Les tumeurs épithéliales thymiques (TET) humaines sont rares (250 - 300 cas/an en France). On distingue les thymomes de type A, AB ou B d'évolution lente avec une survie actuarielle > 95% à 5 ans pour les stades précoces et les carcinomes thymiques d'évolution plus sévère avec une survie actuarielle à 5 ans < 20% pour les stades IV. La pierre angulaire du traitement des TET est l'exérèse chirurgicale complète, facteur pronostique le plus significatif identifié à ce jour. Les récidives des TET, essentiellement pleurales pour les thymomes et générales pour les carcinomes thymiques, sont de prise en charge complexe. Les avancées thérapeutiques sont limitées notamment par l'absence de modèles d'étude de la cellule épithéliale thymique tumorale. Dans le cadre d'une prise en charge multidisciplinaire des récidives pleurales métastatiques, nous avons développé la pleurectomie de cytoréduction associée à une chimio hyperthermie (cisplatine/ mitomycine ; 42°C) intra thoracique (CHIT) pour la prise en charge des métastases pleurales de thymome. Chez des patients sélectionnés (n=19), la médiane de survie sans récidive était de 53 mois et les survies actuarielles à 1 an et 5 ans étaient respectivement de 93% et 86%. Cette technique chirurgicale innovante a permis de développer une alternative à la morbide pleuro pneumonectomie. L'efficacité de la CHIT pose des questions sur le rôle de l'hyperthermie et sur le type de chimiothérapie à associer. Avec pour objectif d'améliorer la prise en charge des patients, la connaissance de la biologie tumorale thymique et l'identification de potentielles cibles thérapeutiques sont des voies de recherche importantes pour améliorer la survie des patients. Nous avons développé des cultures de cellules épithéliales thymiques dérivées in vitro de 12 TET (11 thymomes A, AB ou B et un carcinome thymique), caractérisées par leur potentiel prolifératif et leur expression de cytokératine. La voie PI3K / Akt / mTOR joue un rôle clé dans de nombreux cancers ; plusieurs études de phases I / II ont rapporté un effet positif des inhibiteurs de mTOR pour le contrôle de l'évolution du thymome chez les patients. Nous avons mis en évidence l'expression et l'activation des effecteurs mTOR, Akt et P70S6K dans les thymomes et dans les cellules épithéliales thymiques dérivées in vitro. Nous avons montré l'efficacité de la rapamycine, inhibiteur de mTOR, à réduire la prolifération cellulaire (30%) sans induire de mort cellulaire. Nos résultats suggèrent que l'activation de la voie Akt / mTOR participe à la prolifération cellulaire associée à la croissance tumorale. Nous avons établi un nouvel outil permettant l'étude de la dérégulation cellulaire au cours des thymomes. Dans un contexte de tumeurs rares, ces cellules permettront d'aborder des études mécanistiques in vitro et de tester l'efficacité de drogues anti tumorales / Human thymic epithelial tumors (TETs) are rare (250 – 300 cases/ year in France). We distinguish thymomas (A, AB and B subtypes) with indolent evolution (5 years actuarial survival in early stages >95%) and more aggressive thymic carcinomas (5 years actuarial survival <20% in stage IV). Surgical complete resection when feasible is the corner stone of a multimodal therapy and the most significant factor on survival. Relapse of TETs principally in pleura for thymomas (75%) and general for thymic carcinomas are difficult to treat. Therapeutics advances are limited given the lack of studies models of tumoral thymic epithelial cell. In a multidisciplinary approach for the treatment of metastatic pleural relapse of thymomas we developed an innovative surgical technique: cytoreductive pleurectomy associated with hyper thermic intra pleural chemotherapy (Cysplatin/ Mitomycin; 42°C) (ITCH). In selected patient (n=19), ITCH provides an efficient alternative to the morbid pleuro pneumonectomy. The median of free disease survival was 53 months, one year and five years actuarial survival were respectively 93% and 86%. However, the effectiveness of ITCH procedure questions on the played role ok hyperthermia, on the choice of chemotherapy association. With the aim to improve TETs therapies, the knowledge of TETs biology to identify potential target therapies is currently challenging. We developed an in vitro study model of tumoral thymic epithelial cells derived from 12 TETs (11 A, AB and B thymomas and one thymic carcinoma) characterized by their proliferative abilities and the cytokeratin expression. The PIK3 / Akt / mTOR pathway is implicated in numerous cancers. Several phase I, II studies advocate the potential role of mTOR inhibitors in the control of the metastatic disease. We highlighted the expression and the activation of mTOR, Akt and P70S6K effectors in TETs and in thymic epithelial cells in vitro derived. We showed the efficacy of rapamycin (mTOR inhibitor) in the inhibition (-30%) of in vitro cell proliferation without cell death induction. Our results suggest the implication of the PIK3 / Akt / mTOR pathway in the tumoral cell growth. We established a new tool to study cell dysregulation in TETs. In the context of rare tumors, these cells could allow in vitro mechanistic studies and test the efficacy of new anti tumoral therapies

Los resultados del trasplante renal a largo plazo están limitados por la pérdida a largo plazo del injerto y la muerte con injerto funcionante. Los inmunosupresores tienen gran importancia por su efecto sobre el injerto (control de la respuesta inmunológica y nefrotoxicidad) y sobre los factores de riesgo cardiovascular y el desarrollo de neoplasias. Los nuevos inmunosupresores apuntan a un mejor perfil en este sentido para reducir estos dos tipos de complicaciones y prolongar la supervivencia del injerto y del paciente, siendo los fármacos del grupo mTOR los más prometedores en este sentido. La presente tesis doctoral analiza los efectos de este grupo de fármacos inmunosupresores (Sirolimus y Everolimus) en pacientes trasplantados renales.Se analizan los efectos del uso de inhibidores de mTOR en pacientes trasplantados renales sobre el daño crónico del injerto en biopsias de protocolo, sobre la aparición de proteinuria como complicación de su uso en pacientes estables y sobre la formación de células T reguladoras circulantes en sangre periférica. / Long-term results of kidney transplantation are limited by the chronic graft failure and the death of the patient with a functioning kidney. Immunosuppressive drugs have an important role due to its effects on the graft (control of immune response and nephrotoxicity) and on vascular risk factors and the development of neoplasms. New immunosuppressive drugs, specially mTOR inhibitors have a better profile and are able to reduce both types of complications, increasing graft and patient survival. The present doctoral thesis analyzes the effects of this group of immunosuppressive drugs (Sirolimus and Everolimus) in renal transplant recipients.The effects of mTOR inhibitors over chronic graft damage in protocol kidney biopsies, on the appearance of proteinuria as a complication of its use in stable patients and on the formation of circulating regulatory T-cells in renal transplant patients are analyzed

Die Implantation von Atemwegstents stellt eine therapeutische Option zur Behandlung maligner und benigner Stenosierungen des Tracheobronchialsystems dar. Es handelt sich um ein effektives Verfahren das in spezialisierten Zentren und nach strenger Indikationsstellung durchgeführt werden sollte. Die Bildung von Granulationsgewebe stellt dabei eine der häufigsten Komplikationen dar. In der vorliegenden Arbeit wurden ballonexpandierbare bare-metal stents (BMS) und drug-eluting stents (DES) histologisch und immunhistochemisch untersucht.  Die zellulären und extrazellulären Gewebereaktionen der zentralen Atemwege wurde in New Zealand White Rabbits (3,1 kg bis 4,8 kg) nach Explantation von sieben bare-metal stents (Bx Sonic, Johnson & Johnson Cordis, USA) und vier Sirolimus-eluting stents (Cypher Select, Johnson & Johnson Cordis, USA) untersucht. Die Implantationszeit betrug 12 Monate. Die Implantation  metallischer Stents in die zentralen Atemwege verursachte ähnliche Gewebereaktionen wie nach koronarer Stentimplantation. Die Entzündungsreaktionen waren vergleichsweise stärker ausgeprägt. Nach 12 Monaten konnte bei beiden Stenttypen neugebildetes Gewebe auf der luminalen Seite der Implantate gesehen werden. Dieses war durchsetzt von Entzündungszellen, fibromuskulären Zellen, Kollagenfasern, elastischen Fasern und neu gebildeten Kapillaren. In zwei Stentpräparaten konnten Chondrozyten im neugebildeten Gewebe gesehen werden. Fibromuskuläre Zellen färbten positiv für Smooth Muscle Actin  und Vimentin. Vereinzelt wurde dieses Granulationsgewebe von mehrschichtigem Epithel mit kubisch-polygonalen Zellen, entsprechend einer Epithelmetaplasie, bedeckt. Nicht in die Bronchialwand eingewachsene Stentstreben wurden von Mukus, Granulozyten, Makrophagen und azellulärem Detritus bedeckt. Das Flimmerepithel zeigte sich im gestenteten Bereich deutlich reduziert. Beide Stenttypen zeigten eine vergleichbare Entzündungsreaktion. Granulozyten als Zeichen einer akuten Entzündungsreaktion konnten im neugebildetem Gewebe und an der direkten Stentoberfläche gesehen werden. Weiterhin umgaben Makrophagen und fibromuskuläre Zellen eingewachsene Stentstreben, Lymphozyten und Makrophagen schlossen sich in der unmittelbaren Umgebung an. Einige Lymphozyten wurden als B-Lymphozyten (CD79 +) identifiziert. Fremdkörperriesenzellen wurden in drei Sirolimus-freisetzenden Stentpräparaten und einem bare-metal Stentpräparat gesehen.

Adaptive responses allow cells to maintain their growth as well as their proliferative potential under diverse stress conditions. It is known that, growth and proliferation can be suppressed by intense stress, but maintained under tolerable stress conditions under which cells can induce compensatory responses. The kinase mTOR is a central regulator of proliferative and growing capacity in mammalian cells, and has been shown to be sensitive to diverse stressors. However, little is known about the role played by mTOR in the adaptive responses that cells utilize to resist stress and maintain their growth capacity. We addressed this question in the context of osmotic stress, to which cells can adapt by inducing the transcription of specialized genes. We showed that mTOR is active under moderate osmostress conditions and regulates the induction of a set of genes by mechanisms dependent and independent of NFAT5, the main transcription factor involved in the transcription of genes upon hypertonic stress. In addition, we observed that the overall set of genes whose induction was sensitive to mTOR activity is enriched in regulators of growth and proliferation. We also have identified REDD1 and REDD2 as two osmostress and mTOR-dependent induced genes, which previously had been characterized in other stress contexts acting as negative regulators of the mTORC1 pathway. We observed that mTOR promoted changes in chromatin predisposing it towards a transcriptional permissive configuration, with higher levels of acetylated histone H4 and increased recruitment of active RNA-pol II to promoters as well as transcribed regions. Altogether, the results described in this thesis reveal a new role for the mTOR kinase in the regulation of gene expression to facilitate the cellular adaptive response upon osmostress. / Las respuestas adaptativas frente al estrés permiten a las células mantener su crecimiento así como su potencial proliferativo. Aunque se ha establecido que el crecimiento y la proliferación celular pueden inhibirse en respuesta a un estrés intenso, en situaciones de estrés tolerable las células pueden mantener su crecimiento y proliferación mediante la inducción de respuestas compensatorias. La quinasa mTOR es una proteína clave para el mantenimiento de la capacidad proliferativa y del crecimiento en las células de mamífero; además se ha descrito que es sensible a varios estreses. Sin embargo, poco se sabe acerca del papel que juega en las respuestas de adaptación que son utilizadas por las células para resistir el estrés y mantener así su capaciad de crecimiento. Nuestro trabajo se ha centrado en el ámbito del estrés osmótico, en cuyo caso las células pueden adaptarse mediante la transcripción de diversos genes especializados. Nuestro estudio demuestra que mTOR se encuentra activo en condiciones moderadas de estrés osmótico y regula la indución de un conjunto de genes mediante mecanismos dependientes e independientes de NFAT5, el principal factor de transcripción responsable de la transcripción de genes en respuesta a un estrés hipertónico. Además, observamos que la mayoría de los genes cuya inducción es sensible a la actividad de mTOR tienen funciones en la regulación del crecimiento y de la proliferación. También hemos identificado a REDD1 y REDD2 como genes que se inducen en respuesta a estrés osmótico dependientes de mTOR, y que con anterioridad se habían caracterizado en otros escenarios de estrés actuando como reguladores negativos de la ruta de señalización de mTORC1. Por último hemos observado que mTOR origina cambios en la cromatina, promoviendo una configuración permisiva para la transcripción, con un incremento de la acetilación de la histona H4 y un aumento en el reclutamiento de la forma activa de la RNA-polimerasa II en los promotores y regiones transcritas de ciertos genes. En resumen, los resultados descritos en esta tesis muestran un nuevo papel de la quinasa mTOR en la regulación de la expresión génica facilitando así la respuesta de adaptación celular frente al estrés osmótico.

Nitrogen Catabolite Repression (NCR) is the regulatory pathway through which Saccharomyces cerevisiae reduces the expression of genes encoding components involved in the utilization of poor nitrogen sources when rich ones are available. Expression of NCR-sensitive genes is controlled by the negative regulator Ure2 and four DNA-binding GATA-like transcription factors: two activators (Gln3 and Gat1) and two repressors (Dal80 and Gzf3). In the presence of preferred nitrogen sources, Gln3 and Gat1 are sequestered in the cytoplasm in a Ure2-dependent manner, whereas upon growth under non-preferred nitrogen conditions, the GATA activators relocate to the nucleus and mediate the transcription of NCR-sensitive genes. Even though the Target of Rapamycin Complex 1 (TORC1) as well as several phosphatases are involved in regulating Gln3 and Gat1 subcellular localization, a detailed mechanistic understanding of the NCR process is still lacking. <p>In the first part of this work, we have shown that class C and D VPS (vacuolar protein sorting) components, involved in Golgi-to-vacuole vesicular trafficking, are required for intact Gat1 and Gln3 nuclear localization in response to TORC1-inhibiting rapamycin treatment or upon shifting cells from rich to poor nitrogen conditions. The requirements of Vps proteins for Gln3 function are media-specific: a requirement after rapamycin treatment was observed in minimal but not in rich medium. Moreover, we have seen that a significant fraction of Gat1, like Gln3, is associated with light intracellular membranes. These observations support the view that GATA factor regulation in response to nitrogen signals seems to occur at intracellular compartments.<p>In a second step, we confirmed an important role for the anabolic glutamate dehydrogenase (Gdh1) within NCR, through the control of Gat1 function. However, since we observed a strong correlation between the anabolic activity of Gdh1 and its NCR regulatory capacity, we do not exclude that an alteration of Gdh1-substrates or any other metabolite could be responsible for the phenotype exhibited by gdh1 mutants. We also showed that there is no simple and direct link between the intracellular levels of glutamine/glutamate (reported in the literature as signals for NCR), TORC1 activity and NCR. In conclusion, the mechanisms regulating the perception of the quality of the nitrogen sources are still not fully understood. <p>Several screens for multi-copy suppression of mutated phenotypes were conducted during this work and led to the identification of several elements (URE2, BAP2, STP2, GZF3 and KDX1) that could interfere with NCR-sensitive gene expression. Among these, the gene encoding the Kdx1 kinase was identified in two independent screens. <p>In the last part of this work, we uncovered a role for leucine in NCR signaling. We showed that the addition of leucine in the culture medium could impair Gat1-dependent expression of certain NCR genes, while leucine starvation had no effect at this level. The repressive effect of leucine appeared to involve elements of the SPS signaling pathway which is required for the induction of genes encoding amino acid transporters in response to extracellular amino acids. The mechanism(s) by which leucine regulates Gat1 function is still not fully clear and requires further investigation:La levure Saccharomyces cerevisiae adapte l’expression de ses gènes selon la disponibilité en azote dans son environnement au moyen d’un contrôle majeur appelé répression catabolique azotée (NCR, pour « nitrogen catabolite repression ». L’expression des gènes NCR est contrôlée par un régulateur négatif de type prion (Ure2) et quatre facteurs de transcription de type GATA :deux activateurs, Gat1 et Gln3 et deux répresseurs, Dal80 et Gzf3. Bien que le complexe TORC1 et les phosphatases qu’il régule soient impliquées dans la régulation NCR, le mécanisme précis par lequel la NCR se produit est loin d’être compris.<p>Dans la première partie de ce travail, nous avons montré que les composants VPS (vacuolar protein sorting) de classe C et D, impliqués dans le trafic vésiculaire entre le Golgi et la vacuole, sont requis pour que Gat1 et Gln3 rejoignent le noyau en réponse à un traitement par la rapamycine, un inhibiteur de TORC1. En accord avec cette observation, nous avons montré que Gat1, comme Gln3, est associé aux membranes intracellulaires légères. <p>Dans un second temps, nous avons confirmé un rôle important pour la glutamate déshydrogénase anabolique (Gdh1) au sein de la NCR, par l’intermédiaire du contrôle de la fonction de Gat1. Cependant, étant donné qu’il semble exister une forte corrélation entre l’activité anabolique de Gdh1 et sa capacité à réguler la NCR, nous n’excluons pas qu’une altération des substrats de Gdh1 ou de tout autre métabolite pourrait être responsable du phénotype observé du mutant gdh1. Nous avons également montré qu’il n’existait pas de lien simple et direct entre niveaux intracellulaires de glutamine/glutamate, activité de TORC1 et signalisation NCR. En conclusion, les mécanismes conditionnant la perception de la qualité de l’aliment azoté sont encore méconnus à ce jour. <p>Plusieurs cribles de suppression multicopie ont été menés pendant ce travail et ont conduit à l’identification de plusieurs éléments pouvant éventuellement intervenir dans la voie de signalisation NCR. Parmi ceux-ci, le gène codant pour la kinase KDX1 a été identifié à deux reprises. Nous avons caractérisé en détail le rôle qu’elle joue dans la régulation des gènes NCR.<p>Dans la dernière partie de ce travail, nous avons montré que l’addition de leucine dans le milieu de culture pouvait affecter l’expression Gat1-dépendante de certains gènes NCR, alors que par ailleurs une carence en leucine est sans effet à ce niveau. Cet effet de répression par la leucine semble nécessiter des éléments de la voie de signalisation SPS, requise pour l’induction, en réponse aux acides aminés extracellulaires, de gènes codant pour des transporteurs d’acides aminés. <p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les gliomes malins de l’enfant (GME), de pronostic sombre, se distinguent des gliomes malins de l’adulte (GMA) sur le plan biologique mais aussi clinique, avec des taux de réponse au témozolomide (chimiothérapie alkylante de référence chez l’adulte) moindres. L’efficacité du temozolomide est réduite par l’action de l’enzyme de réparation de l’ADN, l’O6-methylguanine-DNA-methyltransferase (MGMT), dont l’expression est fréquemment inhibée par méthylation du promoteur de son gène dans les GMA. En première partie, la mise au point d’une nouvelle technique de PCR spécifique de méthylation a montré une fréquence plus faible dans les GME (15%) vs les GMA (45%, p<0,001). En deuxième partie, l’hypoxie intra-tumorale et la dérégulation en amont de l’axe mTOR-HIF-1α, connus pour être impliqués dans la chimio-résistance, ont été étudiés dans les GME et ciblés par l’association rapamycin-irinotecan dans une étude in vitro, pour laquelle des lignées dérivées de GME ont été développées. / Pediatric malignant glioma (PMGs), are associated with a very dismal prognosis. They are distinct from their adult counterparts (AMGs), biologically but also clinically, with a lower response to temozolomide (the current reference alkylating chemotherapy) compared to AMGs. Temozolomide efficacy is reduced by the activity of the DNA repair enzyme, O6-methylguanine-DNA-methyltransferase (MGMT), whose expression is frequently silenced by promoter methylation. First, the development of a new methylation-specific PCR showed a lower frequency of MGMT methylation in PMGs (15%) vs AMGs (45%, p<0,001). Secondly, intra-tumor hypoxia and the upstream deregulation of mTOR-HIF-1α axis, well-known to be involved in chemo-resistance and the up-regulation of MGMT expression, were studied in a PMG cohort. The targeting of this axis was then studied in vitro using a therapy combining rapamycin and irinotecan. For this, pediatric patient-derived malignant glioma cell lines were developed.

Les traitements des cancers des VADS reposent sur la chirurgie, la radiothérapie, et la chimiothérapie. Malgré ces traitements, la survie globale des patients à 5 ans est de l’ordre de 50%. Les causes d’échec thérapeutique sont dues au profil de résistance des tumeurs. Le ciblage de l’axe EGFR/mTOR/HIF-1 par une combinaison de rapalogues et d’anti-EGFR a montré son efficacité sur certaines tumeurs solides. L’objet de ce travail de thèse a été de caractériser l’impact d’une combinaison de drogues à faibles doses sur des lignées cellulaires des VADS au moyen d’une approche pharmacologique et moléculaires. Nos résultats montrent que la combinaison de la rapamycine (5nM) au cetuximab (2,5μg/ml) diminue la survie clonogénique des cellules et permet une inhibition du facteur de transcription HIF-1α. Cette combinaison de drogue améliore l’efficacité de la radiothérapie. En revanche, l’induction de HIF-2a induite par le traitement provoque la résistance des cellules aux traitements par, et une rechute rapide des tumeurs in vivo. L’inhibition de HIF-2 permet une inhibition de la survie cellulaire d’environ 100% dans un modèle résistant. / Management of HNSCC relies on surgery, radiotherapy, and chemotherapy. Despite these treatments, the 5 years overall survival of patient is lower than 50%. Main causes of therapeutic failure are due to the profile of resistance of tumors. The efficacy of a combination rapalogues and anti-EGFR therapies in targeting the EGFR/mTOR/HIF-1 axis in solid tumors was shown previously. In this PhD work, we have evaluated the impact of a low-dose drug combination on head and neck cancer cells lines with a pharmacological and molecular approach. We show that the combination of rapamycine (5nM) and cetuximab (2,5μg/ml) efficiently inhibits the HIF-1 transcription factor and impairs cell clonogenic survival. The efficacy of radiation therapy is improved by this drug combination. However, cell resistance to the treatment is acquired via the induction of HIF-2 in our resistant model cell line. This induction is associated with more tumor relapse in tumors mice xenograft. The inhibition of HIF-2 achieves a dramatic drop of cell clonogenic survival to < 1%.

Une restriction alimentaire améliore la qualité du vieillissement et augmente la durée de vie chez de nombreuses espèces, y compris certains primates. Cependant, cette intervention s'accompagne souvent d'une baisse significative des capacités reproductives. Il est donc légitime de se demander si des signaux provenant du système reproductif contribuent aux effets positifs de la restriction alimentaire sur la longévité. Durant ma thèse, j'ai montré que l'expression de DAF-9/CYP27A1 et la production de l'hormone stéroïdienne D7- acide dafachronique (DA) sont augmentées chez C. elegans lorsque les vers sont soumis à une restriction alimentaire. De plus, la signalisation à l'acide dafachronique via le récepteur hormonal nucléaire NHR-8/NHR et la kinase let-363/mTOR est essentielle à l'augmentation de la durée de vie par restriction alimentaire. La signalisation stéroïde affecte également la plasticité de la lignée germinale en condition de jeûne. De plus, nous montrons que cette plasticité est nécessaire à l'augmentation de la longévité dans ce context de restriction. Les résultats présentés dans cette thèse démontrent que la signalisation des hormones stéroïdes est activée par le manque de nutriments et est requise pour l'augmentation de la longévité par la voie mTOR. En effet, chez un animal sauvage, le niveau d’expression de let-363/mTOR diminue en condition de jeûne. Ceci n’est pas observé lorsque les hormones stéroïdes sont absentes. De plus, le nombre de cellules de la lignée germinale au sein de la zone proliférative n'est plus affecté par le jeûne chez des animaux pour lesquels la synthèse d'hormones stéroïdes est inhibée. Une réduction artificielle du nombre de cellules germinales suffit à rétablir une réponse normale à la restriction alimentaire. Ceci suggère donc qu'il existe un lien étroit entre la lignée germinale et la longévité induite par une restriction alimentaire, et que ce lien repose en partie sur la signalisation des hormones stéroïdes. La kinase let-363/mTOR joue également un rôle central dans l'intégration de signaux nutritionnels et reproductifs. Nos données suggèrent également l'existence d'un signal entre lignée germinale et soma produit en condition de restriction alimentaire. L'augmentation de la durée de vie par restriction alimentaire implique donc une réponse systémique coordonnée qui implique l'appareil reproducteur. / Dietary restriction (DR) increases healthspan and longevity in many species, including primates, but it is often accompanied by impaired reproductive function. Whether signals associated with the reproductive system contribute to or are required for DR effects on lifespan has not been established. In my doctoral thesis presented here, we show that expression of DAF-9/CYP27A1 and production of the steroid hormone ∆7-dafachronic acid (DA) are increased in C. elegans subjected to DR. DA signaling through the non-canonical nuclear hormone receptor NHR-8/NHR and the nutrient-responsive kinase let-363/mTOR is essential for DR-mediated longevity. Steroid signaling also affects germline plasticity in response to nutrient deprivation and this is required to achieve lifespan extension. Results presented in my thesis demonstrate that steroid signaling is activated by nutrient scarcity and is required for DR effects on lifespan extension through TOR signaling. In the absence of proper steroid signaling, let-363/mTOR levels remain high during starvation and the number of germ cells within the proliferative zone of the germ line is no longer affected by nutrient availability. Interestingly, genetic reduction of germ cells alleviates the requirement for steroid signaling for DR-mediated lifespan extension. Genetically lowering the germ cell count mimics the response of the germ line to DR. These data demonstrate that steroid signaling links germline physiology to lifespan when nutrients are limited, and establish a central role for let-363/mTOR in integrating signals derived from nutrients and steroid hormones. We speculate that this induces a signal that is usually emitted when nutrients are scarce and the germ line becomes less active. Taken together, this thesis work suggests that, diet-induced lifespan extension is part of a coordinated response that involves reproductive phenotypes.

Il a été suggéré que l’autophagie pouvait participer au processus fibrotique en favorisant la différenciation du fibroblaste en myofibroblaste. La sénescence cellulaire a aussi été montrée comme impliquée dans la réparation tissulaire et la fibrose. Des liens ont été établis entre autophagie et sénescence. Cette étude a pour but d’investiguer les liens possibles entre autophagie, sénescence et différenciation myofibroblastique afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires régulant la réparation tissulaire et la fibrose. Les fibroblastes carencés en sérum pendant quatre jours montrent des ratios LC3B-II/-I élevés et des niveaux de SQSTM1/p62 diminués. L’augmentation de l’autophagie est accompagnée d’une augmentation de l’expression des marqueurs de différenciation myofibroblastique ACTA2/αSMA et collagènes de type 1 et 3 et de la formation de fibres de stress. Les fibroblastes autophagiques expriment les marqueurs de sénescence CDKN1A (p21) et p16INK4a (p16) et montrent une augmentation de l’activité beta-galactosidase associée à la sénescence. L’inhibition de l’autophagie à l’aide de différents inhibiteurs de phosphoinositide 3-kinase de classe I et de phosphatidylinositol 3-kinase de classe III (PtdIns3K) ou par inhibition génique à l’aide d’ARN interférant ATG7 bloquent l’expression des marqueurs de différenciation et de sénescence. L’expression et la sécrétion de CTGF (connective tissue growth factor) sont augmentées chez les fibroblastes autophagiques. L’inhibition de l’expression du CTGF par interférence génique prévient la différenciation myofibroblastique, démontrant l’importance de ce facteur pro-fibrotique pour la différenciation induite par l’autophagie. La phosphorylation de la kinase RPS6KB1/p70S6K, cible du complexe MTORC1, est abolie dans les fibroblastes autophagiques. La phosphorylation d’AKT à la Ser473, une cible du complexe MTORC2, diminue lors de la carence en sérum des fibroblastes mais est suivie d’une rephosphorylation après 2 jours. Ce résultat suggère la réactivation de MTORC2 lors d’une autophagie prolongée. Ceci a été vérifié par inhibition de l’autophagie dans les fibroblastes carencés en sérum. Les inhibiteurs de PtdIns3K et le siRNA ATG7 bloquent la rephosphorylation d’AKT. L’inhibition de la réactivation de MTORC2, et donc de la rephosphorylation d’AKT, est aussi obtenue par exposition des fibroblastes à la rapamycine, le Torin 1 ou par inhibition génique de RICTOR. Ces traitements inhibent l’augmentation de l’expression du CTGF ainsi que des marqueurs de différenciation et de sénescence, démontrant le rôle central joué par MTORC2 dans ces processus. Le stress oxydant peut induire la sénescence et la carence en sérum est connue pour augmenter la quantité de ROS (reactive oxygen species) dans les cellules. Afin d’investiguer le rôle des ROS dans la différenciation et la sénescence induites par l’autophagie, nous avons incubés les fibroblastes carencés en sérum en présence de N-acetyl-L-cysteine (NAC). Le NAC diminue la production de ROS, diminue les marqueurs d’autophagie, de sénescence et de différenciation myofibroblastique. Le NAC inhibe aussi la phosphorylation d’AKT Ser473. L’ensemble de ces résultats identifient les ROS en association avec une autophagie prolongée comme des nouveaux activateurs du complexe MTORC2. MTORC2 est central pour l’activation subséquente de la sénescence et de la différenciation myofibroblastique. / Recent evidence suggests that autophagy may favor fibrosis through enhanced differentiation of fibroblasts in myofibroblasts. Cellular senescence is also involved in tissue repair and fibrosis. Autophagy has been linked with senescence. This study focuses on understanding the molecular mechanisms linking autophagy, senescence and myofibroblast differentiation and the roles they could play in wound healing and fibrosis. Fibroblasts, serum starved for up to 4 days, showed increased LC3B-II/-I ratios and decreased SQSTM1/p62 levels. Autophagy was associated with acquisition of markers of myofibroblast differentiation including increased protein levels of ACTA2/αSMA (actin, α 2, smooth muscle, aorta), enhanced gene and protein levels of COL1A1 (collagen, type I, α 1) and COL3A1, and the formation of stress fibers. Autophagic fibroblasts showed expression of the senescence markers CDKN1A (p21) and p16INK4a (p16) and also exhibit increase in Senescence Associated-beta-galactosidase activity. Inhibiting autophagy with different class I phosphoinositide 3-kinase and class III phosphatidylinositol 3-kinase (PtdIns3K) inhibitors or through ATG7 silencing prevented myofibroblast differentiation and senescence markers expression. Autophagic fibroblasts showed increased expression and secretion of CTGF (connective tissue growth factor), and CTGF silencing prevented myofibroblast differentiation. Phosphorylation of the MTORC1 target RPS6KB1/p70S6K kinase was abolished in starved fibroblasts. Phosphorylation of AKT at Ser473, a MTORC2 target, was reduced after initiation of starvation but was followed by spontaneous rephosphorylation after 2 d of starvation, suggesting the reactivation of MTORC2 with sustained autophagy. Importantly, inhibition of autophagy with PtdIns3K inhibitors or ATG7 silencing blocked AKT rephosphorylation. Inhibiting MTORC2 activation with long-term exposure to rapamycin, Torin 1 or by silencing RICTOR, a central component of the MTORC2 complex, abolished AKT rephosphorylation. RICTOR silencing, Torin 1 and rapamycin treatments prevented CTGF and ACTA2 upregulation and induction of senescence markers demonstrating the central role of MTORC2 activation in CTGF and senescence induction for myofibroblast differentiation. Since oxidative stress is a known inducer of senescence, we investigated the role of reactive oxygen species (ROS) in autophagy-induced myofibroblast differentiation and senescence markers induction. Exposing fibroblasts to N-acetyl-L-cysteine (NAC) decreased production of ROS during serum starvation, inhibited autophagy and significantly decreased the expression of senescence and myofibroblast differentiation markers. NAC also inhibited the phosphorylation of AKT Ser473, establishing the importance of ROS in fuelling MTORC2 activation. Collectively, these results identify ROS production in association with sustained autophagy as novel inducers of MTORC2 signaling which in turn concomitantly activate senescence and myofibroblast differentiation.

Carvacrol is a phenol monoterpene found in aromatic plants specially in Lamiaceae family, which has been evaluated in an experimental model of breast cancer. However, any proposed mechanism based on its antitumor effect has not been reported. In our previous study, carvacrol showed a protective effect on 7,12-dimethylbenz[α]anthracene- (DMBA-) induced breast cancer in female rats. The main objective in this research was to evaluate by using in silico study the carvacrol on HER2, PI3Kα, mTOR, hERα, PR, and EGFR receptors involved in breast cancer progression by docking analysis, molecular dynamic, and drug-likeness evaluation. A multilevel computational study to evaluate the antitumor potential of carvacrol focusing on the main targets involved in the breast cancer was carried out. The in silico study starts with protein-ligand docking of carvacrol followed by ligand pathway calculations, molecular dynamic simulations, and molecular mechanics energies combined with the Poisson–Boltzmann (MM/PBSA) calculation of the free energy of binding for carvacrol. As result, the in silico study led to the identification of carvacrol with strong binding affinity on mTOR receptor. Additionally, in silico drug-likeness index for carvacrol showed a good predicted therapeutic profile of druggability. Our findings suggest that mTOR signaling pathway could be responsible for its preventive effect in the breast cancer. / Revisión por pares