Les niveaux d’expression de nombreux gènes peuvent être affectés par l’environnement et mener au développement de la cryptorchidie. Cette malformation congénitale est la plus commune dont une des conséquences majeures est l’infertilité masculine due au testicule non-descendu, auquel un risque plus élevé de cancer testiculaire est associé. L’expression des ARN totaux isolés à partir de biopsies testiculaires ont été analysés par micropuces, puis par une analyse bio-informatique et une validation par RT-qPCR de plusieurs gènes sélectionnés. Ces analyses m’ont permis d’identifier plus de deux milles candidats montrant une expression différente entre des sujets cryptorchides et normaux. Certains de ces gènes sélectionnés peuvent être associés à la descente testiculaire, d’autres au cancer testiculaire ou encore aux divers types cellulaires retrouvés dans cet organe. Les différences dans le transcriptome dues à la cryptorchidie vont nous aider à comprendre la cause génétique de cette maladie. / Expression level of numerous genes may be affected by environmental condition and lead to development of cryptorchidism. The most common congenital malformation in male is cryptorchidism. One major consequence of this anomaly is infertility due to undescended testis, to which an increased risk of testicular cancer is associated. Expression of total RNAs isolated from testicular biopsies were analysed with microarray. This was followed by subsequent bioinformatic analysis and RT-qPCR validation of many highlighted genes. Those analyses allowed me to identified more than two thousand genes that showed a differential expression between normal and cryptorchid subjects. Among these highlighted and validated genes, some can be either associated to testicular descent, to testicular cancer, or to specific cell types in testes. Differences in transcriptome due to cryptorchidism should give us clues to identify the genetic causes of this malformation.

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

Les antigènes testiculaires du cancer sont des cibles idéales pour l’immunothérapie du cancer car ce sont des protéines immunogéniques dont l’expression est restreinte aux cellules germinales et au cancer. Le but de cette étude est d’évaluer le potentiel de MAGE-A11, un antigène testiculaire du cancer, comme cible pour développer un vaccin contre le cancer de la prostate. Pour ce faire, l’anticorps monoclonal 5C4 qui a la capacité de reconnaître la présence de MAGE-A11 dans les tissus fixés et inclus en paraffine a été produit. De plus, l’expression de MAGE-A11 a été analysée sur plusieurs lignées de cellules cancéreuses. Il a été démontré que MAGE-A11 est exprimé dans plusieurs types de cancers notamment dans le cancer du côlon et du cerveau. Finalement, nous avons identifié trois épitopes du CMH classe II HLA-DR1 dans la protéine MAGE-A11 confirmant ainsi l’immunogénicité de cet antigène et son potentiel comme cible pour l’immunothérapie du cancer. / Cancer/testis antigens are ideal targets for cancer immunotherapy because of their limited expression in normal tissues, aberrant expression in malignancies and their immunogenic properties. The aim of this study was to evaluate the potential of cancer/testis antigen, MAGE-A11, as an immunotherapeutic target for development of a prostate cancer vaccine. To accomplish this, we produced the monoclonal antibody 5C4 that is capable of recognizing MAGE-A11 in formalin-fixed paraffin-embedded tissues. We also investigated the expression of MAGE-A11 in a wide variety of cancer cell lines to determine the scope of its expression in cancer. It was shown that MAGE-A11 is widely expressed in malignancies. The highest MAGE-A11 expression was observed in colon cancer and astrocytoma brain tumors. Finally, we identified three naturally processed MHC class II HLA-DR1 epitopes in MAGE-A11 protein, thus confirming its immunogenicity and its potential as a target for cancer immunotherapy.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

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

Les membres de la famille des GAT A sont des facteurs de transcription à doigt de zinc exprimés dans une grande variété de tissus. Les facteurs GAT A jouent des rôles essentiels dans l 'hématopoïèse, le développement cardiaque et la formation de l'endoderme et des gonades. La régulation de ces divers processus biologiques par les facteurs GA T A dans différents tissus, incluant le testicule, ne peut se faire sans l'aide d' autres partenaires. Mes travaux de thèse avaient donc pour but d' étudier l'expression et l' implication de partenaires transcriptionnels qui pourraient moduler l'activité des facteurs GA TA et conséquemment l'expression de gènes testiculaires. Des analyses de types hybridation in situ et d'immunohistochimie ont permis de mettre en évidence la présence du messager et de la protéine des cofacteurs Friend of GAT A (FOG) 1 et FOG2 tout au long du développement testiculaire .. Des transfections transitoires in vitro ont ensuite permis de constater que l'interaction physique entre les protéines FOG et les facteurs de transcription GA TA résulte en une inhibition de l'activité de promoteurs testiculaires régulés par les facteurs GA TA. Ainsi, les partenaires FOG seraient des répresseurs de l'activité des facteurs GA TA dans le testicule. Un nouveau partenaire pour les facteurs GATA, le récepteur nucléaire LRH-I/NR5A2, a aussi été identifié. J' ai montré qu'il interagit directement avec les facteurs GAT A4 et GAT A6 et que cette interaction se traduit par une synergie transcriptionnelle sur les gènes lnha et Cyp19al codant pour la sous-unité a de l'inhibine et l'enzyme stéroïdogénique aromatase respectivement. Les modifications posttraductionnelles sont d'autres moyens utilisés par la cellule pour moduler l'activité d'un facteur de transcription sur un gène. Notre laboratoire a montré que la phosphorylation du facteur GAT A4 par la protéine kinase A (PKA), en réponse à l' activation de la voie de signalisation de l' AMPc, augmente son activité transcriptionnelle sur le promoteur Star. Mes travaux ont révélé que la phosphorylation de GAT A4 et GATA6 par PKA permet aussi une stimulation accrue des promoteurs lnha et Cyp19al. 111 En somme, la présence des partenaires FOG 1, FOG2 et LRHl/NR5A2 dans le testicule de même que des modifications posttraductionnelles de type phosphorylation modulent le potentiel de transactivation des facteurs GA TA sur des promoteurs testiculaires. Ceci suggère que les facteurs de transcription GATA et leurs partenaires sont d'importants régulateurs du développement et de la fonction testiculaire.

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

La 1α,25(OH)2 vitamine D3 (1,25-D3) est synthétisée à partir du cholestérol par l'exposition solaire de la peau. Les effets de cette hormone sont médiées par le récepteur de la vitamine D (VDR) dans le noyau et à la membrane plasmique, et avec le récepteur PDIA3 ils médient des effets génomiques et non-génomique. La vitamine D joue un rôle important dans la reproduction, puisque la réduction de la fertilité a été observée chez les rats déficients en vitamine D. L'estradiol (E2) est synthétisé à partir de la testostérone par l'enzyme aromatase (CYP19). L’E2 a des effets génomiques et non génomiques médiée par les récepteurs ESR1, ESR2 et GPER. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’effet de l’E2 sur le métabolisme et les voies de signalisation de la vitamine D dans des testicules des rats à différents âges ainsi qu’une perturbation éventuelle initiée par un perturbateur endocrinien à activité estrogénique, le Bisphénol A (BPA). Dans le première axe de travail, trois protocoles expérimental (PE) ont été réalisés, où l’E2 et le BPA ont été administrés: traitement de J15pp à J30pp et euthanasie immédiate à J30 (PE1), traitement de J15 à J30 et euthanasie différée à J75 (PE2) et traitement à l’âge adulte de J60 à J75 et euthanasie immédiate à J75 (PE3). Dans le PE1, le traitement avec l’E2 a diminué l'expression du CYP27A1. L’E2 et le BPA ont diminué l'expression du VDR. Cet effet n'a pas été vérifié dans l'expression de la protéine VDR. Dans le PE2, l’E2 a augmenté l'expression des gènes VDR, PDIA3 et CYP27A1, et l'expression de la protéine VDR et CYP27A1. Les traitements n’ont eu aucun effet dans le PE3, ce qui indique qu’un traitement en période prépubère entraîne à la fois un effet immédiat et différé alors que le traitement à l’âge adulte semble sans effet. Dans le deuxième axe de travail, des effets non-génomiques du BPA ont été étudiés par la technique d’afflux de 45Ca2+ dans les testicules de rat prépubères. Le BPA a stimulé l’afflux de 45Ca2+ de manière un peu pareille avec les effets de l’E2. Cet effet semble ne pas impliquer les récepteurs classiques des estrogènes, mais semble se produire de manière compatible avec l'activation d'un récepteur couplé à la protéine G, comme le GPER. Cet effet se produit par la modulation de la fonction des canaux ioniques, comme des canaux potassiques, TRPV1 et des canaux chlorés. Aussi le BPA module le calcium du stock intracellulaire par l’inhibition de la SERCA et l’activation du récepteur IP3. Également des protéines kinases PKA, PKC, MEK et p38MAPK participent de l’effet du BPA, qui pourrait déclencher un cross talk avec les voies de signalisation nucléaires résultant la médiation des réponses génomiques. Dans le troisième axe de travail, l'expression de certains gènes impliqués dans le métabolisme et la signalisation de 1,25-D3 et E2 a été analysée dans des cellules de Leydig. La 1,25-D3 a diminué l'expression du CYP27A1, un effet qui a également été observé lorsque les cellules étaient co-incubées avec l'E2. L’E2 a diminué l'expression des gènes ESR1 et CYP19. Les deux hormones ont démontré un mécanisme de retours négatifs sur leur métabolisme dans ces cellules. Des effets non génomiques ont été étudiés dans ces cellules, où l’E2 semble avoir un effet inhibiteur tandis que la 1,25-D3 a stimulé l'afflux de 45CA2+. A partir de ces résultats, nous pouvons affirmer que la 1,25-D3, l’E2 et le BPA ont des effets moléculaires importants dans le système reproducteur masculin, par l'expression génique des récepteurs et des enzymes impliqués dans le métabolisme des hormones 1,25-D3 et E2. De plus, les résultats obtenus renforcent la théorie selon laquelle il existe une relation entre les voies de signalisation de la 1,25-D3 et l’E2. Comme la 1,25-D3 et l'E2, le BPA stimule également les effets non-génomiques impliqués dans la signalisation du calcium. / 1α,25-dihydroxyvitamin D3 (1,25-D3), the active form of vitamin D, is synthetized from cholesterol by skin exposure to the sun. This hormone’s actions are mediated by vitamin D receptor (VDR) in the nucleus and in the plasma membrane, resulting in genome actions like gene expression regulation. VDR can also be found in the plasmatic membrane, and together with PDIA3 receptor they mediate 1,25-D3 non-genomic actions. Vitamin D has an important role in reproductive function, since fertility reduction was observed in vitamin D deficient rats, as well as VDR and 1α-hydroxylase deficiency. In these animals, calcium and estrogen supplementation was able to reverse the deleterious effects in reproductive function, indicating that there is a relation between 1,25-D3 and estrogens signalling pathways. Estradiol (E2) is synthetized from testosterone by aromatase enzyme (CYP19). E2 is found in high levels in the male reproductive function, and like 1,25-D3 can induce genomic and non- genomic actions, mediated by ESR1, ESR2 and GPER receptors. Bisphenol A (BPA) is a xenoestrogen utilized in plastic industry, capable of modulating the endocrine system through E2 receptors. The aim of this work was to study metabolism and signaling pathways interactions between 1,25-D3 and E2, as well as BPA influence in testicular cells. In the first line of work, three treatment protocols (TP) were realized, where E2 and BPA were administrated in rats between 15th and 30th days, were a portion of the animals were euthanized at the last day of treatment (TP1) and another portion was kept alive after the treatment until euthanized at adult age with 75 days (TP2). A third animal group also received the same treatments when adults (TP3). In TP1, E2 treatment decreased CYP27A1 gene expression. E2 and BPA decreased VDR gene expression. This effect was not verified in VDR protein expression. In TP2, E2 increased VDR, PDIA3 and CYP27A1 gene expression, and VDR and CYP27A1 protein expression, indicating a compensatory effect over gene expression inhibition in prepubertal age. In TP3, treatments did not change gene expression, indicating that prepubertal age is more susceptible to estrogen exposure. In the second line of work, non-genomic effects of BPA were studied through 45Ca2+ influx in prepubertal rat testis. BPA stimulated 45Ca2+ influx in a similar manner to E2. This effect was independent of classical ERs, consistent with a G protein-coupled receptor mechanism, probably GPER. This effect involves the modulation of ionic channels, such as K+, TRPV1 and Cl- channels. Furthermore, BPA is able to modulate calcium from intracellular storages by inhibiting SERCA and activating IP3 receptor/Ca2+ channels at the endoplasmic reticulum and activate kinase proteins, such as PKA and PKC. The rapid responses of BPA on calcium influx could, in turn, trigger a cross talk by MEK and p38MAPK activation and also mediate genomic responses. In the third line of work, the expression of some genes involved in 1,25-D3 and E2 metabolism and signalling were analysed in Leydig cells. 1,25-D3 decreased CYP27A1 gene expression, an effect that was also observed when cells were coincubated with 1,25-D3 and E2. E2 decreased ESR1 and CYP19 gene expression. Both hormones demonstrated an negative feedback mechanism over their on metabolism in these cells. Non-genomic effects were also studied in these cells, where E2 seems to have an inhibitory effect while 1,25-D3 was able to stimulate calcium influx. From these results we can conclude that 1,25-D3, E2 and BPA have important molecular effects in the male reproductive system, through gene expression control over receptors and enzymes involved in the metabolism of the steroid hormones studied. These results also reinforce the theory that there is a relationship between 1,25-D3 and E2 signalling pathways, as well as 1,25-D3, E2 and BPA also have non-genomic actions in calcium signalling.

Depuis quelques décennies une diminution de la qualité du sperme a été constatée dans la majorité des pays occidentaux. Si les raisons de cette diminution sont encore incomplètement comprises, des facteurs environnementaux pourraient y contribuer grandement. Parmi eux, l’exposition à certains matériaux, comme les nanomatériaux et l’aluminium, a grandement augmenté durant cette même période. Notre objectif a donc été d’évaluer l’impact de ces expositions sur la fonction de reproduction masculine. Pour ce faire, nous avons réalisé deux études de la biodistribution testiculaire des particules après injection par voie intramusculaire sur un modèle de souris, une étude clinique visant à évaluer la charge du plasma séminal en nanoparticules et à la corréler avec le nombre de spermatozoïdes dans l’éjaculat et une étude clinique visant à évaluer l’impact de la charge spermatique en aluminium sur les paramètres spermatiques. Les résultats de ces travaux couplés à l’analyse de la littérature nous rassurent sur la reprotoxicité masculine des nanoparticules mais montrent l’existence d’un impact potentiellement négatif de l’aluminium. Dans les deux cas, de nouvelles études devront poursuivre l’exploration de ces questions / In recent decades a decrease in sperm quality was observed in most Western countries. While the reasons for this decline are not yet fully understood, environmental factors could greatly contribute. Among them, exposure to materials such as nanomaterials and aluminium, has greatly increased during this period. Therefore, our goal was to assess these exposures impact on male reproductive function. To do so, we conducted two studies to determine testis biodistribution of particles after intramuscular injection in a mouse model. We also conducted two clinical studies, first one to assess the burden of nanoparticles in seminal plasma and to correlate it with sperm count and the second one to evaluate the impact of the aluminum load in semen on sperm parameters. The results of these works and the analysis of literature reassure us about male reproductive toxicity of nanoparticles but revealed a potentially negative impact of aluminum. In both cases, new studies will be needed to further explore these issues

De par leur diversité de mécanismes de déterminisme du sexe et de chromosomes sexuels, les poissons téléostéens représentent d’excellents modèles pour mieux comprendre les bases moléculaires et évolutives du contrôle du développement sexuel chez les vertébrés. Grâce à l’analyse de chromosomes artificiels bactériens couvrant les chromosomes sexuels du platy Xiphophorus maculatus, trois copies d’un nouveau gène nommé teximY ont été découvertes dans la région de déterminisme du sexe du chromosome Y mais pas du chromosome X. Un gène texim1 très apparenté à teximY ainsi que trois gènes plus divergents ont été identifiés sur les autosomes. Les gènes teximY sont préférentiellement exprimés dans les testicules, au niveau des cellules germinales lors des étapes tardives de la spermatogénèse, alors que texim1 est également transcrit dans les gonades femelles. Des gènes texim ont été détectés chez d'autres poissons téléostéens mais pas chez le poisson-zèbre, ainsi que chez des céphalocordés, des urocordés et des échinodermes mais pas chez les tétrapodes. Les gènes texim codent pour des estérases putatives à domaine SGNH apparentées à des protéines cellulaires procaryotes et eucaryotes ou codées par des retrotransposons animaux. Les gènes texim sont associés à des transposons Helitron chez les poissons mais pas chez les autres animaux, suggérant capture et mobilisation du gène ancestral texim par un transposon à la base de la radiation des téléostéens. TeximY pourrait jouer un rôle dans la transposition du transposon Helitron dans la lignée germinale mâle, ou correspondre à un gène de spermatogenèse mobilisé par le transposon Helitron sur les nouveaux chromosomes sexuels de poissons. / The molecular and evolutionary basis of sex determination in vertebrates needs to be unveiled via comparison of different systems. Fish exhibit hypervariability of sex determination mechanisms. Thanks to the analysis of the Bacterial Artificial Chromosome (BAC) library covering the sex chromosomes of the platyfish Xiphophorus maculatus (Rio Jamapa population, XX /XY), three copies of a new gene have been identified in the sex-determining region of the Y but not the X chromosome, and named teximY. Four autosomal counterparts of teximY have been also detected in the genome of the platyfish with one of them, texim1 presenting 95% of cDNA sequence identity with the Y-linked copies. RT-qPCR expression analyses have been performed for each copy in male and female tissues. Two Y-linked teximY copies were preferentially expressed in testis, whereas the autosomal copy texim1 showed preferential expression in male and female gonads. In situ hybridizations with a teximY/1 probe revealed expression in late spermatids and spermatozeugmata. Texim sequences were detected in several fish species, but not in zebrafish, as well as in cephalochordates, urochordates and sea echinoderms but not in tetrapods. Predicted Texim proteins are related to proteins from different origins. Interestingly, texim genes are associated with a Helitron transposon in fish but neither in cephalochordates nor in echinoderms, suggesting capture and mobilization of an ancestral texim gene at the base of the bony fish lineage. TeximY proteins may play a role in Helitron transposition in the male germ line in fish, or texim genes are spermatogenesis genes mobilized and spread by transposable elements in fish genomes.