La migration cellulaire joue un rôle essentiel dans le développement des organismes multicellulaires et dans certaines pathologies comme le cancer, où elle permet la formation de métastases. Le trafic vésiculaire est un régulateur clé de la migration cellulaire, notamment en contrôlant la localisation de protéines impliquées dans la migration telles que les intégrines, les cadhérines et les récepteurs transmembranaires. En particulier, notre laboratoire a montré que l'endocytose contrôle l'orientation et la communication cellulaire durant la migration cellulaire collective. Notre hypothèse est que d'autres événements du trafic vésiculaire pourraient aussi être impliqués dans ce type de migration. Ainsi, le but de cette thèse a été de déterminer la fonction des petites GTPases Arf, importantes pour la formation de vésicules et le tri de cargo dans ces vésicules et de leurs régulateurs dans la migration cellulaire collective. Un modèle pour étudier la migration cellulaire collective est les chambres d’œufs de Drosophila melanogaster. En effet, lors de l’ovogénèse, des cellules folliculaires appelées cellules de bordure migrent à travers les cellules nourricières pour atteindre l’ovocyte. Conformément à notre hypothèse, un fort défaut de migration est observé lorsque les Arfs sont déplétées spécifiquement dans les cellules de bordure. De plus, un constat similaire est observé après la déplétion de certains régulateurs des Arfs (ArfGAPs et ArfGEFs). Notamment, nous avons démontré que l’ArfGAP Drongo et sa fonction d'activation de l’activité GTPase sont essentielles pour le détachement initial des cellules de bordure du tissu folliculaire. Drongo promeut le détachement en contrôlant la localisation de la myosine phosphatase afin de réguler l’activité de la myosine II à l’arrière des cellules. De plus, nous avons montré que Drongo agit sur l’Arf de classe III (Arf51F) de manière antagoniste à l’ArfGEF Steppke pour déplacer la myosine phosphatase de l’arrière du groupe de cellules. D’un autre côté, nous avons aussi démontré qu’une autre GAP, ArfGAP1, contrôle la directionnalité de migration. Cette ArfGAP agit potentiellement en régulant la localisation de certains déterminants de la migration tels que l’E-cadhérine et les récepteurs tyrosine kinase. Ainsi, nos recherches ont démontré un rôle essentiel des Arfs ainsi que des rôles spécifiques de deux ArfGAPs dans la migration cellulaire collective. / Cell migration is implicated in various important biological processes, notably it is central for the dissemination of cancer cells. Vesicular trafficking is a key regulator of cell migration, notably by controlling the localisation of proteins involved in migration such as integrins, cadherins and transmembrane receptors. In particular, our laboratory has shown that endocytosis controls orientation and cellular communication during collective cell migration. Our hypothesis is that other events of vesicular trafficking might be implicated in collective cell migration. Thus, the purpose of this thesis was to assess the function of small GTPases Arf, important for vesicle formation and cargo sorting into those vesicles, and their regulators in collective cell migration. A powerful model to study collective cell migration is the migration of follicular cells named border cells during oogenesis in Drosophila melanogaster. Border cells (BCs) detach from the follicle epithelium surrounding the egg chambers and form a small cluster of six to ten cells that migrates invasively between the giant nurse cells that compose the center of the egg chamber, toward the oocyte. Accordingly to our hypothesis, a strong migration defect is observed when the Arfs are depleted specifically in the border cells. Moreover, a similar finding is observed after depletion of some Arfs regulators (ArfGAPs and ArfGEFs). In particular, the ArfGAP Drongo and its GTPase-activating function are essential for the initial detachment of the border cell cluster from the basal lamina. We demonstrated through protein localization and genetic interactions that Drongo controls the localisation of the myosin phosphatase in order to regulate myosin II activity at the back of the cluster and promote border cells detachment. Moreover, we showed that Drongo acts on the class III Arf (Arf51F) antagonistically to the guanine exchange factor Steppke to displace myosin phosphatase from the back of the cluster. On the other hand, we have also demonstrated that the GAP ArfGAP1 controls the directionality of migration. This ArfGAP potentially acts by regulating the localization of certain determinants of migration such as E-cadherin and receptors tyrosine kinase. Thus, our research has demonstrated an essential role for Arfs in collective cell migration and specific contributions of two ArfGAPs in this migration process.

Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent chez les femmes. Alors que nos connaissances et les traitements disponibles ont grandement amélioré le pronostic de cette pathologie, certaines patientes ne disposent pas de plan thérapeutique adaptée. C’est notamment le cas des patientes affligées par le cancer du sein triple négatif (TNBC). Ce sous-type, représentant environ 10% des cas, se caractérise par l’absence d’expression des récepteurs à l’oestrogène, à la progestérone et de HER2. Il n’est donc pas possible d’utiliser des thérapies ciblant ces récepteurs, et les patientes sont donc traitées par chimiothérapie, radiothérapie et chirurgie. De plus, ce sous-type est généralement associé à un mauvais pronostic en raison de sa forte propension à métastaser. Le développement de stratégies thérapeutiques adaptées au TNBC est donc nécessaire pour améliorer le pronostic de cette maladie. L’expression du récepteur tyrosine kinase (RTK) AXL dans le TNBC corrèle avec la progression métastatique et de faibles chances de survie. Des études dans des modèles murins de cancer du sein ont mis en évidence que l’inhibition de l’activité kinase d’AXL diminue la croissance tumorale et le développement de métastases. En effet, AXL joue un rôle dans la régulation de plusieurs processus oncogéniques, comme la migration cellulaire, l’invasion et la prolifération, tout en contribuant à la résistance aux thérapies. Par conséquent, AXL et les voies de signalisation qui lui sont associées représentent de potentielles cibles thérapeutiques pour le TNBC. Le trafic vésiculaire, un ensemble de mécanismes qui participe au contrôle de la localisation des RTKs, joue un rôle majeur dans la régulation de la signalisation. Depuis les endosomes, les RTKs peuvent activer des voies de signalisation qui varient selon le compartiment subcellulaire et les partenaires qui s’y trouvent. Les voies de trafic intracellulaire d’AXL restent largement méconnues et leurs influences sur sa signalisation pro-oncogénique restent à déterminer. 4 Dans la première partie de cette thèse, nous avons déterminé la localisation intracellulaire d’AXL dans les cellules de TNBC. Ce récepteur présente une localisation unique vis-à-vis des autres RTKs avec une accumulation au front de migration, dans le réseau transgolgien (TGN) ainsi que dans des vésicules de la région périnucléaire. De plus, nous avons observé que AXL est actif à la membrane plasmique, mais aussi au TGN. Dans l’objectif de caractériser les voies de transport d’AXL entre ces compartiments, nous avons réalisé plusieurs criblages. Nous avons révélé que AXL est abondamment présente dans les endosomes de recyclage, puis nous avons identifié plusieurs protéines impliquées dans la régulation de son trafic vésiculaire. Enfin, nos données associées à celles déjà présentes dans la littérature suggèrent que AXL utilise plusieurs voies de trafic vésiculaire et que l’inhibition de l’une peut être compensée par les autres. Dans le second chapitre de cette thèse, nous avons étudié l’impact de l’activité kinase d’AXL sur le trafic vésiculaire. Nos données ont révélé que AXL interagit avec RAB13 et la phosphoryle, ce qui régule son interaction avec MICAL-L2. AXL est donc un régulateur des voies de recyclage vers la membrane plasmique. De plus, nous avons montré que la phosphorylation de RAB13 est importante pour la migration cellulaire. Ces données complètent donc nos connaissances sur les mécanismes permettant à AXL d’induire la migration cellulaire pouvant conduire à la formation des métastases. En conclusion, les travaux de cette thèse ont établi la localisation d’AXL dans le TNBC et ses potentielles voies de trafic vésiculaire. Un nouvel axe de signalisation régulé par AXL a été identifié et son rôle dans la migration cellulaire caractérisé. Ces données permettent de mieux comprendre le trafic vésiculaire d’AXL et ont le potentiel d’influencer le choix des stratégies thérapeutiques ciblant ce RTK dans le cancer du sein. / Breast cancer remains the most common cancer in women. While our knowledge and available treatments have greatly improved the prognosis for this condition, some patients still do not have an adapted therapeutic plan. This is particularly the case for patients afflicted with triple-negative breast cancer (TNBC). This subtype, which represent approximately 10% of cases, is characterized by the absence of the expression of estrogen, progesterone, and HER2 receptors. Therefore, therapies targeting these receptors cannot be used, and the patients musted be treated with chemotherapy, radiotherapy, and surgery. Furthermore, this subtype is generally associated with a poor prognosis due to its strong capacity to metastasize. The development of therapeutic strategies adapted to TNBC is therefore necessary to improve the prognosis of affected patients. The expression of the tyrosine kinase receptor (RTK) AXL in TNBC correlates with metastatic progression and poor survival. Studies in murine models of breast cancer have demonstrated that inhibiting AXL kinase activity reduces tumor growth and the development of metastases. AXL plays a role in regulating several oncogenic processes, such as cell migration, invasion, and proliferation, while also contributing to therapy resistance. Consequently, AXL and its associated signaling pathways represent potential therapeutic targets in TNBC. Vesicular trafficking, a set of mechanisms involved in controlling the localization of RTKs, plays a major role in the signaling’s regulation. From endosomes, RTKs can activate signaling pathways that vary depending on the subcellular compartment and the partners present. The intracellular trafficking pathways of AXL remain largely unknown, and their influences on its prooncogenic signaling are yet to be determined. In the first part of this thesis, we determined the intracellular localization of AXL in TNBC cells. This receptor exhibits a unique localization compared to other RTKs, with accumulation at the migration front, in the trans-Golgi network (TGN), and in perinuclear vesicles. Additionally, we observed that AXL was active at both the plasma membrane and the TGN. To characterize the trafficking pathways of AXL between these compartments, we conducted several screenings. We revealed that AXL is highly present in recycling endosomes and identified several proteins involved in regulating its vesicular trafficking. Finally, our data, combined with existing literature, suggest that AXL utilizes multiple vesicular trafficking pathways, and the inhibition of one pathway may be compensated by others. In the second chapter of this thesis, we investigated the impact of AXL kinase activity on vesicular trafficking. Our data revealed that AXL interacts and phosphorylates RAB13, thereby regulating its interaction with MICAL-L2. AXL thus acts as a regulator of recycling pathways to the plasma membrane. Moreover, we demonstrated that the phosphorylation of RAB13 is important for cell migration. These findings complement our understanding of the mechanisms by which AXL induces cell migration, potentially leading to metastasis formation. In conclusion, the work of this thesis has established the localization of AXL in TNBC and its potential vesicular trafficking pathways. A novel signaling axis regulated by AXL has been identified, and its role in cell migration characterized. These data contribute to a better understanding of AXL vesicular trafficking and have the potential to influence the selection of therapeutic strategies targeting this RTK in breast cancer.

La migration cellulaire collective est importante pour divers processus biologiques, notamment le développement, la cicatrisation et les métastases dans les cancers. Dans l'ovogenèse de la drosophile, la migration des cellules de bordure (BC) reproduit des caractéristiques clés observées dans la formation des métastases, ce qui en fait un outil précieux pour comprendre la migration cellulaire collective sous forme de cluster. Au cours de la migration des BC, une structure supra-cellulaire d’actomyosine ancrée par la protéine ERM, Moesin (Moe), à la périphérie du cluster restreint la formation de protrusions aux cellules leaders, assurant ainsi une migration coordonnée. Des études récentes de notre laboratoire ont montré que la kinase Ste20 Misshapen (Msn) phosphoryle directement Moe à la périphérie du cluster, régulant ainsi la restriction des protrusions. De plus, Msn favorise la contractilité médiée par la Myosine II par un mécanisme indépendant de Moe, régulant la dynamique des protrusions et le détachement du cluster. Cependant, la régulation de l'activité et de la localisation de Msn et son rôle précis dans la contractilité demeurent incertains. Cette thèse étudie le contrôle spatial de l'activité de Msn au sein des clusters de BC, identifiant deux nouveaux mécanismes régulateurs gouvernant les niveaux et l'activation de Msn. Nous démontrons que la kinase Tao est un activateur en amont de Msn et est essentielle pour la migration des BC. D’autre part, la petite GTPase Rap2l favorise le trafic de Msn vers la voie endolysosomale. La déplétion de Rap2l augmente les niveaux de Msn en réduisant son envoie dans les endosomes tardifs pour la dégradation. De plus, nous explorons l'interaction entre Msn et la contractilité, révélant une localisation de Msn près des régions contractiles à l’intérieur du cluster. L'expression d'une forme de Msn ancrée à la membrane perturbe la localisation de la Myosine II active et entraine un arrondissement des cellules, renforçant ainsi le rôle de Msn dans la régulation de la distribution de la Myosine II active. Nos résultats suggèrent également que l'activation de Tao est nécessaire à l’implication de Msn dans la régulation de la contractilité. Dans l'ensemble, cette étude contribue de manière significative à notre compréhension de la régulation de Msn et de son rôle dans la migration des BC. Nous discutons également de la coordination possible entre les nouveaux mécanismes identifiés de régulation de Msn par Tao et Rap2l. Compte tenu de l'importance de Msn dans d'autres processus développementaux et de son implication dans la progression du cancer via ses homologues mammifères, des études futures pourraient révéler des mécanismes de régulation conservés avec de potentielles applications thérapeutiques dans le cancer. / Collective cell migration is crucial for various biological processes, including development, wound healing, and cancer metastasis. In Drosophila oogenesis, the migration of border cells (BC) recapitulates key features observed in cancer metastasis, serving as a valuable tool for understanding collective cell migration as a cluster. During BC migration, a supracellular actomyosin structure anchored by the ERM protein, Moesin (Moe), at the cluster periphery restricts protrusion formation to the leader cells, ensuring coordinated migration. Recent research from our lab has shown that the Ste20 kinase Misshapen (Msn) directly phosphorylates Moe at the cluster's periphery, thereby regulating protrusion restriction. Additionally, Msn promotes Myosin II-mediated contractility through a Moe-independent mechanism, regulating protrusion dynamics and cluster detachment. However, the regulation of Msn activity and localization and its precise role in contractility remains elusive. This thesis investigates the spatial control of Msn activity within BC clusters, identifying two novel regulatory mechanisms governing Msn levels and activation. We demonstrate that the kinase Tao is an upstream activator of Msn and is essential for BC migration. Conversely, the small GTPase Rap2l promotes the trafficking of Msn to the endolysosomal pathway. Depletion of Rap2l increases Msn levels by reducing its trafficking into late endosomes for degradation. Additionally, we explore the interplay between Msn and contractility, revealing Msn localization near contractile regions within the cluster. Expressing a membrane-tethered Msn variant disrupts active Myosin II localization and triggers cell rounding, reinforcing Msn's role in regulating active Myosin II distribution. Our findings also suggest that Tao activation is required for Msn's involvement in contractility regulation. Overall, this research significantly contributes to our comprehension of Msn's regulation and its role in promoting BC migration. We further discuss the possible coordination between the newly identified regulatory mechanisms of Msn by Tao and Rap2l. Considering Msn’s significance in other developmental processes and its implication in cancer progression through its mammalian counterparts, future studies may unveil conserved regulatory mechanisms with potential therapeutic applications in cancer.