La transformation maligne des mélanocytes de l'uvée mène au principal cancer intraoculaire chez l'adulte, le mélanome uvéal (MU). Plus de 50% des patients atteints de cette maladie développent des métastases principalement au foie, la survie des patients n'étant alors que de quelques mois, ce qui fait du MU un cancer rare mais très agressif. De plus, 40% des patients ne présentent aucun symptôme lors de la formation de la tumeur intraoculaire, ni douleurs ou troubles visuels, ce qui explique la présence antérieure de métastases hépatiques lors du dépistage de la tumeur primaire intraoculaire. Dans la littérature, l'analyse moléculaire de l'expression de 12 gènes, incluant le récepteur 2B à la sérotonine (HTR2B), permet d'identifier les patients à risque d'évoluer vers la forme métastatique et agressive de la maladie. La surexpression du gène HTR2B est l'élément le plus discriminant de cette signature, cette surexpression étant observée chez les patients qui développent des métastases. L'objectif central de ce projet consistait à étudier la régulation de l'expression du gène HTR2B dans les lignées de MU. Pour ce faire, notre premier volet s'intéressait aux facteurs de transcription (FTs) qui modulent la transcription du gène HTR2B. HTR2B étant un récepteur hormonal, la liaison de la sérotonine à celui-ci active la voie de signalisation JAK (Janus Kinase) /STAT (Signal Transducer and Activators of Transcription), qui à son tour, peut altérer l'expression du gène HTR2B. Ce type de boucles de rétroaction est très documenté dans la littérature, dans les systèmes de récepteurs hormonaux semblables à notre gène HTR2B, afin d'éviter que la signalisation ne s'emballe. Nous avons démontré que HTR2B est sous le contrôle des FTs appartenant à la famille STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) via un élément de régulation qui se situe 280 paires de bases (pb) en amont du site d'initiation de la transcription du gène HTR2B, et que la liaison des protéines STAT à cet élément active la transcription du gène HTR2B dans nos lignées de MU. Les niveaux d'expression d'une protéine sont tout aussi bien contrôlés au niveau transcriptionnel que traductionnel, voir même post-traductionnel. Dans le second volet, nous nous sommes intéressés aux modifications post-traductionnelles de la protéine HTR2B dans nos lignées de MU, et vérifier si ces dernières pouvaient contribuer, au moins en partie, aux altérations de l'expression du gène HTR2B dans les lignées de MU. Les modifications post-traductionnelles servent, entre-autre, à l'activation de certains sentiers signalétiques, mais elles modifient également la stabilité des protéines et leur devenir. C'est le cas de l'ubiquitination qui oriente globalement les protéines cibles vers le système de dégradation ubiquitine-protéasome (SUP). Les lignées métastatiques de MU se caractérisent par des niveaux élevés d'activité du SUP. Cependant, nos travaux ont permis de démontrer que cette activité accrue du SUP ne semble avoir que peu d'impact sur le niveau global de HTR2B, qui semble être stabilisé sous sa forme ubiquitinée dans les lignées métastatiques. Dans le dernier volet, nous nous sommes intéressés aux modifications post-traductionnelles subies par les FTs STAT qui modulent l'expression du gène HTR2B dans le MU. Les résultats préliminaires que nous avons obtenus démontrent une hyperglycosylation de la protéine STAT3 dans les lignées métastatiques de MU, ainsi qu'une forte ubiquitination de celle-ci, cette forme hyperglycosylée/ubuiquitinée semblant s'avérer beaucoup plus stable dans les lignées métastatiques. Nos travaux permettent ainsi de mieux comprendre la mécanistique de régulation de l'expression du gène HTR2B humain, qui joue un rôle central dans le dépistage des patients à risque d'évoluer vers la forme métastatique du MU. Ils vont, en outre, permettre également d'identifier de nouveaux FTs/gènes qui pourraient affiner la signature moléculaire servant au dépistage des patients à haut risque de développer la forme métastatique de la maladie. La portée clinique de notre projet est donc élevée. / The malignant transformation of uveal melanocytes leads to the primary intraocular cancer in adults, uveal melanoma (UM). Over 50% of patients with this disease develop metastases primarily to the liver, with patient survival typically only extending for a few months, underscoring UM's rarity but high aggressiveness. Additionally, 40% of patients exhibit no symptoms during the formation of the intraocular tumor, such as pain or visual disturbances, potentially explaining the presence of hepatic metastases upon primary intraocular tumor screening. In literature, molecular analysis of the expression of 12 genes, including the serotonin receptor 2B (HTR2B), helps identify patients at risk of progressing toward the metastatic and aggressive form of the disease. Overexpression of the HTR2B gene stands out as the most discriminating element within this signature, observed in patients who develop metastases. The primary objective of this project was to study the regulation of the HTR2B gene expression in UM cell lines. To achieve this, our initial focus was on transcription factors (TFs) that modulate the transcription of the HTR2B gene. As HTR2B is a hormonal receptor, serotonin binding by this receptor activates the JAK (Janus Kinase)/STAT (Signal Transducer and Activators of Transcription) signaling pathway, which can in turn alter the expression of the HTR2B gene. Such feedback loops are extensively documented in the literature within hormonal receptor systems akin to our HTR2B gene, aiming to prevent signaling overdrive. We demonstrated that HTR2B is under the control of transcription factors belonging to the STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) family via a regulatory element located 280 base pairs upstream of the HTR2B gene's transcription initiation site. The binding of STAT proteins to this element activates the transcription of the HTR2B gene in our UM cell lines. Protein expression levels are equally controlled transcriptionally, translationally, and even post-translationally. In the second phase, we investigated post-translational modifications of the HTR2B protein in our UM cell lines, assessing whether these could contribute, at least partly, to the alterations in HTR2B gene expression in UM cell lines. Post-translational modifications serve various purposes, including pathway activation, but also affect protein stability and fate. Ubiquitination, for instance, generally directs targeted proteins toward the ubiquitin-proteasome degradation system (UPS). Metastatic UM cell lines are characterized by heightened UPS activity. However, our work demonstrated that this increased UPS activity appears to have minimal impact on the overall level of HTR2B, which seems to be stabilized in its ubiquitinated form in metastatic cell lines. In the final phase, we investigated the post-translational modifications undergone by STAT TFs that modulate HTR2B gene expression in UM. Our preliminary results highlighted the hyperglycosylation of the STAT3 protein in metastatic UM cell lines, alongside significant ubiquitination, suggesting that this hyperglycosylated/ubiquitinated form proves considerably more stable in metastatic cell lines. Our research thus provides better insights into the mechanistic regulation of human HTR2B gene expression, crucial in identifying patients at risk of developing the metastatic form of UM. Moreover, it will aid in identifying new TFs/genes that could refine the molecular signature used to screen patients at high risk of developing the metastatic form of the disease. Hence, the clinical implications of our project are substantial.

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

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Certains gènes, modulant la sérotonine (5-hydroxytryptamine, 5-HT), ont été associés aux tempéraments liés à l'anxiété. Une limitation dans la plupart de ces études est que les études sont de nature transversale et l'anxiété a été évaluée à un seul point dans le temps. De plus, seules quelques études ont été réalisées chez les enfants. Le but de la présente étude était d'étudier le rôle des gènes HTR2A et TPH2 dans le développement des trajectoires d’anxiété durant l’enfance. Les associations entre ces gènes, ces trajectoires, le diagnostic d’anxiété à l'âge adulte et les différences entre les sexes ont été examinées dans l'Étude Longitudinale des Enfants de Maternelle au Québec, composée de 3185 enfants recrutés en 1986-1987. Leur anxiété a été cotée par leur professeur annuellement entre 6 et 12 ans. Ces cotes ont été modélisées en trajectoires comportementales. Les données genotypées de 5-HT, disponibles pour 1068 personnes, ont été analysées en utilisant les statistiques du Chi-carré, des régressions logistiques et des analyses de variance. Sur les 37 polymorphismes étudiés, plusieurs ont été associés à la trajectoire de forte anxiété, tels le 5-HTR2A (rs1328684, rs95534511, rs1745837, rs7984966, 7330636) et TPH2 (rs11179050, rs11179052, rs1386498). Bien que les trajectoires d’anxiété en enfance n’aient pas prédit le diagnostic d'anxiété à 21 ans, les relations ont été trouvées entre ce diagnostic, HTR2A et les polymorphismes du nucléotide simple (PNS) de TPH2. On remarque que les PNS associés à l’anxiété durant l’enfance et l’âge adulte ne sont pas les mêmes. La force d'association entre les gènes étudiés et l'anxiété diffère entre les garçons et les filles. Cette étude est la première à identifier une association entre les variantes TPH2, 5-HTR2A et les trajectoires d’anxiété en enfance. Les études futures devraient reproduire les résultats dans d'autres échantillons, enquêter sur l'interaction avec les facteurs de stress, et étudier la pertinence fonctionnelle de la PNS. / A number of genes known to modulate serotonin (5-hydroxytryptamine, 5-HT) have been associated with anxiety-related temperaments. A limitation in most of these studies is that the studies are cross-sectional and anxiety has been measured at a single point in time. Furthermore, only a few studies have been done in children. The aim of the present study was to investigate the role of the HTR2A and TPH2 gene in the development of trajectories of anxiety in childhood/ adolescence. Associations between these genes, anxiety trajectories in childhood and anxiety diagnoses in adulthood were also investigated. Finally, gender differences were explored. Research questions were investigated in the Quebec Longitudinal Study of Kindergarten Children, consisting of 3185 boys and girls, selected in 1986-1987. Children`s anxiety was rated by their teacher every year between the age of 6 and 12 years. The ratings were modeled into behavioral trajectories. 5-HT genotyping data were available for 1068 cohort members. Data were analyzed using Chi-square statistics, logistic regressions and ANOVAs. Out of 37 investigated polymorphisms, several polymorphisms, such as 5-HTR2A (rs1328684, rs95534511, rs1745837, rs7984966, 7330636) and TPH2 (rs11179050, rs11179052, rs1386498) were associated with a high anxiety trajectory. Though trajectories of high anxiety in childhood did not predict an anxiety diagnosis at age 21, relationships were found between HTR2A and TPH2 SNPs and anxiety diagnosis at age 21. We note that the SNPs associated with anxiety were different between adults and children. The strength of association between the investigated genes and anxiety differed between boys and girls. This is the first study reporting an association with some HTR2A and TPH2 variants and trajectories of anxiety in children. Future studies should replicate the findings in other samples, investigate the interaction with stressors, and study the functional relevance of the SNPs

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

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

La physiopathologie de l'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) implique de multiples mécanismes. Elle est caractérisée, entre autres, par la réduction de la production des facteurs vasodilatateurs, l'augmentation exagérée des facteurs vasoconstricteurs et des facteurs de croissance qui conduisent à la vasoconstruction, la prolifération et le remodelage vasculaire pulmonaire. Les cellules endothéliales pulmonaires secrètent des facteurs paracrines qui contribuent à l'hyperplasie des cellules musculaires lisses pendant la progression de l'hypertension artérielle pulmonaire. Le FGF2 produit par les cellules endothéliales et stocké dans la matrice extracellulaire, est l'un de ces facteurs très bien documenté pour entraîner une prolifération des CML. Cette étude montre que l'inhibition de l'expression pulmonaire du bFGF par l'injection répétée du SiRNA chez les rats traités à la MCT, est corrélée à l'amélioration des paramètres hémodynamiques, du remodelage vasculaire et de l'hypertrophie cardiaque droite, en traitement préventif et curatif. Chez les sujets atteints d'hypertension pulmonaire le niveau de la sérotonine circulant est très élevé. La biosynthèse de la sérotonine dépend de la tryptophane hydroxylase. Nous avons étudié l'impact des variations génétiques de la Tph1 et de la Tph2 sur le développement de l'HTAP chez les souris. Cette étude a montré que la déficience en Tph1 (Tph périphérique) protège les souris contre l'hypoxie alors que les souches de souris porteuses du polymorphisme C1473G au niveau du gène Tph2 (Tph centrale) montrent des phénotypes d'HTAP différents pendant l'hypoxie. En plus de l'importance de la TPH, l'expression du 5-HTT est aussi déterminant dans l'HTAP. Les souris SM22 surexprimant le 5-HTT dans les CML à un niveau proche de celui des CML des patients atteints d'hypertension artérielle pulmonaire développent spontanément une HTAP qui s'aggrave avec l'âge. Du fait de la baisse considérable de l'activité de ces deux enzymes, le NO synthase et la prostacycline synthase, au niveau des cellules endothéliales chez les patients HTAP, le taux de l'AMPc et du GMPc baisse. Les PDEs hydrolysent les deux messagers des agents vasodilatateurs prostacycline et oxyde nitrique, et l'utilisation des inhibiteurs de phosphodiestérases augmentent la concentration intracellulaire de GMPc et AMPc et causent la vasodilatation pulmonaire. Le traitements des rats HTAP avec l'inhibiteur du PDE4 (Roflumilast) avec deux doses 1,5 et 0,5mg/Kg/jour, a montré une régression de l'HTAP, baisse de l'hypertrophie cardiaque et du remodelage vasculaire des rats traités à la monocrotaline ou mises en hypoxie aigüe (10% O2), chez qui un traitement préventif et curatif a été effectué. / The physiopatholy of pulmonary arterial hypertension (PAH) implies multiple mechanisms. It is characterized by the reduction of the production of vasodilatators factors, the overproduction of vasoconstrictor factors and growth factors which lead to the pulmonary vasoconstriction, and the pulmonary vascular remodeling. The pulmonary endothelial cells release paracrine factors which contribute to the hyperplasy of the smooth muscule cells (SMC) during the progression of PAH. The FGF2 produced by the endothelial cells and stored in the extracellular matrix is reproted to be involved in the SMC proliferation. This study shows that inhibition of the pulmonary expression of FGF2 by the repeated injection of SiRNA in the rats treated with monocrotaline (MCT), is correlated with the improvment of the hemodynamic parameters, vascular remodeling and right ventricular hypertrophy, in both, a preventive and a curative treatment. In pateints with PAH, it has been shown that the circulating level of serotonin is very high as compared to control patients. The biosynthesis of serotonin depends on tryptophan hydroxylase. Therefore, we studied the impact of the genetic variations of Tph1 and Tph2 on the development of PAH in mice. This study showed that deficiency in Tph1 (peripheral Tph) protects mice against the hypoxia-induced PAH severity during hypoxia. In addition to the importance of the Tph, the serotonin transporter (5-HTT) expression is also a determining factor in the development of PAH. Mice overexpressing 5-HTT (SM22-5-HTT+ mice) specifically in SMC develop spontaneously PAH in normoxia, which worsens with age. We observed a significant decrease int he rate of cAMP and cGMP produced in the endothelial cells from patients with PAH, which has been reported to be due to low activities of NO synthase and prostacyclin synthase. Phosphodiesterases (PDE)hydrolize the two messengers (cAMP and cGMP), and the use of specific inhibitors of PDE increases the intracellular concentration of cGMP and cAMP and causes pulmonary vasodilatation. A daily oral administration of Roflumilast (1,5 and 0,5 mg/kg/day) a specific inhibitor of PDE4, was effective in preventing and in reversin the PAH in both experimental model of PAH, the MCT and chronic hypoxia (10%O2,2 weeks)

L’hypertension pulmonaire (PH) compliquant la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) est associée à une augmentation du risque de décès. Le remodelage vasculaire pulmonaire en est la principale cause ; ce remodelage est le résultat de la combinaison des effets de l'hypoxie alvéolaire, d’une inflammation et de la perte du lit vasculaire pulmonaire. Sur le plan anatomique, on observe un épaississement de l’intima dû à une prolifération des cellules musculaires lisses (CML). Ces anomalies sont sous la dépendance du transporteur de la sérotonine (5-HTT). La quantité d’ARN messager du 5- HTT des CML humaines en culture est significativement plus élevée chez les sujets homozygotes pour la forme longue du promoteur de 5-HTT (LL), par rapport aux sujets hétérozygotes (LS) ou homozygotes pour la forme courte (SS), notamment en condition hypoxique. La pression artérielle pulmonaire (PAP) est significativement plus élevée chez les patients homozygotes LL (moy. 34 ± (ET)13 mm Hg), par rapport aux autres patients (22 ± 4 mm Hg et 23 ± 5 mm Hg ; p<0,001). Nous avons également observé que l’interleukine 6 (IL- 6) sérique est corrélée à la PAP (r=0,39 ; p< 0,001). De plus, un polymorphisme fonctionnel du gène codant pour l’IL-6 G(–174)C est associé dans sa forme homozygote GG à une HP plus fréquente (Odds Ratio ajusté= 4.32; [Intervalle de confiance à 95%, 1.96-9.54]) et une PAP significativement plus élevée. En conclusion, la prolifération des CML artérielles pulmonaires dans la BPCO est dépendante du 5-HTT et de l’inflammation. Cette prolifération est en partie induite par l’hypoxie alvéolaire entraînant un remodelage des petites artères et artérioles pulmonaires / The lung high blood pressure complicating (PH) the obstructive chronic bronchopneumopathie ( BPCO) is associated with an increase of the risk of death(deaths). The lung vascular reshaping is the main cause; this reshaping is the result(profit) of the combination(overall) of the effects of the alveolar hypoxie, the inflammation and the loss of the lung vascular bed

Les pathologies dépressives se caractérisent par des symptômes hétérogènes impliquant de nombreuses régions cérébrales. L’une d’entre elles, l’hippocampe, est le siège d’un processus physiologique, appelé neurogenèse, qui, chez l’adulte, serait impliqué dans l’étiologie de la dépression et la réponse au traitement antidépresseur.L’objectif de ce travail a été d’étudier le rôle des 4 étapes du processus de neurogenèse hippocampique dans l’action des antidépresseurs dans un modèle physiopathologique de la dépression, chez la Souris adulte. / Depression is characterized by heterogeneous symptoms in several brain regions. One of them, the hippocampus, is related to a phenomenon called neurogenesis, which seems to be linked to the etiology of depression and to the response of antidepressants. The main goal of this work was to study the relationships between all the 4 steps of hippocampal neurogenesis and antidepressants action in a model of depression in adult mouse.