résistances contre la plupart des insecticides connus. Les lipides étant les constituants majeurs de leur régime alimentaire, les fonctions digestives des lipases deviennent alors une cible privilégiée pour l'élaboration de nouveaux insecticides. L'identification récente de gènes codant pour l'expression de protéines potentiellement actives et inactives apparentées aux lipases pancréatiques (PLRP) dans le tractus digestif de ces deux insectes et dont le niveau de transcription varie en fonction de leur régime alimentaire a ouvert un nouveau champ de recherche. Dans le but de contribuer à cette thématique, nous avons construit cinq lipases recombinantes d'E. postvittana (EpLIPs) et testé leur expression dans trois systèmes différents (E.coli, P.pastoris et bacculovirus). Le tractus digestif de Helicoverpa armigera a été étudié par chromatographie échangeuse d'ions et les différentes protéines séparées ont été testées en spectrométrie de masse et sur pHstat pour l'activité. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence, pour la première fois, la présence à la fois d'une lipase active et d'une lipase inactive dans le tractus digestif d'un lépidoptère. Par ailleurs, la caractérisation biochimique d'un mutant GPLRP2-Δ β9 a été faite dans le but de comprendre l'effet de cette boucle, partiellement délétée dans les lipases d'insectes, dans la spécificité du substrat. Nous avons pu montrer que cette boucle β9 est essentielle pour la stabilisation de la chaîne acyle durant la réaction de lipolyse. / Helicoverpa armigera and Epiphyas postvittana, two major pest crops, have developed resistances against most of the known insecticides. Lipids being a major component of insect diet, digestive function of lipase are a target of choice for new insecticide design. The recent identification of active and inactive pancreatic lipase related protein (PLRP) genes in those two insects midgut, with a level of transcription depending on the diet, opened the field of insect digestive lipase study. In order to contribute to this thematic, we built five recombinants lipase from E. postvittana (EpLIPs) and tested their expression in three different systems (E.coli, P.pastoris and bacculovirus). Protein structure prediction of EpLIPs allowed us to develop some functional hypothesis enlightening the role of inactive lipase in lipid transport. H. armigera midgut contents were separated through a one step purification chromatography and the different fractions were tested for activity and mass spectrometry. The results obtained gave the first evidence of the presence of both an active and an inactive lipase in lepidopteran midgut. In addition to this work, a biochemical characterisation of a β9 GPLRP2 mutant was carried out to understand the effect of this loop, partially deleted in insect lipase, in substrate specificity. The result shows that β9 loop is essential for stabilizing the leaving acyl chain during the lipolysis reaction.

Les pertes de la fonction et de la masse des cellules beta pancréatiques jouent un rôle central dans le diabète de type 2 (DT2). Les beta-arrestines 1 et 2 (ARRB1 et ARRB2), sont impliquées dans la sécrétion et/ou la survie des cellules beta pancréatiques.Dans une première étude, afin de caractériser précisément la fonction d’ARRB1 dans les cellules beta pancréatiques, nous avons eu pour objectif de générer des souris invalidées spécifiquement dans ces cellules en utilisant le système Cre/lox sous le contrôle du promoteur Ins1. Des études avaient été publiées à partir des deux lignées Ins1Cre-/+ et Arrb1f/f. Nous avons généré et travaillé sur les souris Arrb1f/f :Ins1Cre-/+. Le phénotype des souris Arrb1f/f :Ins1Cre-/+ était faible et surtout non reproductible comparé aux souris Arrb1f/f :Ins1Cre-/- utilisées comme témoins. Le faible niveau d’expression d'Arrb1 dans les cellules beta et le manque d'anticorps spécifique pour l'immunocytochimie ont rendu difficile la vérification de l'absence d'expression de ARRB1 dans ces cellules. Après séquençage du gène modifié Arrb1 des souris “floxées“, nous avons pu montrer que l'insertion du premier site loxP avait induit un décalage du cadre de lecture introduisant un codon stop et, par conséquent, la non-expression du gène Arrb1. Étant donné que les souris Arrb1 “floxées“ utilisées comme témoins étaient déjà knockout (KO), le projet utilisant ces souris a dû être arrêté.Notre équipe a rapporté l'implication d'ARRB2 dans la régulation de la masse des cellules bêta pancréatique, mais son rôle dans la signalisation du récepteur du Glucagon-Like Peptide-1 (GLP-1R), une cible thérapeutique majeure du DT2, n'avait pas encore été exploré.Nous avons montré, dans une deuxième étude, une meilleure tolérance orale au glucose ainsi qu’une augmentation de la sécrétion d’insuline chez les souris Arrb2 KO par rapport aux souris témoins sur les îlots en présence des concentrations physiologiques circulantes de GLP-1. Ceci est corrélé à une production d’AMPc et un recrutement de la PKA plus élevés dans les cellules beta Arrb2 KO. A l’inverse, l’activation des kinases ERK1/2 est diminuée indiquant un recrutement majeur des ERK1/2 par ARRB2 au GLP-1R. En parallèle, j’ai montré que les taux de ARRB1 et ARRB2 des îlots pancréatiques sont altérés par des conditions diabétogènes et diabétiques. Mes résultats démontrent clairement un rôle critique de ARRB2 dans la signalisation du GLP-1R. Un défaut d’expression de la protéine pourrait participer au déficit des mécanismes de compensation de la masse fonctionnelle des cellules beta conduisant au DT2. / The loss of function and mass of pancreatic beta-cells play a central role in type 2 diabetes (T2D). Beta-arrestin 1 and 2 (ARRB1 and ARRB2) are involved in insulin secretion and/or beta-cell survival. In a first study, in order to characterize the role of ARRB1 in beta-cells, we aimed to invalidate the Arrb1 gene specifically in these cells using the Cre/lox system under the control of the Ins1 promoter. Studies had been published with both Ins1Cre-/+ and Arrb1f/f lines. We generated Arrb1f/f:Ins1Cre-/+ mice. The phenotype of Arrb1f/f :Ins1Cre-/+ mice was weak with a lack of reproducibility compared to Arrb1f/f :Ins1Cre-/- mice used as controls. The low expression level of Arrb1 in beta-cells and the lack of specific antibody for immunocytochemistry made it difficult to verify the absence of expression of ARRB1 in these cells. After sequencing the modified Arrb1 gene of the “floxed” mice, we observed that the insertion of the first loxP site induced a shift in the reading frame introducing a stop codon and, consequently, the non-expression of the Arrb1 gene. Since the “floxed“ Arrb1 mice used as controls were already knockout (KO), the project using these mice was stopped.Our team has reported the involvement of ARRB2 in the regulation of beta-cell mass, but its role in Glucagon-Like Peptide-1 (GLP-1) receptor signaling, a major therapeutic target for T2D, remained to be explored. In a second study, we showed a better glucose tolerance and an increase in insulin secretion from isolated islets in Arrb2KO compared to control mice in the presence of physiological circulating concentrations of GLP-1. This was correlated with higher cAMP production and PKA activation in Arrb2KO beta-cells. By contrast, the activation of ERK1/2 kinases was decreased indicating a major recruitment of ERK1/2 by ARRB2 to GLP-1R. In parallel, we showed that the expression levels of ARRB1 and ARRB2 in pancreatic islets were altered in diabetogenic and diabetic conditions. My results clearly demonstrate a critical role of ARRB2 in GLP-1R singaling which could impact the function, maintenance and plasticity of beta-cell mass in response to GLP-1. A lack of expression of ARRB2 could participate in the deficit of compensatory mechanisms of the functional beta-cell mass leading to T2D.