Le Neuropeptide FF (FLFQPQRFa, NPFF) est un neurotransmetteur peptidique, caractérisé par son activité pharmacologique anti-opioïde. Ce peptide active deux récepteurs couplés aux protéines G, NPFF1 et NPFF2. De nombreuses données suggèrent que le NPFF module l'activité opioïde par un effet direct sur les récepteurs opioïdes situés sur les mêmes neurones plutôt que via un effet indirect dû à une modification d'un circuit neuronal. Néanmoins, les mécanismes moléculaires sous-jacents de ce cross-talk entre les récepteurs sont encore mal compris. Ce travail est composé de deux parties principales : 1) les mécanismes anti-opioïdes médiés par les récepteurs du Neuropeptide FF. Nous avons testé les activités directes et anti-opioïdes des récepteurs NPFF sur les canaux calciques voltage-dépendants activés par dépolarisation sur des neurones du noyau raphé dorsal (DRN) de souris. Le récepteurs NPFF dans ces neurones sont préférentiellement couplés aux protéines G de type Gi/o. Les effets directs et anti-opioïdes induits par les récepteurs NPFF interviennent dans des gammes de concentration différentes indiquant que l'activité anti-opioïde spécifique n'est pas une conséquence directe de leur activité sur les canaux calciques. De plus, nous avons comparé ces interactions entre récepteurs NPFF et NOP (nociception, N/OFQ) observés sur des neurones dissociés de souris avec celles observés sur une lignée cellulaire de neuroblastome humain, SH-SY5Y. Les données obtenues en imagerie calcique et dans le test de stimulation de liaison du [35S]GTPyS aux protéines G, montrent un rôle potentiel important des radeaux membrane/lipides (rafts), qui agirait comme une plateforme de signalisation dans les effets du NPFF. 2) le rôle du Neuropeptide FF dans la dépression. Afin de tester le rôle potentiel pharmacologique du NPFF dans la dépression, des injections locales du 1DMe, un analogue du NPFF, ont été réalisées dans le DRN de souris. Nous avons observé une forte activité de cet analogue dans le test de suspension de la queue test et dans le "splash test", comme respectivement une diminution des temps d'immobilité et une augmentation du temps de toilettage. Du fait de l'existence d'un fort effet antidépressif des antagonistes des récepteurs NOP après injection dans le DRN et de l'effet cellulaire anti-N/OFQ du NPFF que nous avons démontré, il est plausible d'envisager que le NPFF possède un effet antidépressif via son action anti-opioïde sur les récepteurs nociceptine. / Neuropeptide FF (FLFQPQRFa, NPFF) is considered as a potent opioid-modulating peptide. It exhibits the opioid-modulation effect by activating two G protein-coupled receptors, NPFF1 and NPFF2. Several observations suggest that the anti-opioid effect of NPFF is more likely mediated by a cross-talk between NPFF and opioid receptors in the same neuron rather than an indirect effect due to a neuronal circuitry. Nevertheless, the precise molecular mechanisms underlying the cross-talk between both receptors remain need to be investigated. This work is composed of two main parts : 1) Neuropeptide FF receptors and the molecular mechanisms of their anti-opioid effect. We tested both direct and anti-opioid activities of NPFF receptors on Ca2+ transient induced by depolarization in mouse dorsal raphe nucleus (DRN) neurons. The NPFF receptor preferentially coupled with Gi/o proteins, which induced the direct activity. Different threshold to observe the direct and anti-opioid effect of NPFF suggested that the specific anti-opioid activity of NPFF receptors was not a direct consequence of their activity on Ca2+ transients. Furthermore, we studied the molecular mechanisms underlying the cross-talk between NPFF and NOP (Nociceptin/Orphanin FQ, N/OFQ) receptors in mouse DRN neurons and SH-SY5Y human neuroblastoma cells. Data from Ca2+ imaging, [35S]GTPyS binding assay and western blot indicated that cholesterol-rich lipid rafts, which acted as a "platform", were involved in NPFF anti-N/OFQ effect, and the siRNA interference data showed that GRK2 protein mediated this process. 2) The potential role of Neuropeptide FF in anti-depressant response. In order to test the potential role of Neuropeptide FF in anti-depression, the NPFF analogue 1DMe was locally injected into mouse DRN. We observed a decrease of immobility time and an increase of grooming time, in tail suspension test and splash test, respectively, after 1DMe treatment. RF9, the specific antagonist of NPFF receptors, reversed the anti-depression effect of 1DMe. Referencing the strong anti-depression effect of NOP receptor antagonists after DRN injection and the cellular anti-N/OFQ activity of NPFF receptors in this nucleus, the hypothesis that the anti-depression effect of NPFF may due to its cellular anti-N/OFQ activity is interesting to be further verified.

L'intégrité de l'endothelium vasculaire est maintenue par des structures d'adhérence jonctionelle, notamment les jonctions adhérentes, dont la VE-cadhérine est le constituant majeur. Cette cadhérine est exclusivement exprimée dans les cellules endothéliales et joue un rôle clé au cours de la formation du plexus vasculaire. Les cellules endothéliales expriment également une autre cadhérine : la N-cadhérine. Bien que possédant une forte homologie structurale avec la VE-cadhérine, celle-ci possède une localisation subcellulaire originale pour une cadhérine classique puisqu'elle est localisée de manière diffuse au niveau de la membrane. Dans le développement vasculaire, elle pourrait ainsi permettre le recrutement des cellules murales par l'endothelium conduisant à la stabilisation du vaisseau. Mon travail de thèse a été d'analyser les propriétés différentielles de ces deux cadhérines dans la cellule endothéliale ainsi que le mécanisme d'exclusion jonctionelle de la N-cadhérine. Nous avons montré que la VE- et la N-cadhérine interagissent similairement à l'- et à la -caténine mais à l'inverse, p120 caténine lie préférentiellement la VE-cadhérine. Cette propriété confère à la VE-cadhérine la capacité d'exclure la N-cadhérine de la jonction interendothéliale. D'autre part, nous avons montré qu'une petite proportion de la VE-cadhérine est enchâssée dans des microdomaines riches en cholestérol : les radeaux lipidiques, à laquelle p120 est très fortement associée. Cette fraction pourrait représenter un pool de VE-cadhérine assurant la stabilité de la jonction et le maintien de la force cohésive entre cellules endothéliales. Nous avons également montré dans un modèle de différenciation cellulaire dérivé des cellules ES murines (embryonic stem cell), que l'expression de la VE-cadhérine était nécessaire à l'expression d'autres gènes endothéliaux : PECAM, Flk-1 et Tie-1. La VE-cadhérine exercerait un contrôle transcriptionel de l'expression de ces gènes mais le mécanisme exact de régulation n'a pas pu être décrypté. L'ensemble de ce travail permet donc de montrer un autre visage de la VE-cadhérine dans la biologie de l'endothelium qui serait de réguler des protéines-clé de l'endothelium.

Les échanges entre les cellules tumorales et le microenvironnement jouent un rôle essentiel dans le développement des tumeurs. Dans ce contexte, la nouvelle famille de métalloprotéases, les protéines ADAM, constituent aujourd’hui des régulateurs majeurs de la progression tumorale en agissant sur la biodisponibilité des médiateurs de la communication cellulaire que sont les cytokines, chimiokines et facteurs de croissance. Au sein de cette famille, ADAM12 est la plus associée au cancer. Elle possède la particularité de jouer un rôle dans la signalisation cellulaire, de façon indépendante de son activité métalloprotéase, notamment dans les voies de signalisation du TGFβ. Notre étude montre pour la première fois un rôle pour la forme membranaire d'ADAM12 dans l'induction de la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT), un processus essentiel à l'invasion tumorale dont le TGFβ est un inducteur majeur. Cet effet est médié par l'activation des voies de signalisation du TGFβ, impliquant les protéines SMAD3, AKT et ERK et requiert le domaine cytoplasmique d'ADAM12L mais pas son domaine catalytique. L'activation de ces voies de signalisation pourrait impliquer une relocalisation d'ADAM12L au sein de plates-formes de signalisation dans les radeaux lipidiques. Par ailleurs, nous avons montré qu'ADAM12L interagit avec les protéines ZO-1 et ZO-2, des protéines des jonctions serrées, et pourrait favoriser leur désassemblage au cours de l'EMT. Nos travaux ont permis de mettre en évidence une nouvelle fonction pour ADAM12L dans l'EMT, par un mécanisme impliquant une modulation des signaux régulant ce processus. Une meilleure compréhension de la dynamique de ces mécanismes moléculaires pourrait permettre de développer de nouvelles thérapies ciblées pour lutter contre la progression tumorale. / Communication between tumoral cells and the microenvironnement plays an essential role in the developpement of tumors. In that context, the new family of metalloproteases, the ADAM proteins, are major regulators of the tumoral progression by acting on the bioavaibility of importants mediators of cellular communication as cytokines and growth factors. Among this family, ADAM12 is the most associated with cancer. It has been shown to mediate signaling pathways by a process independant of its metalloproteasis activity, in particular for TGFβ signaling. This study show for the first time a role for the membrane form of ADAM12 in the induction of epithelial to mesenchymal transition (EMT), a essential process involved in tumor invasion, whom TGFβ is a main inducer. This effect is mediated by the activation of TGFβ signaling pathways, SMAD3, AKT and ERK and require the cytoplasmic tail of ADAM12L but not its catalytic activity. Activation of these pathways could involve a relocalisation of ADAM12L in special signaling platform in lipid rafts. Moreover, we have shown that ADAM12L interact with ZO-1 and ZO-2, two proteins of tight junctions, and could facilitate their desassembling during EMT. This work underscore for the first time a new function of ADAM12L in EMT, by a mecanism invovlving a modulation of signals regulating this process. A better understanding of the dynamic of these molecular mecanisms could allow the developpement of new targeted therapies to fight against tumoral progression.

Les Rémorines (REM) du groupe 1 sont des protéines spécifiques du monde végétale. Malgré leur caractère hydrophile elles sont localisées à la membrane plasmique. La phosphorylation des REM serait potentiellement impliquée dans la signalisation précoce et la défense des végétaux contre les pathogènes. Benschop et al. (2007) détecte AtREM1.3 (Arabidopsis thaliana, groupe 1b) phosphorylée en réponse au traitement par l'éliciteur générale flg22, tandis que Widjaja et al. (2008) a suggéré que la phosphorylation de AtREM1.2 est potentiellement impliquée dans la signalisation précoce à l'infection par Pseudomonas syringae. La fonction précise de la phosphorylation des protéines REM du groupe 1 reste inconnue. Des travaux antérieurs dans le laboratoire ont montré que le mouvement du virus X de la pomme de terre (PVX) est inversement corrélée à l'accumulation de StREM1.3 (Solanum tuberosum) et que StREM1.3 peut interagir physiquement avec la protéine de mouvement TRIPLE GENE BLOC Protein 1 (TGBp1) du PVX (Raffaele et al., 2009). Dans ce travail, nous avons étudié les mécanismes qui sous-tendent les interactions REM-TGBp1 et nous avons essayé de caractériser biochimiquement la kinase qui phosphoryle REM. Les conséquences physiologiques de l'interaction TGBp1 / StREM1.3 et de la phosphorylation de REM en terme de propagation des virus, d’inactivation génique post-transcriptionnelle, de régulation de l’ouverture des plasmodesmes, et d’activation de kinase ont également été étudiés. / The group 1 Remorin (REM) proteins are plant-specific oligomeric proteins that have been reported to localize to the plasma membrane despite their overall hydrophilic nature. There is evidence that the REM protein phosphorylation is potentially implicated in the early signaling and defense. Benschop et al. (2007) detected the AtREM1.3 (Arabidopsis thaliana group 1b of REM protein family) to be phosphorylated in response to treatment with the general elicitor flg22, while the Widjaja et al. (2008) suggested that the phosphorylation of AtREM1.2 is potentially implicated in early signaling upon infection with Pseudomonas syringae. The precise exact function of the group 1 REM protein phosphorylation remains unknown. Previous work in the laboratory showed that Potato virus X (PVX) movement is inversely correlated to potato StREM1.3 accumulation and that StREM1.3 can physically interacts with the movement protein TRIPLE GENE BLOCK PROTEIN 1 (TGBp1) from PVX (Raffaele et al., 2009). In this work, we studied the mechanism underlying the REM-TGBp1 interactions and we tried to characterise biochemically the kinase that phosphorylate REM. The physiological consequences of TGBp1/ StREM1.3 interaction and REM phosphorylation in terms of virus spreading, post-transcriptional gene silencing, plasmodesmata gating, kinase activation were also investigated.

Mon travail de thèse concerne l’étude des leucémies aiguës lymphoblastiques T (LAL-T). Il se décline en deux projets. Le premier, Le Saracatinib affecte les LAL-T humaines en ciblant la kinase LCK dans les cellules riches en radeaux lipidiques, nous a permis d’identifier une nouvelle voie métabolique importante pour la prolifération des cellules leucémiques. Nous avons montré que la kinase LCK est intégrée dans les radeaux lipidiques et impliquée dans la croissance des cellules leucémiques. L’inhibiteur de LCK Saracatinib affecte les cellules de LAL-T in vitro et in vivo en ciblant particulièrement les cellules les plus agressives ayant beaucoup de radeaux lipidiques à leur surface. Ces résultats permettent d’envisager une nouvelle stratégie thérapeutique pour traiter les LAL-T et ont fait l’objet d’une publication parue dans Leukemia en janvier 2018. Le second projet, Les leucémies aiguës lymphoblastiques T produisent l’interleukine 7 de manière autocrine, démontre pour la première fois que pour la plupart des LAL-T, les cellules sont capables de sécréter elles-mêmes la cytokine IL-7. Nous avons complété cette étude par une analyse des mécanismes épigénétiques impliqués dans la régulation de cette sécrétion autocrine. Nos résultats montrent qu’elle est activée par la fixation des facteurs de transcription IRF-1 (Interferon Regulatory Factor 1) et IRF-2 au niveau du promoteur du gène IL 7, lorsque celui-ci est peu méthylé. Grâce à l’inactivation du gène IL-7 dans un de nos modèles de LAL-T, nous avons pu démontrer que la sécrétion autocrine favorise le développement de la leucémie chez la souris xénogreffée en impactant la prise de greffe et le nombre de cellules initiatrices de leucémie. Ainsi, la régulation épigénétique de la sécrétion autocrine d’IL-7 pourrait être impliquée dans les premières étapes de la leucémogenèse des LAL-T. / My PhD work concerns T-cells acute lymphoblastic leukemia (T-ALL) and includes two projects. The first one, Saracatinib impairs maintenance of human T-ALL by targeting the LCK tyrosine kinase in cells displaying high level of lipid rafts, allow us to identify a new signaling pathway important for the proliferation of T-ALL cells. We showed that LCK is localized into lipid rafts and is involved in the growth of T-ALL cells. The LCK inhibitor Saracatinib affects T-ALL cells in vitro and in vivo by targeting the most aggressive cells displaying high level of lipid rafts. These results highlight a new therapeutic strategy to treat T-ALL and were published in Leukemia in January 2018. The second project, T cell acute lymphoblastic leukemia produces autocrine interleukin 7, demonstrated for the first time that T-ALL cells are able to produce IL-7 cytokine. We performed an analysis of epigenetic mechanisms involved in the regulation of this autocrine secretion. Our results showed that when the IL-7 gene promoter is low methylated, Interferon Regulatory Factor 1 (IRF-1) and (IRF-2) transcription factors bind IRF-E sequence and upregulate IL-7 gene transcription. Thanks to IL 7 gene inactivation in one of our T ALL models, we demonstrated that autocrine secretion promotes leukemia development on xenografted mice through increasing engraftment cells capacity and leukemia initiating cells number. Thus, epigenetic regulation of IL-7 autocrine secretion may be involved in the leukemogenesis of T-ALL.

Dans la description actuelle de la membrane plasmique, des hétérogénéités ou des mécanismes sont supposés empêcher la libre diffusion des particules membranaires. La diffusion des protéines transmembranaires serait ainsi ralentie par le réseau d'actine du cytosquelette, alors que les microdomaines lipidiques confineraient transitoirement les molécules impliquées dans les voies de signalisation.<br />La spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS) est une technique puissante permettant de mesurer des coefficients de diffusion. L'étude devient cependant malaisée lorsque la diffusion n'est pas libre, comme c'est le cas des composantes de la membrane cellulaire. <br />Nous avons montré que la réalisation de mesures FCS à différentes tailles de volumes d'observation permet de tracer les lois de diffusion des molécules dans les membranes des cellules vivantes. Notre méthode permet ainsi de distinguer entre différentes structures de confinement des particules de la membrane plasmique et de mesurer certaines de leurs caractéristiques, comme leur taille ou le temps de confinement moyen. Il a également été possible d'étudier la réorganisation de la membrane cellulaire au cours d'un événement de signalisation.

La formation de métastases est la cause majeure des décès par cancer. Le développement de métastases est consécutif à une série d‟événements complexes tels que la migration, l‟invasion et la prolifération cellulaire. Le canal potassique SK3 (membre de la famille des SKCa) régule la migration des cellules cancéreuses du sein et favorise le développement de métastases osseuses. Le but du projet était d‟identifier et de caractériser les voies d‟entrées calciques associées à la migration cellulaire dépendante du canal SK3 dans différents cancers (sein, colon et prostate). Nous avons pu mettre en évidence que les canaux Ca2+qui étaient associés au canal SK3 variaient en fonction du cancer et régulaient la migration cellulaire dépendante du canal SK3. De plus, nous avons montré que la localisation de ces complexes KCa/Ca2+ dans les radeaux lipidiques était importante pour leur régulation et leur fonction. Ainsi, la délocalisation de ces complexes hors des radeaux lipidiques par des alkyl-phospholipides est un moyen permettant de moduler la migration des cellules exprimant le canal SK3 et le développement de métastases. / In most cases of cancer, metastasis and not the primary tumor per se is the main cause of mortality. To establish secondary growth in distant organs cancer cells must develop an enhanced propensity to migrate. The key objective of this thesis proposes that some actors of Ca2+ signaling (Orai, and TRPC, STIM) coupled to SK3 channel would form complexes that play a critical role in cell migration of various cancers (breast, colon and prostate). Furthermore we showed that the localization of these channels complexes in lipid-rafts is essential to their regulation and function. Thus, the delocalization of these complexes of lipid-raft outside by alkyl-phospholipids could be a new way to modulate the SK3/Ca2+ dependent cell migration and metastasis development.

Les propriétés des mousses liquides sont majoritairement gouvernées par les caractéristiques de leurs interfaces liquide/gaz. Nous illustrons ces effets à l'échelle locale par différents exemples : – Les réarrangements topologiques, pendant lesquels les bulles changent de voisines, sont les événements élémentaires à l'origine de propriétés rhéologiques et de stabilité des mousses. En réalisant des expériences sur une assemblée de films dans un cadre cubique, nous avons étudié les mécanismes de formation du nouveau film pour différentes solutions de tensioactifs modifiant les propriétés interfaciales. – L'observation de l'éclatement d'un film de savon unique montre que cette dynamique est ralentie à cause de l'élasticité des interfaces, jusqu'à l'apparition de rides ou de fractures pour une compression critique. – Par des mesures force/déplacement, nous avons montré qu'un radeau de particules se comporte comme un granulaire 2D, qui peut se déformer en-dehors du plan de l'interface, et dans lequel la contrainte peut dépendre de la friction à la paroi. De plus, l'ajout de ponts capillaires entre les particules procure au radeau une meilleure résistance à la traction et à la compression. – En injectant de l'air dans une pâte, nous avons créé des bulles stables dans des conditions permettant l'adsorption des tensioactifs à la surface des particules pour les rendre partiellement mouillantes. En utilisant ce mécanisme dans un système cimentaire, des bulles solides sont alors fabriquées / Properties of liquid foams are mainly governed by the features of liquid/gas interfaces. We illustrate this phenomenon at the local scale through different examples : – Topological rearrangements, i.e. switching of neighboring bubbles, are the elementary process of liquid foams stability and dynamics. Experiments are performed in a cubic assembly of films, in order to investigate the mechanism of creation of the new film for different surfactants solutions and therefore different interfacial properties. – Observation of soap film bursting shows that the dynamics is slowed down because of interfacial elasticity, until wrinkles or cracks appear for a critical compression. – Through strength/displacement measurements, we show that a particle raft behaves as a 2D granular material, which can buckle, and whose stress can depend on wall friction. Moreover, the addition of liquid bridges between particles provides higher compressive and tensile strengths to the raft. – Blowing air into a paste allows creating stable bubbles, when surfactants adsorb at particles surface, modifying their wetting properties. We demonstrate that this method can lead to solid bubbles with a cementitious system

Les systèmes modèles (vésicules géantes unilamellaires) représentent un outil indispensable pour étudier la formation, la stabilité, la dynamique et les fonctions des rafts dans les membranes biologiques. L'originalité de notre étude réside : i) dans la visualisation du bourgeonnement et de la fission induits par des agents biologiques (sPLA2 ou Lyso PC) et ii) dans la visualisation directe de la solubilisation d'une membrane modèle de type Ld/Lo ainsi que le bourgeonnement et la fission des domaines Lo traitée avec des détergents (Triton X-100, Brij 98). Ces expériences appuient l'idée que l'isolement de DRM à partir des membranes cellulaires n'est probablement pas un artefact. Nous avons décrit un mécanisme possible pour l'expulsion d'une vésicule en phase Lo déclenché par des molécules d'asymétrie stérique positive. Enfin, les VGU hétérogènes peuvent présenter un modèle assez proche des phénomènes observés sur les membranes biologiques.

La membrane cellulaire est une partie vitale de la cellule dont l'architecture joue un rˆole crucial dans de nombreux processus cellulaires, comme la signalisation et le trafic, et dans diverses pathologies. Cette th'ese vise 'a sonder l'architecture membranaire via le mouvement de deux r'ecepteurs membranaires qui sont exploit'es par des toxines bact'eriennes. Les progr'es r'ecents des techniques de microscopie optique ont montr'e que certains r'ecepteurs membranaires ne diffusent pas librement dans la membrane, mais sont confin'es ou diffusent de fa¸con anomale. Actuellement, plusieurs mod'eles con- courent pour expliquer le confinement des r'ecepteurs, tel que le mod'e le Picket-Fence, les radeaux lipidiques et les agr'egats de prot'eines. Pour sonder la membrane, des nanoparticules (Y0.6Eu0.4VO4) dop'ees avec des lan- thanides sont coupl'ees 'a deux toxines peptidiques diff'erentes formant des pores dans la membrane, la toxine α de C. septicum et la toxine ǫ de C. perfingens. Le suivi de r'ecepteurs individuels sur lesquels sont fix'ees des toxines marqu'ees dans la mem- brane apicale de cellules MDCK avec un microscope 'a champ large permet de d'etecter le mouvement du r'ecepteur avec une r'esolution meilleure que la limite de diffrac- tion. Les r'ecepteurs de la toxine α et ǫ montrent une diffusion confin'ee avec des coefficients de diffusion similaires de 0.16 ± 0.14 µm2/s dans des domaines stables de 0.5 µm2. Pour analyser les trajectoires des r'ecepteurs, nous avons mis en oeuvre une nouvelle technique bas'ee sur une m'ethode d'inf'erence. Notre seule hypoth'ese est que le r'ecepteur se d'eplace selon l''equation de Langevin. Cette m'ethode exploite l'ensemble de l'information stock'ee dans la trajectoire et la qualit'e des valeurs extraites est v'erifi'ee par des simulations. Les deux r'ecepteurs sont confin'es dans un potentiel de type ressort avec une raideur de 0.45 pN/µm. Des exp'eriences apr'es d'epl'etion du cholest'erol par la cholest'erol oxydase et apr'es la d'epolym'erisation du cytosquelette par latrunculin B montrent que le confinement des r'ecepteurs individuels d'epend du taux de cholest'erol et que la d'epolym'erisation de l'actine n'influence pas le confinement. En utilisant la nanoparticule coupl'ee aux toxines comme un amplificateur de la force hydrodynamique applique'e par un flux liquide, nous avons mesur'e la r'eponse du r'ecepteur 'a une force ext'erieure. Les r'esultats indiquent une fixation des domaines de confinement sur le cy- tosquelette. Enfin, un mod'ele pour le confinement du r'ecepteur est propos'e, bas'e sur le couplage hydrophobe entre le r'ecepteur et la bicouche lipidique qui l'entoure. Ce mod'ele permet d'expliquer le potentiel de type ressort 'a l'int'erieur du domaine de confinement.