Les intégrines sont bien reconnues pour être impliquées dans plusieurs mécanismes cellulaires tels que la migration, la différenciation et la survie cellulaire. Il est également connu que les différentes sous-unités des intégrines peuvent elles aussi avoir des rôles différents au sein de ces mécanismes.Les signaux de survie engendrés par l'adhésion cellulaire sont principalement médiés par les intégrines. Ainsi lors de la perte d'adhésion à la matrice extracellulaire, les cellules entrent en anoïkose. Notre laboratoire a démontré que les cellules épithéliales intestinales entrent, elles aussi, en anoïkose lors d'une perte d'adhésion à la matrice. Ainsi l'objectif de ce travail est de déterminer l'implication des différentes sous-unités [alpha] des intégrines dans la survie cellulaire dans l'épithélium intestinal selon l'état de différenciation. Tout d'abord, nous avons déterminé le profil d'expression des sous-unités [alpha]2, [alpha]3, [alpha]5 et [alpha]6 des intégrines.Les cellules indifférenciées expriment toutes les sous-unités d'intérêts, alors que les cellules différenciées expriment surtout la sous-unité [alpha]6 des intégrines. Ensuite, afin de déterminer quelles sous-unités des intégrines sont impliquées dans la survie cellulaire selon l'état de différenciation, nous avons utilisé des anticorps bloquants afin d'inhiber leur adhésion à la matrice.Les sous-unités [alpha]2, [alpha]3 et [alpha]6 des intégrines sont importantes pour la survie des cellules indifférenciées alors que ce sont les sous-unités [alpha]2, [alpha]5 et [alpha]6 qui sont importantes pour la survie des cellules différenciées. Nous avons généré des shARNs dans des lentivirus afin d'infecter les cellules indifférenciées HIEC. Aucun des shARNs générés contre les sous-unités [alpha]2, [alpha]3 et [alpha]5 n'est fonctionnel. Le troisième shARN contre la sous-unité [alpha]6 a fonctionné. De plus, la perte d'expression de la sous-unité [alpha]6 a entraîné une augmentation de l'anoïkose. Donc, la sous-unité [alpha]6 des intégrines est importante pour la survie des cellules indifférenciées. À l'aide de ce shARN, nous avons déterminé que la perte d'adhésion causée par la perte d'expression de la sous-unité [alpha]6 des intégrines affecte les niveaux relatifs d'activation de Fak. Ainsi les différentes sous-unités [alpha] des intégrines sont impliquées de façon différentielle dans la survie des cellules épithéliales intestinales selon l'état de différenciation.

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

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

Le virus d’Epstein-Barr (EBV) est un herpèsvirus humain qui infecte plus de 90% de la population généralement de façon bénigne et asymptomatique. Cependant, de nombreuses données démontrent que ce virus peut également contribuer à certains processus de cancérisation. En effet, l’EBV est associé à de nombreuses pathologies malignes telles que le lymphome de Burkitt, le lymphome hodgkinien et le carcinome du nasopharynx. Dans la grande majorité de ces cancers associées à ce virus, l’EBV exprime un programme de latence de type II durant lequel la protéine LMP1 est exprimée. Elle est décrite comme l’oncogène majeur de l’EBV car son expression est nécessaire à la survie et à la prolifération des lignées transformées in vitro. Cette protéine membranaire est fonctionnellement apparentée aux membres de la famille des récepteurs du TNF. LMP1 est constitutivement active et son expression conduit à l’activation de voies de signalisation telles que les voies NF-κB, PI3K et des MAPK. L’activation de ces voies de signalisation cellulaire confère à LMP1 des propriétés oncogéniques, cependant, des effets toxiques liés à son expression ont également été décrits. Effectivement, LMP1 est capable d’induire l’apoptose dans différents types cellulaires. Dans ce contexte, nous avons d’abord développé et caractérisé, des variants dérivés de LMP1 constitués de sa partie C-terminale signalisatrice, complète ou partielle, fusionnée à la protéine GFP. Nous montrons que ces variants sont capables de séquestrer les protéines adaptatrices se fixant à LMP1 ou au récepteur TNFR1, et d’inhiber le signal et les phénotypes induits par ces derniers. Ces protéines à effet dominant négatif peuvent ainsi contrecarrer les effets transformants de LMP1 dans des modèles de latence II et III. Ces dominants négatifs peuvent aussi inhiber l’activation du TNFR1 et les phénotypes qui en découlent. Puis, nous avons étudié les propriétés de LMP1 en dehors d’un contexte infectieux et son rôle dans la transformation épithéliale. Nous démontrons que LMP1 induit la mort des cellules épithéliales MDCK mais certaines cellules outrepassent ses effets cytotoxiques générant des lignées qui expriment stablement LMP1 et dans lesquelles cet oncogène viral favorise la survie et exacerbe les phénotypes induits par le facteur de croissance HGF. Le caractère ambivalent de LMP1 pourrait limiter le pouvoir oncogène de l’EBV mais en contrepartie favoriser l’émergence de cellules résistantes à l’apoptose et capables de répondre de façon accrue à des facteurs de croissance. Nos travaux ont permis de mieux comprendre la dualité fonctionnelle de LMP1, d’une part ses effets oncogènes favorisant la survie cellulaire et d’autre part ses propriétés pro-apoptotiques, induites directement ou révélées suite à son inhibition, limitant la tumorigenèse. La caractérisation des mécanismes moléculaires impliquant LMP1 pourrait ainsi participer à la définition de potentielles stratégies thérapeutiques pour le traitement de cancers associés à l’EBV et où LMP1 est exprimée. / Epstein-Barr virus (EBV) is a human herpesvirus that infects more than 90% of worldwide population, generally asymptomatically. However, numerous studies show that EBV promotes tumorigenesis. Indeed, EBV infection is associated with many human malignancies including Burkitt’s lymphoma, Hodgkin’s lymphoma and nasopharyngeal carcinoma. In most of these cancers associated with EBV, it expresses latency II program in which the latent membrane protein 1 (LMP1) is expressed. LMP1 is described as the major EBV oncogene because its expression is necessary in vitro for survival and proliferation of transformed cell lines. This membrane protein is functionally related to members of the TNF receptors superfamily. LMP1 is constitutively active and its expression leads to activation of NF-κB, PI3K and MAPK signaling pathways. These activation confers oncogenic properties to LMP1, however, toxic effects associated with its expression are also described. Indeed, LMP1 can induce cell death in different cell types. In this context, we first developed and characterized LMP1 derivative variants consisting of its C-terminal signal, complete or partial, fused to GFP. We show that these variants are able to sequester adaptors binding to LMP1 and TNFR1, and inhibit signal and phenotypes induced by them. These proteins have dominant negative effect and may counteract LMP1 transformant properties in latency II cellular models. In addition, these dominant negatives impair TNFR1 signaling and associated phenotypes. Then, we studied LMP1 properties outside infectious context and its involvement in epithelial transformation. We show that LMP1 induces cell death in MDCK epithelial cells, but some go beyond its cytotoxic effects generating lines stably expressing LMP1 and in which this viral oncogene promotes survival and exacerbates HGF-induced phenotypes. Ambivalent character of LMP1 could limit the oncogenic potential of EBV but in return support the emergence of cells resistant to apoptosis and able to enhance growth factor responses. Our work allowed us to better understand the functional duality of LMP1 on the one hand its oncogenic effects favoring cell survival and other pro-apoptotic properties, induced directly or reveal by its inhibition, limiting tumorigenesis. Thus, characterization of molecular mechanisms involving LMP1 could participate in the definition of potential therapeutic strategies for treating cancers associated with EBV and where LMP1 is expressed.

Récemment notre laboratoire a démontré la présence des récepteurs de l'endothéline-1 de type ET[indice inférieur A] ainsi que de type ET[indice inférieur B] dans les cellules endothéliales vasculaires humaines (CEVhs). De plus, notre laboratoire a mis en évidence que dans les cellules du muscle lisse vasculaire humain (CMLVhs), les récepteurs de type ET[indice inférieur B] semblent jouer un rôle dans la survie de ce type cellulaire. Dans cette étude, nous voulons donc, vérifier l'hypothèse que le récepteur ET[indice inférieur B] peut jouer un rôle important dans la survie des CEVhs tout comme dans les CMLVhs. Afin de vérifier cette hypothèse, nous avons entamé des études de survie des CEVhs en utilisant en premier temps la technique du marquage a l'annexine V combinée à la microscopie confocal en 3-D lors d'apoptose induite par la génistéine. En deuxième temps, nous avons entamé les mêmes études en utilisant l'ISEL «in situ tunel» combiné à la microscopie à fluorescence. Nos résultats suggèrent que le traitement à l'ET-1 (10[exposant -7]M) semble prévenir l'apoptose induite par la génistéine et que cet effet de l'ET-1 est mimé par le traitement avec l'agoniste sélectif des récepteurs ET[indice inférieur B], l'IRL- 1620. De plus, ces premiers résultats indiquent que le blocage des récepteurs ET[indice inférieur B] par l'antagoniste sélectif du récepteur ET[indice inférieur B], le A192621, prévient 1'effet antiapoptotique de l'ET-1. Par contre, l'activation du récepteur ET[indice inférieur A] seul ne semble pas contribuer à l'effet antiapoptotique de l'ET-1. De plus, nos résultats démontrent que cet effet antiapoptotique du récepteur ET[indice inférieur B] est médié via Pinhibition de l'activation de la caspase 3. En plus, nos résultats montrent que le rolle protecteur du récepteur ET[indice inférieur B] ne dépend pas de la densité de celui-ci. En conclusion, nos résultats démontrent que l'ET-1 possède un effet antiapoptotique dans les CEVhs et que cet effet est médié en grande partie par l'activation des récepteurs ET[indice inférieur B]. Cette étude a permis une meilleure compréhension du rôle de l'ET-1 dans la survie des CEVhs. [Symboles non conformes]

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

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

Les thérapies ciblées sont des agents dont le but est d’inhiber une voie oncogénique spécifiquement activée dans une tumeur. Ces thérapies peuvent donc cibler l’angiogenèse tumorale, les voies de signalisation cellulaire, la prolifération infinie, l’anti-apoptose ou le pouvoir métastatique. Outre leur effet en monothérapie, leur intérêt repose également sur leur combinaison avec les traitements standards, chimiothérapie, radiothérapie ou même chirurgie. Dans ce contexte, l’association des thérapies ciblées et de la radiothérapie paraît séduisante. En effet, les mécanismes qui sous-tendent la sensibilité ou la résistance à une irradiation sont maintenant mieux connus et permettent d’envisager des manipulations thérapeutiques afin d’améliorer encore les résultats d’une radiothérapie ou d’une radiochimiothérapie. L’objectif de cette thèse était d’exploiter les données d’histologie moléculaires des carcinomes pulmonaires pour évaluer de nouvelles approches de radiosensibilisation basée sur l’inhibition de signaux de survie en ciblant les protéines Bcl-2 et Bcl-XL et la voie IGF-1 dans les carcinomes à petites cellules (CPC) et en ciblant la voie EGFR dans les carcinomes non à petites cellules du poumon (CPNPC). L’un des objectifs était également d’intégrer une méthodologie de combinaison plus précise compte-tenu des discordances très fréquemment observées entre les effets pré-cliniques d’une association et les résultats des études cliniques de la même combinaison. Dans une première partie, nous avons cherché à inhiber les mécanismes antitapoptotiques mis en jeu dans les CPC au moyen de deux nouvelles classes de thérapies ciblées : un oligonucléotide antisens ciblant l’ARNm du gène BCL2 (oblimersen) et un « BH3 mimetic » inhibiteur des protéines Bcl-2/Bcl-XL (S44563). Nous avons démontré dans ces deux études l’intérêt du ciblage de « l’anti-apoptose » pour radiosensibliser les lignées de CPC. En utilisant le S44563, un « BH3 mimetic » qui induit une apoptose via la voie mitochondriale dans les lignées qui surexpriment les cibles à savoir Bcl-2 et Bcl-XL,, nous avons montré que l’inhibition de Bcl-2 et Bcl-XL permettait d’induire une radiosensibilisation par induction de l’apoptose. Le mécanisme d’interaction reposait probablement par une induction de l’expression des protéines anti-apoptotiques, en particulier Bcl- XL à la suite d’une irradiation via l’activation de la voie NF-κB. Ceci est confirmé par les études de séquence montrant que l’administration pendant et après l’administration de la radiothérapie est plus efficace réalisant ainsi une chimiosensibilisation sous l’effet d’une irradiation rendant les cellules tumorales plus dépendantes (concept d’addiction oncogénique contextuelle) aux mécanismes de résistance à l’apoptose. Dans une seconde partie, nous avons également montré que l’inhibition d’une voie de signalisation cellulaire (la voie IGF-1) permettait également d’obtenir une radiosensibilisation tumorale validant ainsi l’intérêt de ces combinaisons. En particulier, L’anticorps monoclonal ciblant IGF-1R, le R1507 augmente l’efficacité du cisplatine et au final améliore l’efficacité de la radio-chimiothérapie dans plusieurs lignées de CPC via la diminution de l’expression de IGF-1R avec pour conséquence une diminution de l’activation de ses effecteurs, en particulier AKT, indiquant que le R1507 augmente la radiosensibilité en supprimant l’activation de IGF-1R secondaire à l’irradiation. Cependant, nous avons montré par différentes approches d’étude du transcriptome que les cellules tumorales traitées par le R1507 pendant 4 semaines s’adaptaient en ré-exprimant IGF-1R, en activant p-IRS1 et en activant différentes voies oncogéniques telles que l’angiogenèse ou d’autres voies de signalisation cellulaire. Ces résultats suggèrent donc les limites d’un schéma adapté chez l’homme lors d’une radio-chimiothérapie concomitante et plaident pour une association précoce à d’autres thérapies ciblées. / Targeted therapies are drugs that block a specific molecular target involved in following alterations in cell physiology: growth signal self-sufficiency, insensitivity to growth-inhibitory signals, evasion of apoptosis, an unlimited replicative potential, sustained angiogenesis, tissue invasion, and metastasis. Although these compounds showed efficacy when given alone, there is now a rationale to combine these agents with other antitumor therapies such as chemotherapy, radiation and surgery. In this context, there is compelling data supporting the association between targeted therapies and radiation. The better understanding of mechanisms of sensitivity or resistance to radiation may help to envision new strategies to improve its efficacy. The primary goal of this work was to assess new strategies of radiosensitization based on molecular characteristics of both small cell lung cancer (by targeting Bcl-2 and Bcl- XL proteins as well as IGF-I pathway) and non-small cell lung cancer (by targeting EGFR pathway). The second objective was also to assess new methods to better investigate combination of radiation with new targeted therapies. In the first part of the work, we evaluated the impact of the inhibition of BCL-2 in small cell lung cancer cell lines with oblimersen, an antisense BCL-2 oligodeoxynucleotide and with a small peptide BH3 mimetic, S44563 which targets both Bcl-2 and Bcl- XL proteins. We showed that inhibiting anti-apoptotic mechanisms could enhance radiosensitivity of SCLC cells. S44563 caused SCLC cells to acquire hallmarks of apoptosis through activation of the mitochondrial pathway in Bcl2 and Bcl- XL overexpressing cell lines. S44563 markedly enhanced the sensitivity of SCLC cells to radiation in both in vitro and in vivo assays through apoptosis induction. This positive interaction was explained by the induction of radiation-induced anti-apopototic proteins, mainly Bcl- XL by the NF-κB pathway. These data were confirmed by in vivo experiments showing that the radiosensitization was greater when S44563 was given after the completion of the radiation in the context of radiation-induced oncogenic addiction. In the second part of the work, we showed that IGF-1R targeting increases the antitumor effects of DNA-damaging agents in SCLC model. R1507 (a monoclonal antibody directed against IGF-1R), exhibited synergistic effects with both cisplatin and IR in SCLC cell lines through IGF-IR downregulation and reduced activation of downstream AKT. However, we observed a transient reduction of IGF-1R staining intensity in vivo, concomitant to the activation of multiple cell surface receptors and intracellular proteins involved in proliferation, angiogenesis, and survival. These data underscore the challenge of the combination of concomitant radiotherapy and chemotherapy and support the early use of targeted therapies to improve the antitumor efficacy.

La phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) est un complexe comportant une sous-unité catalytique (C) et régulatrice (R). En ce qui concerne la classe I, cinq isoformes R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) et quatre isoformes C (p110α, p110β, p110δ et p110γ) sont connues. Plusieurs études ont souligné les rôles cruciaux de la voie PI3-K/Akt dans une panoplie de processus cellulaires, dont la survie. De plus, cette voie est l’une des plus altérées dans plusieurs types de cancers, dont le cancer colorectal (CCR). Par ailleurs, il est bien établi que l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose constitue une étape cruciale et limitante dans la progression de plusieurs types de cancers, incluant une fois de plus le CCR. Nous avons précédemment démontré que les complexes isoformes PI3-K sont engagés/recrutés par la signalisation intégrines FAK/Src de suppression d’anoïkose et, conséquemment, exercent des rôles distincts dans la survie cellulaire des entérocytes normaux selon leur état de différenciation. Ainsi, l’hypothèse de recherche de la présente étude est que les complexes isoformes PI3-K contribuent sélectivement à l’acquisition d’une résistance à l’anoïkose, et ce, chez les cellules CCR humaines. Les objectifs principaux sont les suivants : 1) Établir le profil des complexes isoformes PI3-K chez des lignées cancéreuses colorectales humaines exhibant différents degrés de résistance à l'anoïkose (modéré à fortement élevé); et 2) Déterminer fonctionnellement les contributions des complexes isoformes PI3-K identifiés dans le maintien de résistance à l'anoïkose. Nos résultats indiquent que : 1) il existe des distinctions entre les profils de complexes isoformes PI3-K prédominants chez des cellules CCR exhibant différents degrés de résistance à l’anoïkose; 2) Ces complexes PI3-K peuvent jouer ou non des rôles dans la survie cellulaire, et ce, peu importe le degré de résistance à l’anoïkose exhibé; 3) les distinctions de profils de complexes isoformes ne semblent pas corrélées avec la progression de résistance à l’anoïkose; 4) il y aurait un mécanisme anormal de compensation entre les isoformes par rapport aux complexes formés et fonctions spécifiques chez les cellules CCR; et 5) une implication de la voie MEK/Erk compliquerait d’autant plus l’investigation des rôles des complexes PI3-K chez les cellules exhibant un degré élevé de résistance à l’anoïkose. Somme toute, cela laisse entrevoir que la progression dans la résistance à l’anoïkose implique une complexité plus importante qu’anticipée, chez les cellules CCR. / Abstract : The Phosphatidylinositol-3 kinase (PI3-K) is a lipid kinase enzyme complex formed of a catalytic (C) and a regulatory (R) subunit. To date, class I PI3-K members include five R (p85α, p55α, p50α, p85β et p55γ) and four C (p110α, p110β, p110δ et p110γ). Many studies already highlighted the crucial roles of the PI3-K/Akt pathway in many, if not all, cell processes, including cell survival. Moreover, PI3-K/Akt constitutes one of the most altered pathways in cancer, including in colorectal cancer (CRC). Incidentally, it is well established that the acquisition of anoikis resistance constitutes a crucial and limiting step in the progression of many cancers, including once again, in CRC. We have already demonstrated that PI3-K isoform complexes are selectively engaged by the anoikis-suppressing integrins/FAK/Src signaling and that this translates in distinct roles in normal enterocytes survival, according to their state of differentiation. This establishes a basis for the working hypothesis of the present report which is that PI3-K isoform complexes distinctly contributes to the acquisition and maintenance of anoikis resistance in human CRC cells. The main goals were as follows: 1) To establish the expression profiles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; and 2) To define the functional contributions of said PI3-K isoform complexes in the maintenance of anoikis resistance. Our results indicate that 1) the expression profiles of PI3-K isoform complexes are distinct between human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees; 2) these PI3-K isoform complexes can perform, or not, roles in cell survival regardless of the anoikis resistance degree displayed; 3) the observed distinctions of the expression profiles of PI3-K isoform complexes do not correlate with the progression of anoikis resistance; 4) there seems to be an abnormal compensation mechanism between the various PI3-K isoforms linked not only with the nature of the complexes that are formed, but to their specific functions as well; and 5) the MEK/Erk pathway seems implicated in a cross-talk signaling loop, the nature of which further complexifies the investigation of the roles of PI3-K isoform complexes in human CRC cells displaying differing anoikis resistance degrees. Taken together, these observations suggest a more complex network of interactions than previously thought in human CRC cells.

Les lymphocytes B régulent la réponse immunitaire par la sécrétion de facteurs proinflammatoires ou immunosuppresseurs. Dans la Leucémie Lymphoïde Chronique (LLC),une sous-population de lymphocytes B CD5⁺ présente des propriétés immunosuppressives qui l’apparente aux lymphocytes B régulateurs notamment par la production d’IL-10. La survie des cellules leucémiques est, elle, associée à la réponse antigénique et à la production de cytokines dont l’IL-6. L’objectif de ce travail a été de caractériser dans la pathologie les populations produisant les cytokines pro-survie ou immunorégulatrices et d’analyser la relevance fonctionnelle de leur sécrétion. Nous avons identifié des sous-populations de cellules B leucémiques exprimant trois facteurs immunorégulateurs l’IL-10, le TGFβ1 et pour la première fois le facteur de transcription FOXP3, La proportion augmentée de cellules exprimant l’IL10 est associée à une diminution des cellules exprimant l’IL6. De manière importante, ce travail a identifié une boucle autocrine de stimulation de l’activité métabolique des cellules par l’IL10. La cytokine en se fixant à son récepteur permet l’activation des facteurs STAT3 et induit l’expression à la fois de protéines anti- apoptotiques de la famille Bcl2 mais surtout sa propre expression. Un blocage de cette boucle au niveau du récepteur à l’IL10 suspend l’avantage de survie des cellules tumorales. L’IL-6 ne déclenche pas ces mécanismes de maintien des cellules de LLC. Ce travail montre qu’en plus de son rôle sur les cellules du microenvironnement tumoral, l’IL-10 participe au maintien autocrine de la sous-population immunorégulatrice dans la LLC. / B cells produce pro-inflammatory or immunosuppressive factors to modulate the immuneresponse. In Chronic lymphocytic leukemia (CLL), a subset of the tumor lymphocytes produces IL10 and share immunoregulatory functions with regulatory B cells. CLL cell ssurvival is driven by antigenic response and pro-survival cytokines such as IL6. This project aimed at deciphering the cytokines profile of CLL subsets and analyzing their functional relevance. We identified immunoregulatory subsets producing IL-10, TGFβ1 and for the firsttime FOXP3. In patients, the increased proportion of cells expressing IL10 was correlated with decrease in IL6⁺ cells. Importantly we described an autocrine survival loop driven by IL10 in these cells. IL10 triggering led to STAT3 activation, induction of active pro-survival factors altogether with IL10 self-induction. Interrupting this loop with a blocking ab against IL10R prevented survival of the cells. IL6 did not manage such mechanisms. In conclusion,this work demonstrates that IL10 is an important mediator in CLL; the cytokine alters immune recognition of the tumor cells and sustains leukemic cells survival via the autocrine loop.