ZNF217, un nouveau membre de la famille krüppel-like, est un facteur de transcription qui interagit avec des co-répresseurs et des protéines modifiant les histones suggérant que ZNF217 ferait partie d'un complexe répresseur de la transcription. ZNF217 serait un oncogène mais ses fonctions sont encore mal connues à l'heure actuelle. Les objectifs de ce travail ont été d'étudier le rôle de ZNF217 dans l'échappement tumoral et sa valeur pronostique dans le cancer du sein. Ainsi, nous avons montré que de forts niveaux d'expression de ZNF217 sont associés à : (i) une augmentation de la prolifération cellulaire in vitro et de la croissance tumorale in vivo, (ii) la stimulation de l'invasion et de la migration cellulaire, (iii) l'induction de l'EMT via la voie du TGF-β. De plus, les cellules surexprimant ZNF217 sont résistantes au paclitaxel et cette résistance est associée à la dérégulation de l'expression des membres de la famille Bcl-2 et d'Aurora-A. Enfin, nous avons montré pour la première fois que des forts niveaux d'expression d'ARNm de ZNF217 représentent un nouveau marqueur de mauvais pronostic dans le cancer du sein et sont associés au développement de métastases. ZNF217 semble donc jouer un rôle important dans la cancérogénèse mammaire et des stratégies thérapeutiques ciblant directement ZNF217 ou ciblant ses médiateurs (Aurora-A ou TGF-β) pourraient être utilisées en clinique dans le traitement des tumeurs mammaires surexprimant ZNF217

ZNF217, un nouveau membre de la famille krüppel-like, est un facteur de transcription qui interagit avec des co-répresseurs et des protéines modifiant les histones suggérant que ZNF217 ferait partie d’un complexe répresseur de la transcription. ZNF217 serait un oncogène mais ses fonctions sont encore mal connues à l’heure actuelle. Les objectifs de ce travail ont été d’étudier le rôle de ZNF217 dans l’échappement tumoral et sa valeur pronostique dans le cancer du sein. Ainsi, nous avons montré que de forts niveaux d’expression de ZNF217 sont associés à : (i) une augmentation de la prolifération cellulaire in vitro et de la croissance tumorale in vivo, (ii) la stimulation de l’invasion et de la migration cellulaire, (iii) l’induction de l’EMT via la voie du TGF-β. De plus, les cellules surexprimant ZNF217 sont résistantes au paclitaxel et cette résistance est associée à la dérégulation de l’expression des membres de la famille Bcl-2 et d’Aurora-A. Enfin, nous avons montré pour la première fois que des forts niveaux d’expression d’ARNm de ZNF217 représentent un nouveau marqueur de mauvais pronostic dans le cancer du sein et sont associés au développement de métastases. ZNF217 semble donc jouer un rôle important dans la cancérogénèse mammaire et des stratégies thérapeutiques ciblant directement ZNF217 ou ciblant ses médiateurs (Aurora-A ou TGF-β) pourraient être utilisées en clinique dans le traitement des tumeurs mammaires surexprimant ZNF217 / ZNF217, a new member of the Krüppel-like family, is a transcription factor which interacts with co-repressors and histone-modifying proteins suggesting that ZNF217 may be part of a transcriptional repressor complex. ZNF217 may be an oncogene but little is known about the functions that ZNF217 could play. The aim of this work is to study the role of ZNF217 in tumor escape and its prognostic value in breast cancer. We showed that ZNF217 is associated with (i) increased proliferation in vitro and tumoral growth in vivo, (ii) stimulation of cell invasion and migration (iii) induction of EMT via the TGF-β pathway. Moreover, ZNF217-overexpressed cells are resistant to paclitaxel and ZNF217-induced resistance is associated with deregulated expression of the Bcl-2 family members and Aurora-A. Finally, we showed for the first time that high ZNF217 mRNA level is a novel marker of poor prognosis in breast cancer and is associated with the developpement of metastasis. Thus, ZNF217 seems to be important in mammary cancerogenesis. Clinical strategies targeting either ZNF217 directly or targeting ZNF217 mediators (eg Aurora-A or TGF-β) could be used for the treatment of breast cancer with ZNF217 overexpression

Le mélanome métastatique représente le plus mortel des cancers cutanés par sa forte résistance aux thérapies conventionnelles. Les cellules initiatrices de tumeurs (CIT) sont présentes dans de nombreux cancers dont le mélanome. Ces cellules, capables de s’autorenouveller, sont à l’origine de la récidive tumorale et des métastases représentant une cible pour le développement de nouveaux traitements. Les CIT sont confinées dans un microenvironnement tumoral dans lequel des facteurs sécrétés tels que l'Insulin-Like Growth Factor-1 (IGF-1) et le Transforming growth factor (TGF-β) favorisent la transition épithéliomésenchymateuse (TEM), un processus clef lié à l’émergence des CIT. En utilisant des cellules de mélanome métastatique, nous avons montré qu’une inhibition d’IGF-1 induit une diminution de la tumorigénicité des cellules en diminuant la capacité des B16-F10 à former des métastases pulmonaires. Outre son action sur la prolifération cellulaire, IGF-1 est impliqué dans le processus de TEM favorisant les propriétés migratoires et invasives des cellules B16-F10. Par ailleurs, IGF-1 joue un rôle majeur dans le maintien des CIT expliquant la forte résistance des mélanomes aux thérapies conventionnelles. Des expériences préliminaires suggèrent que ces activités induites par IGF-1 pourraient être médiées en partie par le facteur TGF-β, un facteur clef de la TEM. D'autres résultats confortent cette hypothèse en montrant une implication directe du TGF-β dans le caractère souche des cellules B16-F10. Ces travaux montrent que l’inhibition de la voie IGF-1/IGF-1R dans le microenvironnement tumoral pourrait être une bonne stratégie pour le développement de traitements anti-tumoraux contre le mélanome. / Metastatic melanoma is arguably the most virulent among human cancers, owing to its propensity to metastasize, and its resistance to conventional therapies. Like in many other cancers, tumor stem cells or tumor initiating cells (TIC), have been identified in melanoma. These cells have the unique ability to self-sustain and renew the tumor and thus represent an interesting target for the development of new therapeutic strategies. TIC are nested in a confined microenvironment where secreted-factors such as Insulin-Like Growth Factor- 1 (IGF-1) and transforming growth factor (TGF-β) promote epithelialmesenchymal transition (EMT), a key process in stemness features acquisition. In this context, we investigated the effects IGF-1 on TIC behavior. Using B16-F10 metastatic melanoma cell line, we show that IGF-1 downregulation curbs lung metastasis suggesting that IGF-1 plays a direct role in the intrinsic tumorigenic potential of these cells.markers associated with an increased expression of the epithelial marker E-cadherin and of the major regulator of melanocyte differentiation MITF. Most importantly, IGF-1 inhibition sharply decreased stemness features, reducing the expression of key stem markers and functional characteristics of MIC. This was associated with an important sensitivity to mitoxantrone treatment. Interestingly, our preliminary data suggest the EMT key component, TGF-β, conveys IGF-1-mediated effects. Indeed, TGF-β directly affects B16-F10 stemness phenotype and markers. In summary, we show that the IGF-1/IGF-1R nexus represents an interesting target for the development of novel therapeutic strategies against metastatic melanoma.

Les canaux anioniques ont toujours été sous-estimés par rapport aux canaux cationiques principalement en raison des difficultés à caractériser leurs identités moléculaires et par l'absence d'inhibiteurs sélectifs puissants. C’est une classe comportant une grande hétérogénéité et une importante complexité comprenant entre autres le CFTR activé par l’AMP cyclique, les anoctamines activées par le calcium intracellulaire et les canaux VRAC activés lors d’un gonflement cellulaire. L’identité moléculaire d’une protéine essentielle aux courants ioniques déclenchés par le gonflement cellulaire a été découverte en 2014, permettant de pouvoir enfin investiguer le fonctionnement et le rôle de ces canaux. Dans une première partie, nous avons démontré l’absence de spécificité des inhibiteurs des principaux canaux chlorures. Cette étude met en exergue le besoin de développer de nouveaux inhibiteurs permettant de discriminer les différents canaux chlorures, mais aussi la nécessité de coupler l’approche pharmacologique à une approche génétique. Dans une deuxième partie, nous avons mis en évidence la perméabilité des canaux anioniques sensibles au gonflement cellulaire au glutathion, principal antioxydant cellulaire. Nos résultats suggèrent donc que les canaux VRAC pourraient être impliqués dans la régulation du stress oxydatif. Dans la troisième partie de ma thèse, nous avons montré que le facteur de croissance TGFβ1 stimule l’ouverture des canaux anioniques sensibles au gonflement cellulaire. Cette activation s’accompagne d’une perte de glutathion et d’une accumulation intracellulaire d’espèces réactives de l’oxygène. Cette dernière est à l’origine d’une transition épithélio-mésenchymateuse des cellules rénales. L’inhibition pharmacologique ainsi que la répression génétique des canaux VRAC réduit significativement les effets du TGFβ1. Enfin dans la dernière partie, nous avons caractérisé le rôle des canaux anioniques sensible au gonflement cellulaire dans la sécrétion de facteurs pro-inflammatoires par les macrophages stimulés par un choc hypotonique. En collaboration, nous avons montré que le blocage de la régulation du volume cellulaire, sous le contrôle de ces canaux, entraine une inhibition de l’activation de l’inflammasome et donc de la sécrétion des facteurs pro-inflammatoires. Bien que les mécanismes de signalisation cellulaire restent à déterminer, ces travaux mettent en lumière l’importance des canaux anioniques sensibles au gonflement cellulaire dans la transition épithéliomésenchymateuse et l’inflammasome. Il apparait que ces canaux pourraient être des cibles thérapeutiques prometteuses dans un certain nombre de pathologies et qu’il est primordial de poursuivre les investigations dans ce domaine. / Anion channels have always been underestimated compared to cationic channels mainly because of the difficulty in characterizing their molecular identities and the absence of potent selective inhibitors. It is a class with great heterogeneity and complexity, including CFTR activated by cAMP, anoctamines activated by intracellulaire calcium and VRAC channels activated by cell swelling. The molecular identity of an essential protein to the ionic currents triggered by cell swelling was discovered in 2014, allowing the scientist community to investigate the role of these channels. In a first part, we highlighted the lack of specificity of the inhibitors of different chloride channels. This study shed lights on the need to develop new inhibitors to discriminate the different chloride channels, but also the need to couple the pharmacological approach to a genetic approach. In a second part, we have demonstrated the glutathione permeability of Volume Regulated Anion Channels. Our results therefore suggest that VRAC channels might be involved in the regulation of oxidative stress as glutathione is the main antioxidant within the cell. In the third part of my thesis, we have shown that TGFβ1 growth factor stimulates the opening of Volume Regulated Anion Channels which is correlated with both a loss of glutathione and an intracellular accumulation of reactive oxygen species. The latter is at the origin of an epitheliomesenchymal transition of renal cells. The pharmacological inhibition as well as the genetic repression of the VRAC channels significantly reduces the effects of TGFβ1. Finally, in the last part, we characterized the role of Volume Regulated Anion Channels in the secretion of pro-inflammatory factors by macrophages stimulated by hypotonic shock. In collaboration, we have shown that blocking the regulation of cell volume, under the control of these channels, leads to an inhibition of the inflammasome and therefore of the secretion of pro-inflammatory factors. Although cell signaling mechanisms remain to be determined, this work highlights the importance of VRAC in the epithelial-mesenchymal transition and inflammasome. It appears that these channels could be promising therapeutic targets in a certain number of pathologies and that it is essential to continue the investigations in this field.

L’objectif de ce travail a consisté à évaluer le rôle d’un microenvironnement avec une haplo-insuffisance hétérozygote du gène BRCA1 dans les événements précoces de la transformation tumorale du cancer du sein. Dans ce but, nous avons modélisé un stroma BRCA1-muté en utilisant des cellules souches / stromales mésenchymateuses (MSCs) obtenues par différenciation de cellules souches pluripotentes induites (iPSCs) issues d’une patiente porteuse de la mutation (MSCs BRCA1+/-). Ces cellules mutées pour BRCA1 ont été comparées à des MSCs sans la mutation (MSCs BRCA1+/+) générées à partir d’iPSCs BRCA1+/+. Ce travail de thèse a porté sur l’influence du stroma BRCA1-muté à travers deux axes : le caractère pro-angiogénique des MSCs BRCA1+/- et l’induction d’une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) sur des cellules mammaires normales (HME1).Nous montrons que les MSCs BRCA1-muté présentent des propriétés pro-angiogéniques significativement augmentées en surexprimant le facteur hypoxique HIF-1α et des facteurs de la famille du VEGF, PDGF et Angpt se traduisant par des capacités augmentées à former des structures vasculaires in vitro et in vivo. Les MSCs BRCA1-muté présentent également des capacités migratoires supérieures en produisant et sécrétant la périostine (POSTN), une protéine de la matrice extracellulaire impliquée dans l’adhésion, la motilité et la migration cellulaires. Ces capacités ont été validées par une approche de siRNA spécifique pour la POSTN. In vivo, nous montrons que la co-injection de MSCs BRCA1-muté et de cellules malignes mammaires murines (4T1-Luc-GFP) a permis d’augmenter significativement la croissance tumorale et la formation de métastases pulmonaires. Ces résultats sont corrélés avec la détection de la POSTN in situ et avec la formation d’un réseau vasculaire tumoral développé, quantifié par marquage du CD34. Par ailleurs nous avons démontré qu’un surnageant de MSCs BRCA1+/- peut induire une TEM des cellules HME1 en favorisant l’acquisition d’un phénotype souche cancéreux (CD24Low/CD44High) et en accélérant leur migration. Enfin nous avons initié la production in vitro d’organoïdes mammaires en utilisant des MSCs et des HME1 afin d’étudier plus précisément les mécanismes moléculaires de cette TEM après contact et des possibles événements précoces de la transformation maligne. Nos résultats indiquent que les MSCs peuvent participer à l’initiation tumorale et à la progression métastatique dans un contexte d’une mutation hétérozygote du gène BRCA1. La POSTN pourrait représenter à la fois un marqueur pronostique mais également une cible thérapeutique pour ces cancers du sein héréditaires. / The aim of this study was to evaluate the role of a BRCA1 heterozygous haplo-deficient microenvironment in the early events of tumour transformation of breast cancer. For this purpose we modeled a BRCA1-mutated stroma using mesenchymal stem / stromal cells (MSCs) obtained by differentiation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) from a patient carrying the mutation (MSCs BRCA1+/-). These BRCA1-mutated cells were compared to MSCs without the mutation (MSCs BRCA1+/+) generated from iPSCs BRCA1+/+. This study focuses on two aspects of BRCA1-mutated stroma, namely the pro-angiogenic properties of BRCA1+/- MSCs and the induction of an epithelial-mesenchymal transition (EMT) on normal breast cells (HME1).We have shown that BRCA1-mutated MSCs exhibit enhanced pro-angiogenic properties by overexpressing the hypoxic factor HIF-1α and factors from VEGF, PDGF and Angpt families resulting in increased capacities to form vascular structures in vitro and in vivo. BRCA1-mutated MSCs exhibit also higher migratory capabilities by production and secretion of periostin (POSTN), an extracellular matrix protein, which is involved in cell adhesion, motility and migration. These capacities have been validated by a specific siRNA approach for POSTN. In vivo, the coinjection of BRCA1-mutated MSCs with murine breast cancer cell line (4T1-Luc-GFP) promotes tumour growth and the formation of lung metastases. These results are correlated with in situ POSTN detection and with the formation of a developed tumour vascular network, quantified by CD34 staining. We also demonstrated that supernatant of BRCA1+/- MSCs can induce an EMT on HME1 cells by promoting the acquisition of stemness properties (CD24Low/CD44High) and accelerating their migration. Finally we initiated the in vitro production of mammary organoids using MSCs and HME1 in order to study more precisely the molecular mechanisms of this EMT after contact and possible early events of the malignant transformation. These results indicate that MSCs can participate to tumour initiation and metastatic progression in heterozygous BRCA1-mutated background. POSTN could represent a prognostic marker and a therapeutic target for these hereditary breast cancers.

La fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) de l’adulte constituent des affections sévères du poumon distal, avec un pronostic sombre pour les patients. A ce jour, aucun traitement n’est réellement efficace. De manière intéressante, une hypoxie alvéolaire est retrouvée dans ces pathologies.La thérapie cellulaire utilisant des cellules souches mésenchymateuses humaines (CSMh) pourrait représenter un intérêt thérapeutique chez l’Homme. Cependant, leurs mécanismes d’action sont multiples et encore mal définis. Aussi, nous avons testé in vitro l’hypothèse selon laquelle les CSMh pourraient exercer un effet cytoprotecteur paracrine sur les cellules épithéliales alvéolaires (CEA) soumises à l’hypoxie.Dans une première étude, nous avons montré qu’une exposition prolongée à l’hypoxie telle que celle rencontrée au cours de la FPI induisait des modifications phénotypiques des CEA primaires de rat, évocatrices d’une transition épithélio-mésenchymateuse (TEM). On observe une perte progressive d’expression des marqueurs épithéliaux (TTF1, AQP5, ZO-1 et E-Cadhérine), couplée à l’apparition tardive de marqueurs mésenchymateux (α-SMA et Vimentine). Ces modifications phénotypiques s’accompagnent de l’expression dès les premières heures d’hypoxie de facteurs de transcription impliqués dans la TEM (SNAI1, TWIST1 et ZEB1) ou induits par l’hypoxie (HIF-1α et HIF-2α), et de protéines induisant la TEM (TGF-β1 et CTGF). La co-culture des CEA avec des CSMh en fond de puits prévient les modifications phénotypiques induites par l’hypoxie ainsi que l’expression des facteurs pro-TEM TWIST1, ZEB1, TGF-β1 et CTGF. Cet effet bénéfique des CSM est en partie expliqué par la sécrétion d’un facteur de croissance épithélial, le KGF.Dans une deuxième étude, nous avons confirmé que les CEA entraient en apoptose en condition hypoxique, via l’induction de deux voies de signalisations hypoxiques pro-apoptotiques. D’une part, les facteurs de transcription induits par l’hypoxie HIF sont stabilisés, et une cible pro-apoptotique, Bnip3, est induite. D’autre part, l’hypoxie induit une accumulation d’espèces réactives à l’oxygène délétère pour la cellule, perturbant l’équilibre redox de la cellule, endommageant l’ADN, et conduisant à l’apoptose. Cette accumulation pourrait résulter notamment d’une diminution de l’activité des enzymes anti-oxydantes SOD, en hypoxie. Le manque d’oxygène entraine également l’expression de CHOP, facteur de transcription pro-apoptotique impliqué dans le stress du réticulum endoplasmique, qui va13inhiber l’expression de la protéine anti-apoptotique Bcl-2. Nous avons montré que la culture des CEA en présence de milieu conditionné de CSMh (mc-CSMh) permet de prévenir partiellement l’apoptose des CEA en hypoxie, en modulant la voie de signalisation HIF, et en prévenant l’accumulation et les effets délétères des ROS. L’effet protecteur des CSM impliquerait le KGF comme observé lors de la première étude, mais également le HGF.Ces deux études indiquent que les CSMh sont susceptibles d’exercer des effets cytoprotecteurs paracrines vis-à-vis des CEA soumises à l’hypoxie aiguë ou prolongée, en limitant d’une part les modifications phénotypiques évocatrices de TEM, et d’autre part l’apoptose des CEA via la modulation des voies de signalisations hypoxiques. La sécrétion par les CSMh de KGF et de HGF, facteurs de croissance épithéliaux connus pour leurs effets bénéfiques sur les CEA, explique en partie les effets protecteurs paracrines des CSMh. Nos résultats suggèrent que les effets cytoprotecteurs des CSMh vis-à-vis des CEA pourraient contribuer aux effets bénéfiques des CSMh observés in vivo dans différents modèles animaux de fibrose induite, ou lors d’agressions alvéolaires aiguës. / Acute or chronic alveolar injuries provoke massive apoptosis of alveolar epithelial cells (AEC) that compromises an efficient repair of the alveolar epithelium and leads to lung diseases such as ARDS or IPF. These disorders are commonly associated with local alveolar hypoxia aggravating their progression through the stimulation of AEC apoptosis. Administration of allogenic mesenchymal stem cells (MSCs) has been shown to limit lung inflammation and fibrosis in murine models of alveolar injury, through a still poorly understood paracrine mechanism. In a first study, we showed that long term exposure of AEC in hypoxia leads to phenotypic alterations which looks like epithelio-mesenchymal transition (EMT). Co-culture with MSCs prevent hypoxia-induced EMT.In a second work, we studied whether MSC could protect AEC from hypoxia-induced apoptosis and the mechanisms involved. hMSC-conditioned media (hMSC-CM) significantly reduced hypoxia-induced apoptosis of AEC. Such a anti-apoptotic effect was also obtained with ROS scavenger N-acetylcystein or HIF1a inhibitor YC-1. hMSC-CM decreased the protein expression of HIF1α and HIF2α and of their pro-apoptotic target Bnip3 in hypoxic AEC. hMSC-CM also reduced ROS accumulation in hypoxic AEC by enhancing the activity of anti-oxidant enzymes and prevented the induction of CHOP, a pro-apoptotic factor induced by ROS signaling. The paracrine effect of hMSC was partly dependent on KGF and HGF secretion. hMSC prevent via a paracrine effect hypoxia-induced apoptosis of AEC by modulating hypoxic and ROS signaling.These two studies show that MSCs exert cytoprotective effects in vitro against hypoxia-induced apoptosis and EMT in AEC