La dérégulation de la signalisation du récepteur tyrosine kinase Met et de son ligand l'HGF/SF est associée à la progression tumorale et à la métastase dans de nombreux types de cancers. En condition de stress et en absence de ligand, Met est clivé par des caspases dans le domaine juxta-membranaire et libère un fragment proapoptotique dans le cytoplasme, p40 Met. J'ai pu montrer qu'un clivage C-terminal de Met créée une séquentialité dans ces clivages. Le clivage C-terminal du récepteur Met est important dans la formation du fragment apoptotique mais n'affecte pas les réponses biologiques induites par l’HGF/SF. D'autre part, Met est une cible de la « presenilin-dependent regulated intramembrane proteolysis » (ou PS-RIP). Ce processus de dégradation implique un double clivage séquentiel par des métalloprotéases membranaires puis par le complexe g-secrétase. Ces clivages régulent la demi-vie du récepteur Met et préviennent son activation en absence de ligand. Suite au clivage par les métalloprotéases, Met peut également échapper au complexe g-secrétase par son internalisation préalable. Les fragments générés sont alors dégradés par le lysosome. Les fragments de ces deux voies de dégradation ont la capacité de transformer des fibroblastes. De façon intéressante, l’analyse de xénogreffes de tumeurs humaines chez des souris a montré une accumulation de ces fragments. Nous proposons donc que les voies de dégradation PS-RIP et lysosomale préviennent l’accumulation de fragments délétères de Met. Les différents clivages du récepteur Met permettent de réguler son action en absence d'HGF/SF et pourraient donc jouer un rôle important dans les réponses physiologiques. / Signalling dysregulation of receptor tyrosine kinase Met and its ligand the HGF/SF (Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factors) is associated with tumor growth and metastasis in numerous cancer. Iin stress condition and without its ligand, Met is cleaved by caspases in the juxtamembrane domain which liberates a proapoptotic fragment in cytoplasm, p40 Met. I have shown that a C-terminal cleavage of Met creates a hierarchical organization of these cleavages. The C-terminal cleavage of Met receptor is important to generate apoptotic fragment but does not affect the biological responses induced by the HGF/SF. On the other hand, Met is targeted by PreSenilin-dependent Regulated Intramembrane Proteolysis (called PS-RIP). This proteolytic process of degradation involves two sequential cleavages by membranous metalloproteases and by g-secretase complex. These cleavages regulate half-life of Met receptor and prevent its activation without ligand.Following the cleavage by metalloproteases, Met can escape from g-secretase complex through its prior internalization. Generated fragments are then degraded by the lysosome. Fragments of both degradation patways are able to transform fibroblasts. Interestingly, human tumor xenografts in mice display accumulation of these fragments, suggesting these PS-RIP and lysosomal degradations pathways prevent accumulation of deleterious fragments of Met.Different cleavages of Met receptor can regulate its action without HGF/SF and could have an important role in physiological responses.

Les données accumulées par notre laboratoire montrent une action pro-tumorale des neurotrophines dans le cancer du sein via notamment des effets anti-apoptotiques du NGF, du BDNF et de la NT4/5. Ces effets sont tous relayés par leur récepteur commun p75NTR, je me suis donc appliquée à préciser le rôle de ce récepteur et sa signalisation dans le cancer du sein. Pour cela, nous avons établi une lignée cellulaire surexprimant de manière inductible p75NTR. Ce modèle d’étude a permis de montrer que la survie induite par le récepteur était associée à une inhibition de la voie intrinsèque de l’apoptose. De plus, p75NTR ralentit la prolifération en provoquant une accumulation des cellules dans les phases G0/G1 du cycle cellulaire. In vitro, ces deux effets passent par une augmentation de p21Waf1 car son invalidation par siRNA, non seulement restore la prolifération, mais abolit totalement la survie, faisant de p21Waf1 une protéine clé dans la signalisation de p75NTR. In vivo, la surexpression de p75NTR conduit à une augmentation du volume tumoral et à une résistance accrue à l’apoptogène TRAIL. Enfin, l’analyse de la protéolyse de p75NTR montre qu’il subit deux clivages successifs dans les cellules cancéreuses mammaires. Le premier clivage réalisé par l’enzyme ADAM17/TACE semble indispensable à son effet anti-apoptotique alors que le second clivage n’intervient pas, suggérant plutôt un processus de dégradation du récepteur. Ces travaux ont permis d’approfondir les mécanismes d’action de p75NTR dans les cellules cancéreuses mammaires et suggèrent que ce récepteur pourrait contribuer à la croissance tumorale en favorisant la résistance aux drogues anticancéreuses. / Our laboratory has shown a pro-tumoral action of the neurotrophins in breast cancer especially by the anti-apoptotic effects of NGF, BDNF and NT4/5. These effects are all mediated by their common receptor p75NTR. My thesis work has therefore been to elucidate further the role of p75NTR in breast cancer cells and its signaling. For this purpose, we established breast cancer cells which stably overexpress p75NTR in an inducible manner. This model allowed us to show that its pro-survival effect is associated with an inhibition of the intrinsic pathway of apoptosis. Moreover, p75NTR slows down the cell growth through a cell accumulation in G0/G1 phases. Interestingly, these both effect are mediated by p21Waf1 since its inhibition by siRNA not only restores proliferation but also abolishes the pro-survival effect of p75NTR, indicating the key role of p21waf1 in the biological functions of p75NTR. In a SCID mice xenograft model, p75NTR overexpression favors tumor growth and strongly increases tumor resistance to TRAIL treatment. Finally, the study of p75NTR proteolysis has shown that this receptor undergoes two sequential cleavages in breast cancer cells. The first cleavage by the enzyme ADAM17/TACE is essential to its anti-apoptotic effect. Meanwhile, the second cleavage by the γ-secretase complex doesn’t seem to be involved rather suggesting a degradation process. Together, our findings have improved the knowledge of p75NTR functions in breast cancer cells and suggest that p75NTR overexpression in breast tumor cells could favor tumor survival and contribute to tumor resistance to drugs.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Dans cette étude, par une approche de type "génome entier", les profils d'expression génique des macrophages du tissu adipeux viscéral (ATM) et ceux des macrophages issus de la différenciation in vitro de monocytes (MDM) circulants, provenant d’un même individu obèse, ont été comparés à l'état basal. Nos résultats ont permis d’identifier plusieurs voies de signalisation différemment exprimées entre ces deux types cellulaires. En particulier des cytokines inflammatoires et leurs récepteurs, des composants de la matrice extracellulaire de même que des molécules attractantes telles que les chimiokines de type CCL et CXCL, sont fortement exprimés dans les ATM. Fait intéressant, les protéines appartenant à ces voies ont été retrouvées sécrétées dans le milieu conditionné provenant de la culture des ATM, ou en concentrations élevées dans le sérum des patients obèses comparés à celui de patients minces. Nous avons voulu valider les différences observées, en reconstituant l’environnement obésogène des ATM dans le TA grâce à l’utilisation de "co-cultures" indirectes de préadipocytes et de MDM. Dans leur ensemble, nos résultats montrent que les ATM ont un profil génomique et fonctionnel qui ressemble à celui des macrophages associés aux tumeurs (TAM). De plus, nous retrouvons au sein des gènes spécifiquement exprimés par les ATM une surexpression et une activation des facteurs de transcription NF-kB, HIF1a et STAT-3, connus comme impliqués dans le développement des cancers et qui sont à l’origine de la plasticité des TAM. Dans ce contexte, les Liver X Receptors (LXR) a et b, de même que les Peroxisomes Proliferator-Ativated Receptor gamma (PPARg) sont des récepteurs nucléaires exprimés dans les MDM qui apparaissent comme des cibles thérapeutiques de grand intérêt du fait de leurs propriétés anti-inflammatoires. Le second objectif de notre étude a été de savoir, toujours par une approche de type "génome entier", si les ATM et les MDM répondent différemment aux agonistes de LXR. De nouveaux gènes cibles de LXR spécifiques des ATM, ont été identifiés et en particulier nous montrons que les chimiokines ligands CXCL5 et CXCL11 surexprimés dans les ATM (et impliquées dans les cancers), sont négativement régulés par les agonistes de LXR. De plus, notre étude nous a permis d’analyser le rôle des LXR dans la modulation du "cross-talk" entre ATM et adipocytes en évaluant l’influence des facteurs sécrétés par les ATM, préalablement traités ou non par les agonistes des LXR, sur le métabolisme adipocytaire. En effet, nos travaux démontrent que le milieu conditionné des ATM traités par les ligands de LXR restaure partiellement l'expression de gènes impliqués dans la lipogenèse et le métabolisme du glucose e diminue l’expression des gènes impliqués dans la réponse inflammatoire dans les adipocytes.Dans une autre partie de notre étude, la capacité de PPARg et/ou de LXR à réguler l’expression de la visfatine dans les macrophages a été analysée, de même que l’influence de cette régulation sur sa sécrétion et sur la production intracellulaire de NAD+. Au sein du TA, les ATM sont la principale source de visfatine dont l'implication dans le développement de certaines pathologies dont le DT2 est largement reconnue. La visfatine (Nampt) est une adipokine pro-inflammatoire mais aussi une enzyme assurant la synthèse du NAD+, cofacteur ou substrat de nombreuses enzymes cellulaires. Nos résultats permettent de montrer que l’activation de LXR ou de PPARg par leurs ligands entraîne respectivement une diminution ou une augmentation de l'expression génique de la visfatine. L’augmentation de l’expression de l’ARNm de la visfatin suite à l’activation de PPARg s’accompagne d’une augmentation de l’expression protéique et de la sécrétion. / X

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Avec l’ère industrielle sont venus les polluants environnementaux. Ils sont de plus en plus pointés du doigt pour une variété d’effets indésirables en particulier pour leur potentiel à affecter la santé humaine. Les pesticides font partie de ces polluants et leurs usages ne font que croître depuis une vingtaine d’années. Ces produits qui servent à améliorer la production agricole en éliminant les pestes qui ravagent les récoltes sont souvent peu étudiés à long terme avant d’être homologués. L’effet perturbateur au niveau cellulaire et les effets à long terme de ces pesticides sont peu connus. Pour ce projet de maîtrise, nous avons observé l’effet de deux pesticides, l’imidaclopride et l’acide 2-methyl-4-chlorophenoxyacetic (MCPA), sur les voies de signalisation du récepteur à la dioxine (AhR) et du récepteur aux androgènes (AR). L’imidaclopride est un insecticide de la famille des néonicotinoïdes, une classe de plus en plus utilisée. Ce pesticide est surtout connu pour être en lien avec le déclin des colonies d’abeilles depuis une décennie. Le MCPA est un des herbicides les plus utilisés au Québec, il est persistant et souvent retrouvé dans les eaux de la province. Nous avons traité des cellules du cancer du sein et des cellules du cancer de la prostate avec ces pesticides et nous avons vérifié si leur présence perturbait les deux voies de signalisation cellulaire à l’étude. Le récepteur AhR est un facteur de transcription activé par un ligand. Le TCDD, une dioxine, est le meilleur ligand exogène connu à ce jour de ce récepteur. Par contre, ses ligands naturels, des dérivés du tryptophane ou des facteurs de virulence de bactéries, l’activent de façon beaucoup moins forte. Lors de l’activation de la voie AhR, les gènes CYP1A1 et CYP1B1 sont transcrits et codent pour des enzymes du cytochrome P450 qui transforment les ligands en produits plus facilement éliminables. Dans un contexte où de l’œstradiol (E2) est présent dans les cellules, il y a une interaction croisée entre le récepteur à l’œstrogène (ER) et le récepteur AhR, qui fait en sorte que l’expression de CYP1A1 est réprimée. Cela se traduit en un ratio d’enzyme CYP1A1 à CYP1B1 différent qui pourrait augmenter la possibilité d’une accumulation de métabolites génotoxiques. En effet, CYP1B1 hydroxyle le ligand d’AhR mais aussi l’œstradiol en 4-hydroxyœstradiol (4-OHE), dont l’accumulation peut amener des mutations dans l’ADN alors que l’enzyme CYP1A1 l’hydroxyle en 2-hydroxyœstradiol (2-OHE), qui n’as aucun effet néfaste répertorié sur la cellule. Dans les cellules du cancer du sein, le MCPA appliqué en champs induisait fortement l’expression de CYP1B1 comparable à l’échantillon traité au témoin positif (TCDD), alors que CYP1A1 l’était que très légèrement par rapport au témoin non-traité. Au niveau protéique, CYP1A1 n’était qu’exprimée dans le témoin positif (TCDD) et ce, en quantité moindre lorsqu’il y avait présence d’œstradiol. CYP1B1 était fortement exprimée dans l’échantillon de TCDD, ce qui était attendu, mais aussi dans tous les échantillons traités au MCPA de NuFarm. Ces effets ne sont pas notés avec l’ingrédient actif du MCPA. La présence d’un ou plusieurs autres produits ajoutés dans le MCPA de la compagnie NuFarm en combinaison avec l’ingrédient actif pourrait activer la voie de signalisation d’AhR et causer ce débalancement dans l’expression des gènes CYP1A1 et CYP1B1. Nos résultats indiquent que plusieurs concentrations de l’ingrédient actif de l’imidaclopride ne perturbe pas les voies cellulaires d’AhR ni AR, alors que, le MCPA perturbe ces deux voies cellulaires. Par contre, c’est seulement celui produit par la compagnie NuFarm qui est utilisé en champs. Cette formulation appliquée en terrain agricole inclut l’ingrédient actif ainsi que les antigels, les surfactants et les adjuvants qui permettent au produit d’être plus efficace. L’ingrédient actif du MCPA seul n’affectait pas les deux voies. Le récepteur aux androgènes (AR) est aussi un facteur de transcription qui se lie à l’ADN afin de réguler l’expression des gènes et il est particulièrement important pour le développement et le maintien du phénotype masculin. Depuis une vingtaine d’années, des problèmes de baisse de libido et de fertilité s’accentuent dans notre société et semblent être reliés à la baisse de testostérone des hommes (Travison et al. 2007). Cette molécule est d’ailleurs un des deux ligands du récepteur AR, le deuxième étant la 5-dihydrotestostérone (DHT). Le facteur environnemental plutôt que le mode de vie semble être un facteur déterminant dans l’étude qui portait sur ce déclin. Les pesticides ont déjà été soupçonnés pour avoir un potentiel anti-androgénique, mais aucune étude ne fait un lien de causalité direct. Dans le projet de maitrise présenté dans ce document, l’expression des gènes marqueurs PSA (antigène spécifique de la prostate) et PCA3 (antigène du cancer de la prostate) a été quantifiée pour savoir si les pesticides ont un effet perturbateur sur la voie du récepteur AR. Dans les cellules du cancer de la prostate, l’expression de PSA et PCA3 était semblable au non-traité dans l’échantillon traité au MCPA (NuFarm), et ce, même après l’ajout de DHT, qui active l’expression de ces deux gènes. Cette fois-ci, l’ingrédient actif seul faisait en sorte que les deux gènes marqueurs étaient moins exprimés lors de l’ajout de la DHT, par rapport au témoin. Il semblerait que l’ingrédient actif est à la base de ce changement d’expression de nos gènes marqueurs. Donc, le MCPA pourrait avoir un effet anti-androgénique dans les cellules du cancer de la prostate. Donc, le MCPA est un pesticide qui affecte les voies de signalisation cellulaires AhR et AR. Il est particulier de noter que le pesticide appliqué en champ perturbe nettement plus les voies cellulaires. Il sera important de continuer à étudier les effets des pesticides sur l’homme au niveau cellulaire et de comprendre comment ils pourraient contribuer au développement du cancer.

Le récepteur P2Y[indice inférieur 6] est un récepteur couplé à une protéine G responsable de l’activation de nombreuses voies de signalisation. Dans l’épithélium du côlon, il participe au maintien de l’équilibre hydrique, mais il a été montré que le récepteur P2Y[indice inférieur 6] participait à l’aggravation des symptômes inflammatoires dans la maladie de Crohn ou dans la colite ulcéreuse. Les maladies inflammatoires de l’intestin sont des facteurs pouvant mener au cancer colorectal. En effet, il existe deux types de cancers colorectaux : le cancer sporadique et le cancer associé à la colite qui se différencient notamment par la séquence d’apparition de mutations génétiques. Par exemple, le gène TP53 est muté de façon tardive dans le cancer colorectal sporadique et muté de façon précoce dans le cancer associé à l’inflammation. Puisque le récepteur P2Y[indice inférieur 6] est impliqué dans la création d’un environnement pro-inflammatoire, nous nous sommes intéressés au rôle de p53 sur l’expression du gène P2RY[indice inférieur 6] et avons formulé l’hypothèse suivante : la présence de TP53 mutant va réguler de façon différentielle l’expression du gène P2RY[indice inférieur 6] dans le cancer colorectal. L’objectif général des travaux est le suivant : caractériser les mécanismes moléculaires liés à TP53 régulant l’expression du gène P2RY[indice inférieur 6] dans le cancer colorectal. Les objectifs spécifiques pour ce projet de recherche sont donc : (1) déterminer et caractériser les régions promotrices du gène P2RY[indice inférieur 6] dans les cellules épithéliales intestinales cancéreuses et (2) étudier l’effet de la protéine p53 de type sauvage ou mutée sur l’expression du récepteur P2Y[indice inférieur 6]. Le gène P2RY[indice inférieur 6] code pour 8 variants d’ARN messagers. Les variants 1, 2, 3, 5, 6, 7 et 8 codent pour l’isoforme 1 du récepteur P2Y[indice inférieur 6], forme connue du récepteur. Le variant 9 code pour l’isoforme 2, non caractérisée. Nos travaux ont permis de mettre en évidence l’existence de quatre régions promotrices potentielles du gène P2RY[indice inférieur 6] et la présence du variant 9, codant pour l’isoforme 2 du récepteur P2Y[indice inférieur 6] dans la lignée cellulaire Caco-2. Nous avons également montré que les formes normale et mutée de p53 régulent de façon différentielle l’expression du récepteur P2Y[indice inférieur 6]. Enfin, le rôle de l’isoforme 2 reste à étudier, mais les tests effectués suggèrent qu’elle est activable par l’UDP.

Les cannabinoïdes présents dans la marijuana agissent par l’intermédiaire de deux récepteurs, CB1 et CB2, qui sont également activés par des molécules endogènes, les endocannabinoïdes. Les récepteurs CB1, majoritairement exprimés dans le cerveau, relaient les effets psychoactifs du cannabis, mais exercent également de nombreux effets périphériques. Les récepteurs CB2 prédominent dans les cellules du système immunitaire et interviennent notamment dans la régulation de la réponse immune et inflammatoire. Il apparaît aujourd’hui que le système endocannabinoïde joue un rôle crucial au cours des maladies du foie. En effet, le récepteur CB1 participe au développement de l’hypertension portale et de la cardiomyopathie cirrhotique, deux complications de la cirrhose. Il possède des propriétés stéatogènes associées à l’obésité et à la consommation excessive d’alcool. Le récepteur CB2 quant à lui possède des propriétés antifibrogéniques et protège de l’ischémie reperfusion. L’obésité est associée à une réponse inflammatoire qui joue un rôle déterminant dans l’insulino-résistance et la stéatopathie métabolique. Des travaux récents ont montré que le système cannabinoïde favorise le développement de la stéatose par l’intermédiaire des récepteurs CB1. Les récepteurs CB2 interviennent dans la régulation de la réponse immune et inflammatoire. Dans la première partie de ce travail, nous avons donc étudié le rôle des récepteurs CB2 dans le développement de l’obésité, de l’insulino résistance et de la stéatopathie métabolique à l’aide de souris sauvages et invalidées pour le récepteur CB2. Nous avons observé que les souris invalidées pour le récepteur CB2 soumises à un régime hyperlipidique ont une prise de poids significativement plus faible que les souris sauvages consécutivement à une augmentation de l’excrétion fécales des lipides et de l’oxydation des acides gras. Les souris obèses invalidées pour le récepteur CB2 sont plus sensibles à l’insuline et développent une stéatose réduite par rapport aux souris sauvages. Les souris sauvages développent une inflammation importante dans le tissu adipeux viscéral. En revanche, l’induction des cytokines proinflammatoires est significativement plus faible chez les souris CB2-/- exposées au régime hyper lipidique ou chez des souris sauvages obèses traitées avec l’AM630 un antagoniste du récepteur CB2. À l’inverse, l’activation des récepteurs CB2 par un agoniste sélectif conduit à une augmentation de la production de TNFα et de CCL2 dans des explants de tissu adipeux isolés de souris obèses sauvages. Ces résultats constituent la première mise en évidence du rôle des récepteurs CB2 dans le développement de l’obésité, de l’insulino résistance et de la stéatose. Le mécanisme mis en jeu implique probablement un effet proinflammatoire des récepteurs CB2 dans le tissu adipeux. La fibrose est la complication commune de toutes les maladies chroniques du foie et conduit à la cirrhose et à ses complications sévères. Nous avons observé que l’expression de récepteur CB1 est induite dans les zones de fibrose au cours de la cirrhose chez l’homme, notamment dans les cellules fibrogéniques du foie, alors qu’il est peu exprimé dans le foie humain normal. Ces résultats nous ont conduit à évaluer le rôle du récepteur CB1 dans la progression de la fibrose, en étudiant les conséquences de son invalidation génétique et pharmacologique dans trois modèles expérimentaux de physiopathogénie différente, l’administration chronique de tétrachlorure de carbone ou de thioacétamide, ou la ligature de la voie biliaire principale. Dans ces trois modèles, nous avons démontré que l’administration per os d’un antagoniste du récepteur CB1, le rimonabant prévient la fibrogenèse. L’étude des mécanismes impliqués dans les effets antifibrogéniques du rimonabant a révélé que la molécule diminue l’accumulation des cellules fibrogéniques du foie en inhibant leur prolifération. Ces résultats mettent en évidence les propriétés profibrogénique du récepteur CB1 et suggèrent que l’utilisation d’antagonistes du récepteur CB1 pourrait constituer une approche intéressante du traitement de la fibrose. / Résumé anglais manquant