La maladie de Crohn (MC) et la colite ulcéreuse (CU) sont des maladies inflammatoires de l’intestin (MII) caractérisées par une inflammation chronique du tube digestif. Ces maladies à traits complexes sont le résultat d’un dérèglement du système immunitaire. Les études d’association pangénomique ont identifié au total 99 loci de susceptibilité aux MII. La région 1q32 du chromosome 1 a été identifiée comme locus de susceptibilité à la MC, la CU et la sclérose en plaque. La région autour du marqueur génétique (rs11584383) contient quatre gènes : Chromosome 1 open reading frame 106 (C1orf106), Kinesin family member 21B (KIF21B), Calcium channel, voltage-dependant, L type, alpha 1S subunit (CACNA1S) et Chromosome 1 open reading frame 81 (C1orf81). L’objectif de l’étude est de mettre ces quatres gènes dans un contexte biologique et de déterminer leur rôle potentiel dans les MII. Par réaction de polymérisation en chaîne quantitatif (qPCR), nous avons déterminé le profil d’expression de ces gènes dans des tissus murins et des lignées cellulaires humaines. KIF21B et C1orf106 sont exprimés dans les tissus gastrointestinal et immunitaire. Par la suite, nous avons testé l’implication de KIF21B et C1orf106 dans les voies biologiques connues pour leur rôle dans les MII comme l’activité NF-kB et le stress du réticulum endoplasmique (RE). Nos résultats montrent que la surexpression de KIF21B dans les cellules HEK293T diminue l’activité de NF-kB et la surexpression de C1orf106 augmente le stress du RE et l’activité de la voie Wnt. Globalement, ces résultats suggèrent que KIF21B et C1orf106, dans la région 1q32, sont des gènes candidats prometteurs puisqu’ils interviennent dans des voies biologiques connues des maladies inflammatoire de l’intestin. / Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC) are inflammatory bowel diseases (IBD) characterized by chronic inflammation along the gastrointestinal tract. These complex diseases appear to be the result of an immune system dysregulation. Genome-wide association studies have identified 99 loci that contribute to IBD susceptibility. Region 1q32 of chromosome 1 has been identified as a CD, UC and multiple sclerosis susceptibility locus and the region around this marker (rs11584383) contains four genes: Chromosome 1 open reading frame 106 (C1orf106), Kinesin family member 21B (KIF21B), Calcium channel, voltage-dependant, L type, alpha 1S subunit (CACNA1S) and Chromosome 1 open reading frame 81 (C1orf81). The goal of the present study is to place these genes in a biological context and to determine their possible involvement in IBD. By using quantitative PCR (qPCR), we determined the expression profile of these genes in murine tissues and human cell lines and we observed that KIF21B and C1orf106 were expressed in immune as well as gastrointestinal tissues. Next, we tested the involvement of KIF21B and C1orf106 in biological pathways previously implicated in IBD, more specifically NF-kB activity and endoplasmic reticulum (ER) stress. We found that overexpression of KIF21B in HEK293T cells decreased the activity of NF-kB whereas C1orf106 overexpression increased ER stress and Wnt activity. Taken together, these results suggest that KIF21B and C1orf106 are good candidate causal genes in the 1q32 region.

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

Le myélome multiple (MM) est une hémopathie dont la croissance et la prolifération sont liés à une variété de facteurs de croissance, y compris « insulin-like growth factor type 1 » (IGF-1). Bortézomib est le premier inhibiteur protéasome ayant une activité anti-tumorale significative dans le myélome multiple. Nous avons analysé l'impact de l'IGF-1 recombinant associé à l'inhibiteur du protéasome bortezomib sur des lignées humaines de MM, in vivo et sur des cellules de myélome frais humaines ex vivo. Nous avons montré que l'IGF-1 améliore l'activité cytotoxique du bortezomib in vitro, in vivo et ex vivo. Nous avons montré que l'accroissement de la toxicité peut être inhibé par la présence d'un anticorps monoclonal dirigé contre le récepteur de l'IGF-1 (IGF1-R). IGF-1 renforce l'activité cytotoxique des autres inhibiteurs de protéasome, y compris MG115, MG132, PSI et epoxomicin. Nos résultats confirment le fait que l'IGF-1sensibilise des cellules de myélome à l'activité cytotoxique des inhibiteurs du protéasome tels que le bortezomib, en raison du niveau accru du stress de réticulum endoplasmique et l'induction de la une réponse protéine dépliée (UPR) / Multiple Myeloma (MM) is a clonal plasma cell disorder whose growth and proliferation are linked to a variety of growth factors, including insulin-like growth factor type 1 (IGF-1). Bortezomib, the first-in-class proteasome inhibitor, has displayed significant antitumor activity in multiple myeloma. We analyzed the impact of recombinant IGF-1 combined with the proteasome inhibitor bortezomib in MM cell lines, in vivo and on fresh human myeloma cells ex vivo. We found that IGF-1 enhanced the cytotoxic activity of bortezomib in vitro, in vivo and ex vivo. We showed that the enhanced toxicity could be inhibited by the presence of a monoclonal antibody directed against the IGF-1 receptor (IGF1-R). IGF-1 enhances the cytotoxic activity of other proteasome inhibitors, including MG115, MG132, PSI and epoxomicin. Our results support the fact that IGF-1sensitize myeloma cells to the cytotoxic activity of proteasome inhibitors such as bortezomib, as a consequence of enhanced level of endoplasmic reticulum stress and the induction of an unfolded protein response (UPR)

Les cellules épithéliales nasales humaines (CENH) sont des acteurs importants de la physiopathologie de la polypose naso-sinusienne (PNS), le plus souvent la PNS est primitive (étiologie inconnue), plus rarement, elle est secondaire à la mucoviscidose (PNS CF) ou la dyskinésie ciliaire primitive (PNS DCP). L'objectif de cette thèse est d'identifier des protéines différentiellement exprimées dans les PNS primitives et secondaires par approche protéomique puis de les caractériser par des techniques classiques. Dans cette étude, nous avons utilisé des cultures primaires (interface air/liquide) de CENH, dérivant de déchet per-opératoire (PNS) ou de brossages (muqueuse saine). Le marquage iTRAQ suivie d'une analyse par nano-LC-MALDI-TOF-TOF à en particulier montré : 1) une augmentation de six marqueurs du stress du réticulum endoplasmique (RE) dans la PNS primitive et la PNS CF, 2) une altération du métabolisme du glucose dans la PNS CF (sous-expression de 6 protéines dont la pyruvate kinase, enzyme clef de la glycolyse) et 3) une sous expression de 12 protéines des filaments acto-myosines dans la PNS DCP (dont 3 tropomyosines). Nous avons caractérisé le stress du RE dans la PNS primitive, montrant qu'il est induit par le biais d'une sensibilité des CENH à un stress oxydatif probablement d'origine mitochondrial et qu'il participe activement à l'inflammation (sécrétion d'IL-8 et de LTB4). Ces observations nous permettent de proposer que, dans la PNS primitive, il existe un cercle vicieux entre stress du RE, stress oxydatif et inflammation et que la sensibilité au stress oxydatif observée apparaît comme une nouvelle cible thérapeutique dans le traitement de la PNS. / Human nasal epithelial cells (HNEC) play an important role in nasal polyposis(NP). NP have generally an unknown etiology, less frequently, NP is secondary to cystic fibrosis (CF NP) or primary ciliary dyskinesia (PCD NP). The aim of this thesis is to identify differentially expressed proteins in NP, CF NP and PCD NP using proteomic approach then to characterize them by classical methodes. In this study, we used primary culture (air/liquid)of HNEC derived from NP patients (surgery waste) or healthy patients (brushing). The iTRAQ labeling folowing by nano-LC-MALDI-TOF-TOF analysis shown in particular :1)an increased expression of six endoplasmic reticulum (ER) stress markers in NP and CF NP, 2)an alteration of glucose metabolism (decreased expression of six proteins with in particular the pyruvate kinase, glycolysis key enzyme) and 3)an decreased expression of 12 acto-myosin filament proteins (in particular three tropomyosins). We caracterized the ER stress in NP showing that ER stress is activated by an oxydative stress susceptibility of NP HNEC probably of mitochondrial origin and that it directly participate to inflammation (IL-8 and LTB4 secretions). Altogether, our results underline a vicious circle that exists between oxidative stress, ER stress and inflammation.The oxydative stress susceptibility observed in NP may represent new therapeutic target in such a pathology.

La contraction du muscle squelettique est initiée par une libération de Ca2+ du réticulum sarcoplasmique (RS) en réponse à une dépolarisation du sarcolemme. Celle-ci induit un changement de conformation du récepteur des dihydropyridines (DHPR) localisé dans les tubules T entraînant l'ouverture du récepteur de la ryanodine de type 1 (RyR1), canal calcique du RS, et la libération du Ca2+ accumulé dans le RS. Au repos, RyR1 serait maintenu fermé par une action répressive du DHPR. Néanmoins, un efflux de Ca2+ continu se développe à travers la membrane du RS, constamment compensé par l'activité des pompes Ca2+-ATPases. Des études suggèrent que cet efflux pourrait être impliqué dans la perturbation de l'homéostasie calcique dans une des pathologies musculaires des plus fréquentes et sévères, la myopathie de Duchenne. Le travail présenté vise à caractériser l'efflux de Ca2+ du RS dans les fibres musculaires squelettiques de souris normales et mdx, modèle murin de la myopathie de Duchenne, en couplant la technique de potentiel imposé et la mesure fluorimétrique du Ca2+ intracellulaire. La mise au point d'une mesure directe des variations de Ca2+ du RS à l'aide du Fluo-5N a permis de révéler dans les fibres mdx une fuite calcique du RS exacerbée. Cette approche a permis de démontrer que l'efflux calcique du RS dans la fibre musculaire squelettique au repos n'est pas un phénomène incontrôlé à travers RyR1 mais un efflux étroitement contrôlé par le DHPR. Enfin, on s'est intéressée à l'efflux de Ca2+ du RS lors d'une stimulation musculaire prolongée. Nos résultats montrent que le déclin du signal calcique cytosolique dans ces conditions résulterait de la déplétion calcique du RS / Contraction of skeletal muscle is triggered by the release of Ca2+ from the sarcoplasmic reticulum (SR) in response to depolarization of the sarcolemma. Depolarization elicits a conformational change of the dihydropyridine receptor (DHPR) localized in the tubular membrane that controls the opening of the type 1 ryanodine receptor (RyR1), the SR Ca2+ release channel. At rest, RyR1s are kept in a closed state imposed by the repressive action of DHPRs. Yet, a resting Ca2+ efflux occurs across the SR membrane, constantly balanced by the pumping activity of SR Ca2+-ATPases. Several studies suggest that this SR Ca2+ efflux, considered as purely passive, may contribute to the alteration of Ca2+ homeostasis in one of the most common and severe skeletal muscle disease, namely the Duchenne Muscular Dystrophy. The present work aims at characterizing the SR Ca2+ efflux in skeletal muscle fiber from normal and mdx mice, the murine model of Duchenne Muscular Dystrophy, by combining voltage-clamp and intracellular Ca2+ measurements. The development of a methodology allowing direct monitoring of Ca2+ changes in the SR using the Fluo-5N led us to reveal an elevated SR Ca2+ leak in mdx fibers, which may contribute to the alteration of Ca2+ homeostasis. Still using this approach, we demonstrate that the resting SR Ca2+ efflux in normal skeletal muscle fiber is not, an uncontrolled process through RyR1 but is tightly controlled by DHPR. Finally, we investigates the SR Ca2+ efflux during long-lasting stimulation. Our data indicate that the decline of SR Ca2+ release in these conditions results from SR Ca2+depletion and does not involve voltage-dependent inactivation of SR Ca2+ release

Pendant très longtemps, les traitements contre les cancers se sont basés sur la cytotoxicité des chimiothérapies, sur leur capacité à tuer directement les cellules malignes ou à induire leur senescence. Mais cette cytotoxicité accrue et non ciblée a également pour effet de tuer les cellules du système immunitaire du patient. Cependant, il a été montré que la radiothérapie, les anthracyclines ainsi que l’oxaliplatine étaient capables d’induire une apoptose décrite comme étant une mort cellulaire immunogène. De ce fait, les cellules tumorales mourantes agiront comme vaccin thérapeutique.La mort cellulaire immunogène se caractérise par trois grands marqueurs : un stress du réticulum endoplasmique pré-mortem qui va induire la translocation de la calréticuline de la lumière du réticulum endoplasmique vers la surface cellulaire, la libération d’ATP dans le milieu extracellulaire permettant le recrutement des cellules dendritiques et l’activation de l’inflammasome NLRP3 via le récepteur P2RX7, et enfin la libération de la protéine HMGB1 dans le milieu extracellulaire, qui va aller interagir avec TLR4 à la surface des cellules dendritiques pour stimuler leur fonction présentatrice d’antigène. La première partie de ce travail a consisté à comprendre les mécanismes moléculaires précis par lesquels l’ATP est sécrétée activement lors d’une mort cellulaire immunogène. En utilisant une combinaison de techniques impliquant des criblages pharmacologiques, des techniques de monitorage de la localisation intracellulaire de l’ATP entre autres, nous avons montré qu’après un traitement par les inducteurs de la mort immunogène, l’ATP était redistribué des lysosomes aux autolysosomes et que sa sécrétion requiert la protéine lysosomale LAMP1. Nous avons également montré qu’il existait d’autres voies de libération d’ATP telles que la voie de signalisation Rho, et également l’ouverture des hémicanaux pannexine 1 (PANX1). De façon surprenante, nous avons observé une implication de PANX1 dans la translocation de LAMP1 à la surface cellulaire. Ces résultats ont permis de comprendre un peu plus précisément les mécanismes de sécrétion d’ATP dans la mort cellulaire immunogène, mettant en évidence l’importance de l’exocytose lysosomale caspases dépendante et PANX1 dépendante.La seconde partie de ce travail s’est portée sur l’étude d’une autre caractéristique de la mort cellulaire immunogène, à savoir l’exposition de la calréticuline à la surface cellulaire. En partant du constat qu’après un traitement par la mitoxantrone, la calréticuline était relocalisée en périphérie à la fois dans les cellules humaines et les cellules de levure, il a été suggéré que la voie d’exposition de la calréticuline était conservée phylogénétiquement. Nous avons montré que les phéromones pouvaient agir comme inducteurs physiologiques de l’exposition de la calréticuline dans les cellules de levure. Un criblage d’ARN interférant et des analyses de transcriptome nous ont permis de montré que les chimiokines, en particulier CXCL8 chez l’humain (appelé également interleukine-8) et son orthologue Cxcl2 chez la souris étaient impliquées dans la translocation de la calréticuline à la surface cellulaire. En traitant les cellules cancéreuses par la mitoxantrone, nous observons une production de CXCL8 par les cellules cancéreuses humaines in vitro et de Cxcl2 par les cellules cancéreuses murines in vivo. Un « knockdown » des récepteurs pour CXCL8/Cxcl2 réduit de manière significative l’exposition de la calréticuline à la surface cellulaire. Ces résultats ont donc montré l’importance des chimiokines dans la voie d’exposition de la calréticuline.L’ensemble de ce travail a permis de comprendre plus en détails deux des trois grandes caractéristiques de la mort cellulaire immunogène. / Cytotoxic anti-neoplastic agents were considered for a long time to mediate their therapeutic effects via their capacity to directly kill malignant cells. Nevertheless, this high cytotoxicity is non-targeted and will eventually diminish immune cells. During the last years, it has been shown that radiotherapy and some anticancer agents, such as anthracyclines and oxaliplatin, can stimulate actively anti-tumor immune responses. In fact, they can induce an immunogenic type of apoptosis, which we termed immunogenic cell death (ICD). Thereby, dying cells can act as therapeutic vaccine against residual cancer cells that overcame the initial treatment.ICD is characterized by three major hallmarks: a pre-mortem stress of the endoplasmic reticulum (ER), which triggers the translocation of the ER chaperone protein called calreticulin (CRT) to the cell surface, the secretion of ATP from apoptotic cells, which acts as a signal for the recruitment of dendritic cells and for the activation of the NLRP3 inflammasome via its receptor P2RX7, and the release of HMGB1 into the extracellular space, allowing it to interact with TLR4 and thus stimulate the antigen-presenting functions of the DCs.The first part of my work focused on the precise molecular mechanisms by which ATP is actively secreted during ICD. Using a large panel of techniques, including chemical compounds screens and monitoring the subcellular localization of ATP, we showed that following treatment of various tumor cells with ICD inducers, ATP is redistributed from lysosomes to autolysosomes and the lysosomal protein LAMP1 is required for active ATP secretion. We also showed that Rho and pannexin 1 (PANX1) are indispensable for efficient ATP release in response to ICD inducers. Surprisingly, we observed an unexpected link between PANX1 and the exposure of LAMP1 at the cell surface. These results will help to understand the mechanisms necessary for ATP secretion during ICD.In the second part of this work we further studied the surface exposure of CRT during ICD. We observed that mitoxantrone (MTX), which belongs to the group of anthracyclines, can induce a peripheral relocalisation of CRT, both in human cells and yeast cells. In addition, we showed that pheromones can act as a physiological inducer of CRT translocation in yeast. Focused siRNA screening combined with transcriptome analyses revealed that human CXCL8 (also called interleukin-8) and its mouse ortholog Cxcl2 play an essential role in the translocation of CRT to the cell surface. Interestingly, MTX-treated human cancer cells displayed an elevated production of CXCL8 in vitro. These results were confirmed in vivo, with MTX treated murine tumors, which also displayed elevated Cxcl2 levels. The MTX-induced CRT exposure was significantly reduced when we performed a knockdown of CXCL8/Cxcl2 receptors. Altogether, these results showed the importance of chemokine signaling circuitries in immunogenic CRT exposure.This work allows for the detailed understanding of the mechanisms of ICD and might thus be useful for further targeted drug development.

Les ligands des récepteurs nucléaires PPAR[gamma] (15-deoxy-[delta]12,14-Prostaglandine J2 (15d-PGJ2) et les thiazolidinediones (TZDs) : troglitazone (TGZ), ciglitazone (CGZ)) exercent un effet antiprolifératif sur les lignées cancéreuses mammaires. Plusieurs études suggèrent que les effets anticancéreux sont liés à des effets PPAR[gamma]-indépendants. Notre travail s?inscrit dans la compréhension de tels mécanismes d?action. Notre étude a montré une induction du facteur de transcription EGR1 (Early Growth Response gene 1) par certains ligands de PPAR[gamma] (TGZ, CGZ, 15d-PGJ2 et [delta]2-TGZ (agoniste inactif de PPAR[gamma])) dans les cellules cancéreuses mammaires hormono-dépendantes MCF7. Cet effet est précoce et PPAR[gamma]-indépendant. Il est lié à une libération quasi immédiate de calcium intracellulaire suivie de l?activation des ERK1/2. L?induction d?EGR1 a aussi lieu dans les cellules hormono-indépendantes MDA-MB-231 exposées à la [delta]2-TGZ. Cependant, l?induction d?EGR1 ne joue qu?un rôle partiel dans l?effet antiprolifératif. Les données d?une analyse par puce à ADN ont suggéré l?induction d?un stress du réticulum endoplasmique (RE) dans les cellules MCF7 exposées à la [delta]2-TGZ. Des analyses complémentaires ont confirmé que la [delta]2-TGZ induit un tel stress dans les cellules MCF7 et MDA-MB-231. Cependant, le rôle du stress du RE dans l?effet antiprolifératif de la [delta]2-TGZ reste à déterminer. Nous avons enfin testé l?hypothèse d?un lien entre EGR1 et stress du RE. En effet, EGR1 est aussi induit précocement par d?autres inducteurs de stress du RE. Les diverses situations où l?induction d?EGR1 est inhibée suggèrent une régulation possible de l?expression du facteur de transcription ATF3 par EGR1 / The ligands of PPAR[gamma] nuclear receptors (15-deoxy-[delta]12,14-Prostaglandin J2 (15d-PGJ2) and thiazolidinediones (TZDs) : troglitazone (TGZ), ciglitazone (CGZ)) show antiproliferative effects on breast cancer cell lines. Several studies suggest that the anti-cancer effects are PPAR[gamma]-independent. Our work is focused on the comprehension of such mechanisms of action. Our study has shown the induction of the transcription factor EGR1 (Early Growth Response gene 1) by some PPAR[gamma] ligands (TGZ, CGZ, 15d-PGJ2, and [delta]2-TGZ (PPAR[gamma] inactive agonist)) in the hormone-dependent breast cancer cells MCF7. This early effect is PPAR[gamma]-independent. It is associated with the almost immediate release of intracellular calcium followed by the activation of ERK1/2. EGR1 induction also occurs in the hormone-independent breast cancer cells MDA-MB-231 treated with [delta]2-TGZ. However, EGR1 induction plays only a partial role in the antiproliferative effect. Data analysis of DNA array has suggested the induction of an endoplasmic reticulum stress (ER) in MCF7 cells treated with [delta]2-TGZ. Complementary data have confirmed this result in MCF7 cells and in MDA-MB-231 cells. However, the role of ER stress in the antiproliferative effect is still to be determined. Finally, we have tested the hypothesis of a link between EGR1 and ER stress. Indeed, EGR1 is also early induced by other ER stress inductors. Diverse conditions where EGR1 is inhibited suggest a possible regulation of ATF3 expression by EGR1

Une carence en donneurs de méthyle (CDM) est fréquente dans les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI) et induit un stress du réticulum endoplasmique (RE). La désacétylase SIRT1 (Sirtuine 1) régule la réponse cellulaire suite à un stress nutritionnel par le biais d’un stress du RE. Nous avons étudié pour la première fois l’impact d’une CDM sur le stress du RE et les effets de l'activation de SIRT1 dans un modèle expérimental de colite chez le rat. Pour restaurer l’homéostasie du réticulum endoplasmique, la cellule met en place la réponse UPR « Unfolded Protein Response ».Les quantités de formes actives des acteurs de l’UPR (effecteurs et régulateurs), ainsi que du facteur de transcription (HSF1) et SIRT1 ont été étudiés par western blot, immunoprécipitation et RT-qPCR sur des tissus coliques (rats et humains) et sur des lysats cellulaires. Les effets de l'activation de SIRT1 ont été étudiés in vitro et in vivo. Une CDM aggrave la colite induite par le DSS cliniquement, endoscopiquement et histologiquement. Une CDM induit un stress du RE en augmentant le niveau d’expression des formes active des acteurs de l’UPR : p-PERK, p-eIF-2a, p-IRE-1a, ATF6, XBP1-S et l’ARNm d’ATF4. Ceci est accompagné d’une diminution dramatique du niveau d’expression des protéines chaperonnes, d’une réduction du niveau d'expression de SIRT1 et d’une hyperacétylation de HSF1. L’ajout de la vitamine B12, de la S-Adénosine Methionine (SAM), ou un activateur de SIRT1 (SRT1720) réduit l'UPR in vitro. L’immunohistochimie a montré une diminution de l’expression de SIRT1 dans l'épithélium du côlon de patients atteints de MICI. Chez le rat, l’activation de SIRT1 prévient la colite en réduisant le niveau acétylé de HSF1 et en augmentant le niveau d’expression des molécules chaperonnes. L'activation de SIRT1 prévient la colite en réduisant le stress du RE causé par la CDM. Ces résultats suggèrent que SIRT1 pourrait être une cible thérapeutique dans les MICI où les CDM sont fréquentes / Methyl donor deficiency (MDD) aggravates experimental colitis in rats and decreases SIRT1 activity in cell models. Endoplasmic reticulum (ER) stress plays a key role in inflammatory bowel disease (IBD) pathogenesis. We investigated whether the influence of MDD on colitis resulted from an ER stress response triggered by decreased SIRT1 expression. The Unfolded protein response (UPR), chaperone proteins, heat-shock factor protein 1 (HSF1) and SIRT1 were examined in rats with MDD and dextran sulfate sodium (DSS)- induced colitis, in a Caco-2 cell model with stable expression of transcobalamin-oleosin chimera (TO), which impairs cellular availability of vitamin B12, and in human IBD. The effects of SIRT1 activation were studied both in vitro and in vivo. MDD aggravated DSS-induced colitis clinically, endoscopically and histologically. MDD activated ER stress pathways, with increased p-PERK, p-eiF-2a, p-IRE-1a, ATF6, XBP1-S protein and ATF4 mRNA expression levels in rats. This was accompanied by reduced SIRT1 expression level and greater acetylation of HSF1, in relation with a dramatic decrease of chaperons (BIP, HSP27 and HSP90). Adding either vitamin B12, Sadenosylmethionine, or a SIRT1 activator (SRT1720) reduced the UPR in vitro. In rats, SIRT1 activation by SRT1720 prevented colitis by reducing acetylation of HSF1 and increasing the expression of BIP, HSP27 and HSP90. Immunohistochemistry showed impaired expression of SIRT1 in the colonic epithelium of IBD patients. SIRT1 is a master regulator of ER stress and severity of experimental colitis in case of MDD. It could deserve further interest as a therapeutic target of IBD

Les mitochondries et le réticulum endoplasmique (RE) interagissent au niveau de points de contacts appelés « Mitochondria-Associated ER Membranes » (MAM), afin d'échanger du Ca2+ via le complexe TP3Rl/Grp75/VDACl et maintenir l'homéostasie énergétique. Bien que des dysfonctions mitochondriales, un stress du RE et des altérations de l'homéostasie du Ca2+ participent au développement de l'insulino-résistance, on ne sait pas si ce sont des facteurs indépendants ou s'ils sont inter-reliés par une altération des MAM. Mes travaux de thèse ont permis de mettre en évidence un nouveau rôle des MAM dans l'insulino-résistance hépatique. J'ai mis au point et validé la technique d'in situ PLA pour visualiser et quantifier les interactions mitochondrie-RE dans les cellules. J'ai montré que l'intégrité des MAM était nécessaire pour la signalisation de l'insuline dans le foie, et qu'un défaut d'intégrité des MAM était impliqué dans l'insulino-résistance hépatique. Des données préliminaires suggèrent qu'une altération des MAM est également associée à l'insulino-résistance musculaire. J'ai ensuite mis en évidence la présence de la protéine kinase B, une protéine clé de la signalisation de l'insuline, dans les MAM, et démontré que sa phosphorylation par l'insuline est altérée dans cette fraction dans le foie de souris diabétique. Enfin, j'ai participé à la mise en évidence l) de la présence de la cyclophilin D à l'interface des MAM régulant les échanges calciques entre les deux organites dans les cardiomyocytes et les hépatocytes, et 2) d'une régulation des MAM par le glucose dans le foie qui permet un contrôle de la dynamique et de la fonction mitochondriale au cours des transitions nutritionnelles. Par conséquent, mes travaux ont permis d'améliorer les connaissances actuelles sur les partenaires, la fonction et la régulation des MAM et de dévoiler les MAM comme une nouvelle cible pour moduler la signalisation de l'insuline et le métabolisme hépatique / Mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes (MAM) are functional domains between both organelles involved in Ca2+ exchange, through the voltage-dependent anion channel (VDAC)-1/glucose regulated protein 75 (Grp75)/inositol 1,4,5-triphosphate receptor (TP3R)-1 complex, and regulating energy metabolism. Whereas mitochondrial dysfunction, ER stress, and altered Ca2+ homeostasis are associated with altered insulin signalling, the implication of MAM dysfunctions in insulin resistance is unknown. During my PhD, my work has underlined a new role of MAM in hepatic insulin- resistance. T have developed a quantitative method called in situ Proximity Ligation Assay to visualise and quantify the interactions between ER and mitochondria. T have shown that MAM integrity is required for insulin signalling and that disruption of MAM is implicated in hepatic insulin resistance. Preliminary data also suggest that MAM alterations are also associated with muscle insulin resistance. T have also identified the presence of the protein kinase B (PKB), a key protein involved in metabolic effects of insulin, at the MAM interface, and demonstrated that its phosphorylation by insulin is altered in this fraction in liver of diabetic mice. Lastly, T have also participated to the identification of: 1) the presence of cyclophilin D (CypD) at MAM interface which regulates calcium transfer from ER to mitochondria in both cardiomyocytes and hepatocytes, and 2) a regulation of MAM by glucose in liver, which is involved in the regulation of mitochondria dynamics and function during nutritional transitions. Consequently, my work improved the knowledge on the composition, function and regulation of MAM, and highlighted MAM as a potential new target for the modulation of hepatic insulin action and metabolism

Les maladies rénales ont un impact socio-économique majeur sur la santé publique nécessitant le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques. Le Récepteur à Domaine Discoïdine de type 1 (DDR1) est un récepteur non-intégrine des collagènes, à activité tyrosine-kinase. Son expression anormale est un facteur clé de la pathologie rénale qui promeut le développement de l’inflammation et de la fibrose.Ces travaux de thèse nous ont permis de démontrer que l'inhibition de DDR1 freinait la progression des maladies rénales dans trois modèles, dont l'un d'évolution aiguë, l'ischémie-reperfusion (I/R). Après I/R, les cellules épithéliales tubulaires proximales (CETP) exprimaient anormalement DDR1 et l'inhibition de ce récepteur empêchait l'acquisition d'un phénotype pro-inflammatoire par ce type cellulaire. Nous avons démontré in vitro que le stress du réticulum endoplasmique (RE), secondaire à l'hypoxie, était responsable de l'induction de DDR1, via l'activation du facteur de transcription CHOP. De plus, le profil d'expression de DDR1 dans des biopsies de patients transplantés était similaire à celui obtenu dans l'I/R expérimentale.Enfin, les résultats préliminaires obtenus dans un nouveau modèle de souris triples transgéniques ont montré l'installation d'une inflammation et d'une fibrose rénales secondaires à la surexpression génétiquement définie de DDR1 durant 4 semaines dans les cellules épithéliales tubulaires.En conclusion, nos résultats suggèrent que la surexpression de DDR1 joue un rôle délétère dans les néphropathies chroniques et aiguës, ce qui renforce l’intérêt du développement d’inhibiteurs spécifiques de DDR1 capables de bloquer la fonction de ce récepteur. / Renal diseases lead to severe long-term complications of kidney function and only few preventive and therapeutic options exist. Discoidin Domain Receptor 1 (DDR1) is a non-integrin collagen receptor expressed in several cell types within the kidney. Its abnormal expression has a deleterious role in experimental chronic kidney diseases (CKD) by promoting renal inflammation and fibrosis.The inhibition of DDR1 stopped the progression of renal disease in two models of experimental CKD and protected renal function and structure in a model of acute kidney disease, ischemia-reperfusion (I/R). DDR1 expression was strongly induced in proximal epithelial tubular cells (PETCs) after I/R. Moreover, isolated PETCs from DDR1 heterozygous mice after I/R did not acquire the pro-inflammatory phenotype displayed by PETCs from WT mice. Endoplasmic reticulum (ER) stress was responsible for DDR1 pathological expression in hypoxic PETCs after I/R through the activation of CHOP transcription factor. Interestingly, biopsies of transplant patients with prolonged ischemia during transplantation had a very similar expression profile of DDR1 in proximal tubules as in experimental I/R.Finally, DDR1 overexpression in epithelial tubular cells for four weeks, in a new conditional transgenic mouse model, led to the development of renal inflammation and fibrosis.To conclude, our results suggest that the genetically-induced or the pathological overexpression of DDR1 promotes renal inflammation and fibrosis. Thus, targeting DDR1 can be a promising strategy in the treatment of renal diseases.