L'acroléine est un aldéhyde α,β-insaturé, très électrophile, auquel l'être humain est exposé dans plusieurs situations. Ce composé toxique est un polluant environnemental qui est principalement présent dans les produits de la combustion de la matière organique tels que la fumée de cigarette, les gaz d'échappement et les vapeurs des huiles de cuisson. De façon endogène, l'acroléine est produite lors d'un stress oxydatif et d'une inflammation ce qui suggère qu'elle est impliquée dans plusieurs pathologies telles que les maladies neurodégénératives, respiratoires et l'insuffisance rénale. L'acroléine réagit rapidement avec plusieurs sites nucléophiles de la cellule et forme ainsi des adduits au niveau de l'ADN et des protéines et favorise la peroxydation des lipides. La réaction de l'acroléine avec le glutathion ainsi que les cystéines de plusieurs enzymes résulte en une perturbation de la balance d'oxydoréduction de la cellule ce qui perturbe plusieurs voies de signalisation cellulaire dont la voie apoptotique. L'implication de l'acroléine dans la mort cellulaire a été démontrée dans les études précédentes sans pour autant détailler les mécanismes moléculaires dans les cellules pulmonaires A549. Le but de ce travail est d'étudier l'implication du réticulum endoplasmique (RE) dans la transduction du signal apoptotique induit par l'acroléine (25-200 µM) dans les cellules d'adénocarcinome humain A549. Notre étude montre que l'acroléine (25-200 µM) induit la réponse apoptotique des cellules A549. Plus précisément, l'acroléine cause un stress du RE et induit ainsi la réponse aux protéines à conformations anormales (UPR) qui se traduit par la phosphorylation des kinases PERK et IRE1α ainsi que par le clivage de l'ATF6α. Cependant l'activation de la réponse UPR n'a pas induit l'expression de Bip. De plus, la réponse UPR, induite par un traitement de 2h avec l'acroléine, n'est pas en mesure d'exercer son effet de survie ce qui résulte en l'initiation de la voie pro-apoptogène. Nos résultats indiquent que l'apoptose induite par l'acroléine implique l'induction du facteur de transcription CHOP, l'augmentation du taux de calcium libre intracellulaire qui est responsable de l'activation des calpaïnes qui à leur tour sont impliquées dans l'activation des caspases 12 et 4. Nous avons également montré que le chélateur de calcium BAPTA-AM ainsi que l'inhibiteur des calpaïnes protègent les cellules A549 contre l'apoptose induite par l'acroléine. Toutefois, les inhibiteurs des caspases 12 et 4 n'ont pas montré un effet significatif. Dans le cas de la caspase 4, son inhibition cause une inhibition partielle (non significative) de l'apoptose. Ceci peut suggérer l'implication d'autres voies dans la transduction du signal apoptotique induit par l'acroléine dans les cellules pulmonaires A549. Nos observations suggèrent que le processus apoptotique induit par l'acroléine peut être médié par la voie du RE mais n'implique pas nécessairement l'activation des caspases 12 et 4. Cette étude révèle de nouveaux aspects sur les mécanismes de toxicité de l'acroléine. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Acroléine, Apoptose, Caspase, Réticulum endoplasmique.

La biologie des sites de contact entre organelles est une nouvelle branche de la biologie cellulaire qui étudie comment les organelles coopèrent ensemble pour coordonner des activités cellulaires complexes. Le premier contact de ce type à être décrit de manière fonctionnelle est celui qui est formé par le réticulum endoplasmique lisse (RE) et la mitochondrie, la MAM (Mitochondria-Associated ER Membrane). La MAM coordonne en effet les échanges de phospholipides et de calcium entre ces deux organelles. Cependant, on ignore si les mitochondries peuvent également former des contacts fonctionnels avec d'autres types de RE. Pour combler ce manque de connaissances, j'ai contribué, dans ma thèse, à étudier pour la première fois l'organisation morphologique et la fonction du contact entre l'ER brut et les mitochondries. Grâce à l'utilisation de la microscopie électronique (EM) et de la tomographie 3D, j'ai contribué à découvrir l'existence d'un nouveau type d'ER brut, que nous avons appelé wrappER, qui enveloppe étroitement les mitochondries dans les hépatocytes hépatiques de la souris. Sa caractérisation biochimique a révélé la présence de protéines et de transcrits impliqués dans la biogenèse des lipoprotéines de très basse densité (VLDL). De plus, mes études ont permis d'établir que la protéine Rrbp1 sert à lier les deux organelles et de découvrir que sa dérégulation dans le foie de la souris est caractérisée par une augmentation de la distance entre la mitochondrie et le wrappER ainsi qu'une diminution du taux de sécrétion des VLDL. Sur la base de ces résultats, nous avons proposé que les contacts wrappER-mitochondrie participent à l'homéostasie des lipides en régulant le taux de sécrétion des VLDL. / The biology of inter-organelle contact sites is a new branch of cell biology that studies how organelles cooperate together to coordinate complex cellular activities. The first contact of this type to be functionally described was that that is formed by the smooth endoplasmic reticulum (ER) and the mitochondrion, the MAM (Mitochondria-Associated ER Membrane). The MAM indeed coordinates phospholipid and calcium exchanges between these two organelles. However, whether mitochondria can also form functionally competent contacts with other types of ER remains unknown. To fill this gap of knowledge, in my thesis I contributed to investigate for the first time the morphological organization and the function of the contact between the rough-ER and the mitochondria. Through the use of electron microscopy (EM) and 3D tomography, I have contributed to discover the existence a new type of rough-ER, which we called wrappER, that closely wraps the mitochondria in the liver hepatocytes of the mouse. Its biochemical characterization revealed the presence of proteins and transcripts involved in the biogenesis of the very low-density lipoproteins (VLDL). Furthermore, my studies have helped establish that the Rrbp1 protein serves to tether between the two organelles and discovered that its down-regulation in the mouse liver is characterized by an increase in the distance between mitochondrion and wrappER as well as to a decrease in the secretion rate of VLDL. Based on these results, we have proposed that wrappER-mitochondrion contacts participate in lipid homeostasis by regulating the rate of VLDL secretion.

AlbZIP (Androgen-Induced bZIP) est un facteur de transcription appartenant à la famille ATF/CREB et particulièrement à la sous-famille CREB3. Les protéines de cette sous-famille possèdent un domaine bZIP qui est composé d'une région basique permettant la liaison avec les éléments de réponses sur l'ADN des gènes cibles et d'une glissière de leucine, nécessaire pour la formation des homo ou hétérodimères. En plus de l'homologie observée entre leurs domaines bZIP, les membres de cette sous-famille sont impliqués dans le stress du reticulum endoplasmique (RE). La protéine AlbZIP est localisée au niveau du reticulum endoplasmique et est surexprimée au niveau des cellules cancéreuses prostatiques comparativement aux cellules saines. Plusieurs expériences réalisées au sein de notre laboratoire montrent qu'elle est régulée par le mécanisme RIP (Regulated Intramembrane Proteolysis). Sous sa forme active, elle est transloquée vers le noyau où elle va réguler l'expression de ses gènes cibles. L'objectif de cette étude est d'identifier les protéines qui interagissent avec AlbZIP pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans son activation, dans le but de déterminer son rôle dans le stress du RE et son implication dans le cancer de la prostate. Au cours de mon projet de maîtrise, j'ai pu identifier des partenaires de la forme pleine longueur d'AlbZIP, qui pourraient être impliquées dans la régulation de son activation et/ou dans son mécanisme d'action. En parallèle à ce projet, j'ai réalisé certaines expériences incluses dans les articles annexés au mémoire. Dans le premier article, j'ai démontré l'interaction de facteurs de transcription de la sous-famille de CREB3 avec le dominât négatif dirigé contre AlbZIP, AZM15N (conçu par une collègue). Dans le deuxième, j'ai démontré par immunoprecipitation de chromatine la liaison des protéines WDR5 et AlbZIP à des éléments de réponse du promoteur du gène CREB3.

Androgen-induced bZIP (AlbZIP) a été identifié au début des années 2000 dans le cadre d'une étude visant à identifier des gènes régulés par les androgènes. Chez l'homme, ce facteur est très abondant au niveau de la prostate et présente une expression beaucoup plus importante au niveau des cellules cancéreuses prostatiques. L'analyse de la structure d'AIbZIP a révélé la présence d'un domaine bZIP. Ce domaine constitue la signature de la famille ATF/CREB, d'où l'appartenance d'AIbZIP à cette famille. Durant la dernière décennie, 4 autres membres de la famille ATF/CREB ont été découverts et, avec AlbZIP, ils constituent la sous-famille de CREB3. Au-delà de l'homologie observée entre leurs domaines bZIP, les membres de cette sous-famille sont impliqués dans le stress du reticulum endoplasmique (RE). AlbZIP est une protéine transmembranaire de type II localisée au RE sous sa forme inactive. En effet, la protéine AlbZIP pleine longueur est ancrée à la membrane du reticulum endoplasmique via son domaine transmembranaire et orientée de sorte que son domaine C-terminal se trouve dans la lumière du RE alors que son domaine N-terminal est projeté dans le cytoplasme. Des expériences réalisées par notre équipe ont montré qu'AlbZIP est régulée par le mécanisme RIP. En effet, suite à l'altération des concentrations calciques, nous observons la migration de la forme pleine longueur d'AIbZIP vers l'appareil de golgi où elle va subir un clivage protéolytique par les proteases SIP et S2P. La forme active libérée migre au noyau où elle va réguler l'expression de ses gènes cible via les éléments de réponse UPRE et ERSEII. Lors de mes études doctorales, j'ai tenté de déterminer comment AlbZIP est impliquée dans le stress du RE des cellules prostatiques cancéreuses et quels sont les mécanismes impliqués dans son activation et dans la régulation de ses gènes cibles. Dans un premier temps, j'ai tenté d'inhiber l'activité transcriptionnelle d'AIbZIP. Pour ce faire, j'ai généré et caractérisé un dominant négatif en utilisant l'algorithme développé par Mason et collaborateurs. Ce dominant négatif est capable de lier la forme nucléaire d'AIbZIP de type sauvage, de l'empêcher de lier les éléments de réponse et par conséquent d'inhiber son activité transcriptionnelle. J'ai tenté, dans un deuxième temps, d'identifier les partenaires de la forme pleine longueur d'AIbZIP, quand celle-ci se trouve au RE. Dans le but de mieux comprendre le mécanisme d'action impliqué dans l'activation d'AIbZIP, il était nécessaire de connaître les partenaires d'AIbZIP au RE. Grâce à cette étude, plusieurs protéines ont été identifiées. Ces protéines sont localisées au RE ou à l'appareil de golgi. Elles sont transmembranaires ou solubles et peuvent être impliquées dans la rétention d'AIbZIP au RE ou dans son transport vers les autres organites. Dans un troisième temps, j'ai tenté d'identifier les partenaires de la forme nucléaire d'AIbZIP. WD repeat domain 5 (WDR5) est une des partenaires d'AIbZIP au noyau. WDR5 présente 7 répétitions WD40 formant une structure rigide nécessaire pour les interactions protéine-protéine. De plus, elle est impliquée dans la tri-méthylation de l'histone H3. En réponse au stress du RE déclenché par une depletion des concentrations calciques, AlbZIP est activée par le mécanisme RIP. Une fois au noyau, la forme active d'AIbZIP, sous forme de dimères, recrute WDR5 au niveau de l'ADN. Ce recrutement est nécessaire pour modifier la chromatine, la rendre accessible à la machinerie de la transcription et par conséquent activer l'expression des gènes cibles d'AIbZIP. Ensemble, toutes ces données permetteront de mieux comprendre la régulation d'AIbZIP et la régulation de ses gènes cibles et ainsi cerner son rôle dans la réponse au stress du RE dans les cellules cancéreuses prostatiques humaines.

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

Data in this study show the effects of isoproterenol (ISO), a [bêta]-adrenergic agonist, on the total calcium content of the sarcoplasmic reticulum (SR), denoted [Ca[subscript T]][subscript SR]. Tetramethyl murexide (TMX), a membrane permeable, low affinity Ca[superscript 2+] indicator was used to monitor SR Ca[superscript 2+] content. The fraction of calcium-bound form of TMX in the SR ([f]Ca) is approximately proportional to the concentration of the free Ca[superscript 2+] in the SR ([Ca[superscript 2+]][subscript SR]) which in turn can be used to give [Ca[subscript T]][subscript SR]. Results show that 10 [mu]M ISO increases [Ca[superscript 2+]][subscript SR] by 112% in 30 min. in resting frog skeletal muscle. No significant increase was observed with no Ca[superscript 2+] present in the external solution indicating that ISO caused a Ca[superscript 2+] influx across the surface/T-system membrane. This increase in [Ca[superscript 2+]][subscript SR] occurred with an exponential delay ([tau] = 7.0 min.) and failed to reverse after washing out ISO. These results suggest that ISO stimulates the expression of a channel -permeable to calcium during resting potentials- which would remain active or open even after washing out ISO. These results argue against the involvement of most of voltage-dependent Ca[superscript 2+] channels that are gated by depolarization. Furthermore, we showed that hyperpolarization in ISO further increases Ca[superscript 2+] influx. The increase in rate of influx came on with an exponential delay ([tau] = 1.6 min.), and couldn't be explained simply by the increased driving force for Ca[superscript 2+] or by inward rectification. This delay also argues against the involvement of hyperpolarization-activated channels. The fact that the rate of Ca[superscript 2+] flux did not decrease during hyperpolarization further supports the idea that the Ca[superscript 2+] influx is not due to depolarization-activated Ca[superscript 2+] channel. In the absence of ISO, the level of [f]Ca was the same with and without Ca[superscript 2+] in the external solution, indicative of a lack of Ca[superscript 2+] influx under resting physiological conditions. When the level of [f]Ca was reduced to 30% of the physiological level with 20 mM EGTA, the average value of [f]Ca was the same with or without external Ca[superscript 2+]. These results thereby arguing against the involvement of store operated mechanisms in the regulation of SR Ca[superscript 2+] content in the physiological range. The data show two well distinguished effects when ISO was removed. One is a reversible effect which showed a sudden, transient decrease in SR calcium content (termed"dip"). The"dip" can be described with a single exponential and corresponds with the rate of Ca[superscript 2+] release observed in response to a depolarization to -70 mV. The"dip" appears to require the reversal of the SR calcium pump (SERCA). After the"dip", SR calcium content rose again and reached the same rate as was observed during ISO. This steady rise in SR calcium content appeared to be the other, irreversible effect of ISO. In addition, during the course of ISO stimulation, we observed an increase in myoplasmic pH. One possible explanation could involve the activation of [alpha]-adrenergic receptors by ISO. The receptors activate the PLC-IP3 pathway which, in turn, enhances the Na/H exchanger and thus the removal of H+ ions from the myoplasm. In summary, the data indicate that adrenergic stimulation increases [Ca[subscript T]][subscript SR] in resting fibers by activating Ca[superscript 2+] influx across the surface/T-system membrane and is consistent with the expression of an unknown Ca[superscript 2+] channel. Our results also raise doubts about whether, store-operated mechanisms are involved in fibers depleted to 30% of their normal [Ca[superscript 2+]][subscript SR]. The data also suggest that SERCA is directly enhanced by ISO.

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

Le Réticulum endoplasmique (RE) est le premier compartiment intracellulaire traversé par les protéines sécrétées. Au sein de cet organite, les protéines acquièrent une conformation native, et subissent de nombreuses modifications post-traductionnelles telles que la N-glycosylation ou la formation de ponts disulfures. Dans certaines conditions (stress réducteurs, hypoxie, privation en glucose…) des protéines anormalement conformées s’accumulent au sein du RE ce qui conduit à l’induction de l'Unfolded Protein Response (UPR). Cette réponse va alors tout d’abord induire l’inhibition de la traduction, ce qui limite l’entrée de nouvelles protéines dans le RE. En parallèle, un programme transcriptionnel spécifique conduit à l’augmentation de l’expression de protéines impliquées dans le repliement et la dégradation des protéines accumulées dans la lumière du RE. Cette réponse adaptative intégrée est contrôlée principalement par 3 protéines transmembranaires du RE : PERK (PKR-related ER kinase), ATF6 (Activating transcription factor) et enfin IRE1 (Inositol requiring kinase 1) sur laquelle porte notre étude. Au cours de ma thèse, j’ai tout d’abord participé à une étude démontrant que l’activation des voies de signalisation dépendantes d’IRE1 contribuait à la surexpression du VEGF-A in vitro et régulait l’angiogenèse et la croissance tumorale in vivo dans un modèle de greffe orthotopique de cellules U87 dérivées de gliomes humains. Cette protéine pourrait donc constituer une cible thérapeutique potentielle. Ces résultats nous ont par conséquent amenés à identifier des modulateurs de l’activité de la protéine IRE1. Pour cela nous avons développé un test in vitro permettant d’évaluer l’étape essentielle dans l’activation de la protéine IRE1, sa dimérisation. Ce test nous a permis d’identifier un peptide capable d’interférer dans la formation des dimères de la protéine IRE1, mais aussi et de façon inattendue, d’accroître son activité endoribonucléase in vitro et in vivo. Ainsi, nous proposons que ce peptide interfacial issu du domaine kinase de la protéine IRE1 pourrait promouvoir un changement conformationnel du domaine cytosolique de la protéine entière et par conséquent, potentialiserait de façon significative son activité endoribonucléasique. Ce modulateur identifié pourrait donc représenter un nouvel outil à potentiel thérapeutique utilisable par exemple dans des maladies conformationnelles. / The endoplasmic Reticulum (ER) is the first intracellular compartment encountered by secretory proteins. In this organelle proteins acquire their correct conformation and undergo many post-translational modifications such as N-glycosylation or disulphide bond formation. Under specific environmental conditions (reductive stress, hypoxia, glucose deprivation …), protein folding is perturbed and uncorrectly folded proteins accumulate in the lumen of the ER. This leads to the activation of an adaptive response named the Unfolded Protein Response (UPR). The UPR consists in an attenuation of protein translation and an activation of a specific transcriptional program. This integrated adaptive response is mediated by 3 transmembrane ER resident proteins: PERK (PKR-related ER kinase), ATF6 (Activating transcription Factor) and IRE1 (Inositol requiring kinase 1) and we focused more particularly on IRE1. During my PhD thesis, I participated to a study that demonstrated the role of IRE1 signaling in the regulation of VEGF expression in vitro and tumor growth and angiogenesis in vivo. The latter was carried out using a ortotopic implantation model of human glioma-derived cells. As a consequence IRE1 could certainly constitute a potential therapeutic target. In an attempt to modulate IRE1 activity, we aimed at identifying artificial modulators of its activity. To this end, we designed an in vitro assay capable of monitoring the first essential step in IRE1 activation process, namely its dimerization. This assay allowed us to identify a peptide able to interfere with IRE1 dimer formation, but, unexpectedly, to also increase its RNAse activity in vitro and in vivo. We propose that this interfacial peptide, derived from IRE1 kinase domain could promote a conformational change in IRE1 cytosolic domain and consequently lead to an increase in its enzymatic activity. This modulator could represent a new tool with therapeutic potential that could then be used in protein misfolding diseases for instance.

L'activation chronique du stress du réticulum endoplasmique (RE) est une caractéristique commune à de nombreux cancers. De façon générale, toutes perturbations susceptibles d'induire une altération de l'homéostasie protéique activent un stress du RE. Afin de s'adapter, les cellules mettent en place une réponse nommée UPR pour Unfolded Protein Response. Ce programme d'adaptation est relayé par trois protéines localisées dans la membrane du RE (i) la protéine IRE1 (Inositol Requiring Enzyme 1) (ii) le facteur de transcription ATF6 (Activating Transcription Factor 6) (iii) la protéine kinase PERK (PKR-like Endoplasmic Reticulum Kinase). Parmi ces protéines, IRE1 est la seule à être conservée au cours de l'évolution. Elle possède deux activités enzymatiques, sérine/thréonine kinase et endoribonucléase. Sa cible la plus connue est l'ARNm de XBP1 (X-box Binding Protein 1) qui subit un épissage non conventionnel cytoplasmique conduisant à un décalage de phase. Ainsi, l'ARNm est traduit en un facteur de transcription actif, XBP1s (s,spliced). Le rôle de l'UPR a été particulièrement étudié dans les cancers solides. En revanche, les connaissances actuelles sur le rôle précis du stress du RE en général, et de la voie IRE1/XBP1 en particulier dans hémopathies malignes sont extrêmement parcellaires. Une étude clinique démontre que l'expression de XBP1s est corrélée à un meilleur pronostic chez les patients atteints de leucémies aiguës myéloïdes (LAMs). Cependant aucune étude fonctionnelle ne permet actuellement d'expliquer cette corrélation. Afin d'appréhender le rôle de XBP1, nous avons donc mis en place un modèle d'expression inductible dans des cellules leucémiques. L'étude de ce modèle a permis de mettre en évidence une chimiosensibilité accrue à l'aracytine, la doxorubicine et l'étoposide dans les cellules exprimant XBP1s. Nous avons pu démontrer que l'activation spécifique de la voie XBP1 active une réponse apoptotique et inhibe la croissance tumorale dans un modèle de xénogreffe. De façon à caractériser les mécanismes moléculaires sous-jacents et de mettre en évidence de nouvelles cibles, nous avons réalisé une expérience d'immunoprécipitation de la chromatine suivi d'un séquençage. Nous avons pu ainsi identifier le long ARN non codant MIR22HG, précurseur du microARN 22 comme étant une cible directe de XBP1. De nombreuses cibles caractérisées de ce microARN se classent dans la catégorie des oncogènes. Parmi ces cibles la Sirtuine 1 est surexprimée chez les patients et jouerait un rôle pro-survie dans la réponse aux dommages à l'ADN intervenant ainsi dans la résistance au traitement. Ces résultats suggèrent que le microARN 22 pourrait être un marqueur prédictif de la réponse au traitement dans les LAMs. Dans un second temps, nous avons étudié la régulation de XBP1 par un oncogène majeur, FLT3-ITD (Fms-Like Tyrosine kinase-3 receptor - Internal Tandem Duplication) et mis en évidence un mécanisme de rétrocontrôle inattendu entre ces deux acteurs, suggérant ainsi que l'expression de XBP1 peut être dérégulée dans les LAM. Ainsi l'ensemble de nos résultats permet d'appréhender le rôle et la régulation de XBP1 dans leucémies aiguës myéloïdes et pourrait, à terme, permettre de développer de nouveaux biomarqueurs utiles dans la prise en charge des patients atteints de LAM. / Endoplasmic reticulum stress activation is a common feature of cancer cells. Generally, endoplasmic reticulum (ER) stress is triggered by any situation inducing an accumulation of misfolded proteins in the ER. To cope with these perturbations, cells set off a conserved and adaptive intracellular signaling known as UPR or Unfolded Protein Response. UPR involves the activation of three sensors which are transmembrane proteins of ER (i) IRE1 (Inositol Requiring Enzyme 1), (ii) ATF6 (Activation Transcription Factor 6) and (iii) PERK (PKR-like Endoplasmic Reticulum Kinase). IRE1 is the most conserved branch of the three pathways and signals through two catalytic domains: a kinase and an RNAse L like endoribonucleolytic domains. Its most described target is the mRNA of the transcription factor XBP1 (X-box Binding Protein). IRE1 participates to the non-conventional splicing of XBP1 mRNA (XBP1s,spliced) leading to a frameshift and the expression of a potent transcription activator. In solid tumors, the implication of ER stress has been well characterized; however, the current knowledge on the precise role of the UPR in hematological malignancies, notably in leukemia, is extremely poor. A clinical study conducted by Schardt et al. highlighted a correlation between XPB1s activation and a favorable prognosis in acute myeloid leukemia (AML). Firstly, in order to decipher on the role of XBP1, we set up a model enabling the inducible expression of XBP1s in leukemic cells. In this model, XBP1s expression potentiates the effect of chemotherapeutic treatments, aracytine, doxorubicin and etoposide. We also report that XBP1s expression induces apoptosis and inhibits tumor growth in xenograft model. In order to characterize molecular mechanism and new targets, we perform a chromatin immunoprecipitation followed by sequencing. We thus identify the long non-coding MIR22HG, precursor of the microRNA 22 as a direct XBP1 target gene. Many miR-22 targets are classified as oncogenes. Among these targets, Sirtuin 1 is overexpressed in AML patients and could act as a pro-survival factor upon DNA damages, causing drug resistance. These results suggest that miR-22 could be a potent chemotherapeutic response biomarker in AML patients. Secondly, we study XBP1 regulation by the major AML oncogene FLT3-ITD (Fms-Like Tyrosine kinase-3 receptor - Internal Tandem Duplication) and highlight an unexpected feedback mechanism suggesting that XBP1 expression could be deregulated in AML. Taken together these results enable a better understanding of the role and regulation of XBP1 in acute myeloid leukemia and could, in the longer term, enable the development of new useful biomarkers in the management of patients.

Les bactéries intracellulaires Wolbachia ont développé une vaste gamme d’interactions symbiotiques, du parasitisme reproductif au mutualisme chez les arthropodes terrestres et les nématodes filaires, devenant ainsi les endosymbiotes les plus répandus sur terre. Bien qu’elles se développent lentement dans les cultures cellulaires d’insectes pour lesquelles les marqueurs sont limités et qu’elles ne sont génétiquement pas manipulables, il existe un intéret croissant de déchiffrer leur mode de vie intracellulaire pour 2 raisons. Premièrement, Wolbachia intervient dans le développement et la transmission des arbovirus et deuxièmement, les filarioses lymphatiques sont traitables grâce à la susceptibilité des Wolbachia qui infectent les nématodes filaires aux antibiotiques. Au début de ce projet, j’ai infecté 2 lignées cellulaires de Drosophila melanogaster qui sont transcriptomiquement divergentes par une même souche de Wolbachia pouvant naturellement infecter Drosophila melanogaster. J’ai utilisé ces 2 lignées cellulaires qui sont différentiellement permissive à l’infection pour explorer l’interaction de Wolbachia avec le réticulum endoplasmique. Les observations par microscopie à fluorescence en temps réel et par microscopie électronique prouvent que cet organite est une source de membranes pour Wolbachia et possiblement, une source de nutriments. Pourtant, les analyses d’expression génique et les approches d’immunofluorescence démontrent que Wolbachia n’induit ni un stress au niveau du réticulum endoplasmique ni une protéolyse via la voie de signalisation ERAD suggérant dès lors, que Wolbachia subvertissent d’autres mécanismes pour assurer leur besoin en acides aminés. Au cours de ce projet, j’ai commencé à mettre en place une technique pour transformer Wolbachia par biolistique. La validation de cette technique de transformation a ouvert la voie vers l’optimisation de la procédure de sélection des transformants pour enfin pouvoir génétiquement manipuler Wolbachia. / The intracellular bacteria Wolbachia have developed a wide range of symbiotic interactions, from being opportunistic reproductive parasites to mutualists with terrestrial arthropods and filarial nematode species, making them the most common endosymbionts on earth. The discovery that they interfere with arboviruses development and transmission by mosquito vectors and that filarial diseases can be cured by targeting Wolbachia, have created a strong interest in deciphering the mechanisms underlying their intracellular lifestyle. However, being obligate intracellular endosymbionts, Wolbachia remain genetically intractable. They grow slowly in insect cell cultures, for which markers are limited. Despite these obstacles, and to limit cell line-specific phenotypes, I chose to infect 2 Drosophila melanogaster cell lines presenting different sets of expressed genes, with a unique Wolbachia strain, naturally hosted by Drosophila melanogaster. Using these 2 cell lines that are differently permissive to the infection, I explored the interaction of Wolbachia with the endoplasmic reticulum (ER). Through fluorescence time-lapse confocal and electron microscopy observations, I provide strong evidence that this organelle is the source of membrane for Wolbachia, and possibly a source of nutrients. However, gene expression analyses and immunofluorescence approaches demonstrate that Wolbachia do not induce ER stress nor an increased ERAD- induced proteolysis, suggesting; unlike previously reported, that Wolbachia salvage amino acids by other subversion mechanisms. Additionally, I pioneered biolistic bombardement of Wolbachia-infected cells and the validation of this transformation technique has paved the way towards optimization of transformant selection steps and ultimately to the genetic engineering of Wolbachia.