Medaka vasa is required for migration but not survival of primordial germ cells

Vasa is essential for germline development. However, the precise processes in which vasa involves vary considerably in diverse animal phyla. Here we show that vasa is required for primordial germ cell (PGC) migration in the medakafish. vasa knockdown by two morpholinos led to the PGC migration defect that was rescued by coinjection of Vasa RNA. Interestingly, Vasa knockdown did not alter the PGC number, identity, proliferation and motility even at ectopic locations. We established a cell culture system for tracing PGCs at the single cell level in vitro. In this culture system, control and morpholino-injected gastrulae produced the same PGC number and the same time course of PGC survival. importantly, vasa-depleted PGCs in culture had similar motility and locomotion to normal PGCs. Expression patterns of wt1a, sdf1b and cxcT4b in migratory tissues remained unchanged by Vasa knockdown. By chimera formation we show that PGCs from vasa-depleted blastulae failed to migrate properly in the normal environment, whereas control PGCs migrated normally in vasa-disrupted embryos. Furthermore, ectopic PGCs in vasa-depleted embryos also retained all the PGC properties examined. Taken together, medaka vasa is cell-autonomously required for PGC migration, but dispensable to PGC proliferation, motility, identity and survival. (C) 2009 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Cortactin mediated morphogenic cell movements during zebrafish (Danio rerio) gastrulation

Cell migration is essential to direct embryonic cells to specific sites at which their developmental fates are ultimately determined. However, the mechanism by which cell motility is regulated in embryonic development is largely unknown. Cortactin, a filamentous actin binding protein, is an activator of Arp2/3 complex in the nucleation of actin cytoskeleton at the cell leading edge and acts directly on the machinery of cell motility. To determine whether cortactin and Arp2/3 mediated actin assembly plays a role in the morphogenic cell movements during the early development of zebrafish, we initiated a study of cortactin expression in zebrafish embryos at gastrulating stages when massive cell migrations occur. Western blot analysis using a cortactin specific monoclonal antibody demonstrated that cortactin protein is abundantly present in embryos at the most early developmental stages. Immunostaining of whole-mounted embryo showed that cortactin immunoreactivity was associated with the embryonic shield, predominantly at the dorsal side of the embryos during gastrulation. In addition, cortactin was detected in the convergent cells of the epiblast and hypoblast, and later in the central nervous system. Immunofluorescent staining with cortactin and Arp3 antibodies also revealed that cortactin and Arp2/3 complex colocalized at the periphery and many patches associated with the cell-to-cell junction in motile embryonic cells. Therefore, our data suggest that cortactin and Arp2/3 mediated actin polymerization is implicated in the cell movement during gastrulation and perhaps the development of the central neural system as well.

Investigation of p75 neurotrophin receptor and the role of its post-translational modifications in tumour cell motility and invasiveness

The p75 neurotrophin receptor (p75NTR) is a member of the tumour necrosis factor superfamily, which relies on the recruitment of cytosolic protein partners - including the TNF receptor associated factor 6 (TRAF6) E3 ubiquitin ligase - to produce cellular responses such as apoptosis, survival, and inhibition of neurite outgrowth. Recently,p75NTR was also shown to undergo γ-secretase-mediated regulated intramembrane proteolysis, and the receptor ICD was found to migrate to the nucleus where it regulates gene transcription. Moreover, γ-secretase-mediated proteolysis was shown to be involved in glioblastoma cell migration and invasion. In this study we report that TRAF6-mediated K63-linked polyubiquitination at multiple or alternative lysine residues influences p75NTR-ICD stability in vitro. In addition, we found that TRAF6-mediated ubiquitination of p75NTR is not influenced by inhibition of dynamin. Moreover, we report beta-transducin repeats-containing protein (β-TrCP) as a novel E3- ligase that ubiquitinates p75NTR, which is independent of serine phosphorylation of the p75NTR destruction motif. In contrast to its influence on other substrates, co-expression of β-TrCP did not reduce p75NTR stability. We created U87-MG glioblastoma cell lines stably expressing wild type, γ-secretaseresistant and constitutively cleaved receptor, as well as the ICD-stabilized mutant K301R. Interestingly, only wild-type p75NTR induces increased glioblastoma cell migration, which could be reversed by application of γ-secretase inhibitor. Microarray and qRT-PCR analysis of mRNA transcripts in these cell lines yielded several promising genes that might be involved in glioblastoma cell migration and invasion, such as cadherin 11 and matrix metalloproteinase 12. Analysis of potential transcription factor binding sites revealed that transcription of these genes might be regulated by well known p75NTR signalling cascades such as NF-κB or JNK signalling, which are independent of γ-secretase-mediated cleavage of the receptor. In contrast, while p75NTR overexpression was confirmed in melanoma cell lines and a patient sample of melanoma metastasis to the brain, inhibition of γ-secretase did not influence melanoma cell migration. Collectively, this study provides several avenues to better understand the physiological importance of posttranslational modifications of p75NTR and the significance of the receptor in glioblastoma cell migration and invasion.

A PK2/Bv8/PROK2 antagonist suppresses tumorigenic processes by inhibiting angiogenesis in glioma and blocking myeloid cell infiltration in pancreatic cancer.

Infiltration of myeloid cells in the tumor microenvironment is often associated with enhanced angiogenesis and tumor progression, resulting in poor prognosis in many types of cancer. The polypeptide chemokine PK2 (Bv8, PROK2) has been shown to regulate myeloid cell mobilization from the bone marrow, leading to activation of the angiogenic process, as well as accumulation of macrophages and neutrophils in the tumor site. Neutralizing antibodies against PK2 were shown to display potent anti-tumor efficacy, illustrating the potential of PK2-antagonists as therapeutic agents for the treatment of cancer. In this study we demonstrate the anti-tumor activity of a small molecule PK2 antagonist, PKRA7, in the context of glioblastoma and pancreatic cancer xenograft tumor models. For the highly vascularized glioblastoma, PKRA7 was associated with decreased blood vessel density and increased necrotic areas in the tumor mass. Consistent with the anti-angiogenic activity of PKRA7 in vivo, this compound effectively reduced PK2-induced microvascular endothelial cell branching in vitro. For the poorly vascularized pancreatic cancer, the primary anti-tumor effect of PKRA7 appears to be mediated by the blockage of myeloid cell migration/infiltration. At the molecular level, PKRA7 inhibits PK2-induced expression of certain pro-migratory chemokines and chemokine receptors in macrophages. Combining PKRA7 treatment with standard chemotherapeutic agents resulted in enhanced effects in xenograft models for both types of tumor. Taken together, our results indicate that the anti-tumor activity of PKRA7 can be mediated by two distinct mechanisms that are relevant to the pathological features of the specific type of cancer. This small molecule PK2 antagonist holds the promise to be further developed as an effective agent for combinational cancer therapy.

The Deubiquitinating Enzyme USP17 is Essential for GTPase Subcellular localization and Cell Motility

Deubiquitinating enzymes are now emerging as potential therapeutic targets that control many cellular processes, but few have been demonstrated to control cell motility. Here, we show that ubiquitin-specific protease 17 (USP17) is rapidly and transiently induced in response to chemokines SDF-1/CXCL12 and IL-8/CXCL8 in both primary cells and cell lines, and that its depletion completely blocks chemokine-induced cell migration and cytoskeletal rearrangements. Using live cell imaging, we demonstrate that USP17 is required for both elongated and amoeboid motility, in addition to chemotaxis. USP17 has previously been reported to disrupt Ras localization and we now find that USP17 depletion blocks chemokine-induced subcellular relocalization of GTPases Cdc42, Rac and RhoA, which are GTPases essential for cell motility. Collectively, these results demonstrate that USP17 has a critical role in cell migration and may be a useful drug target for both inflammatory and metastatic disease.

EphA2 Expression Is a Key Driver of Migration and Invasion and a Poor Prognostic Marker in Colorectal Cancer

PURPOSE: EphA2, a member of the Eph receptor tyrosine kinases family, is an important regulator of tumor initiation, neovascularization, and metastasis in a wide range of epithelial and mesenchymal cancers; however, its role in colorectal cancer recurrence and progression is unclear.

EXPERIMENTAL DESIGN: EphA2 expression was determined by immunohistochemistry in stage II/III colorectal tumors (N = 338), and findings correlated with clinical outcome. The correlation between EphA2 expression and stem cell markers CD44 and Lgr5 was examined. The role of EphA2 in migration/invasion was assessed using a panel of KRAS wild-type (WT) and mutant (MT) parental and invasive colorectal cancer cell line models.

RESULTS: Colorectal tumors displayed significantly higher expression levels of EphA2 compared with matched normal tissue, which positively correlated with high CD44 and Lgr5 expression levels. Moreover, high EphA2 mRNA and protein expression were found to be associated with poor overall survival in stage II/III colorectal cancer tissues, in both univariate and multivariate analyses. Preclinically, we found that EphA2 was highly expressed in KRASMT colorectal cancer cells and that EphA2 levels are regulated by the KRAS-driven MAPK and RalGDS-RalA pathways. Moreover, EphA2 levels were elevated in several invasive daughter cell lines, and downregulation of EphA2 using RNAi or recombinant EFNA1 suppressed migration and invasion of KRASMT colorectal cancer cells.

CONCLUSIONS: These data show that EpHA2 is a poor prognostic marker in stage II/III colorectal cancer, which may be due to its ability to promote cell migration and invasion, providing support for the further investigation of EphA2 as a novel prognostic biomarker and therapeutic target. Clin Cancer Res; 22(1); 230-42. ©2015 AACR.

The function of drosophila integrin adhesion complexes in pupal hemocyte migration in vivo

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Étude des mécanismes moléculaires menant à la migration cellulaire associée à Rac1 et ARF6.

Le facteur de l’ADP-ribosylation 6 (ARF6) et Rac1 sont des petites protéines liant le GTP qui régulent plusieurs voies de signalisation comprenant le trafic de vésicules, la modification des lipides membranaires et la réorganisation du cytosquelette d’actine. Cependant, les mécanismes moléculaires par lesquels ARF6 et Rac1 agissent de concert afin de contrôler ces différents processus cellulaires restent méconnus. Dans cette étude, nous montrons que, dans les cellules HEK293, ARF6 et Rac1 sont retrouvées en complexe suite à la stimulation du récepteur à l’angiotensine. Des expériences réalisées in vitro nous indiquent que ces deux GTPases interagissent ensemble directement, et que ARF6 s’associe préférentiellement avec la forme inactive de Rac1. L’inhibition de l’expression de ARF6 par interférence à l’ARN entraîne une activation marquée en cellule de Rac1 via le facteur PIX, indépendamment de la stimulation d’un récepteur, ce qui provoque la migration non contrôlée des cellules. Les arrestines, protéines de régulation de la désensibilisation des récepteurs couplés aux protéines G, servent de protéines d’échafaudage pour Rac1 et ARF6, en interagissant directement avec les GTPases et en augmentant leur association stimulée par l’angiotensine. De plus, les arrestines permettent l’activation, en s’en dissociant, de la MAP Kinase p38 qui régule l’activité de ARF6 et son interaction précoce avec les arrestines. Mis ensemble, ces résultats montrent que les arrestines contrôlent l’activité de ARF6, en influençant p38. ARF6 joue un rôle inhibiteur sur l’activation basale de Rac1 pour permettre ensuite son recrutement et son activation dépendante de l’angiotensine. Cette étude nous a permis de préciser le mode de régulation mis en jeu dans l’initiation de la migration cellulaire, suite à l’activation d’un récepteur couplé aux protéines G. Par le fait même, nous avons identifié certains des acteurs impliqués dans ce processus, offrant ainsi de nouvelles cibles pour le traitement des déséquilibres pathophysiologiques de la migration cellulaire.

Implication de l'endosome de recyclage dans la migration cellulaire in vivo

Au cours de l’ovogenèse chez la mouche du vinaigre: Drosophila melanogaster, un groupe de cellules folliculaires appelées cellules de bord, migrent à travers les cellules nourricières pour atteindre l’ovocyte. Cet événement, nécessitant la transition épithélio- mésenchymateuse (TEM), la réorientation, puis l’arrêt, ressemble à la formation de métastases. L’endocytose est un régulateur clé de plusieurs événements polarisés, y compris la migration cellulaire. En effet, différentes protéines impliquées dans la migration, comme les intégrines et les E-cadhérines (cadhérines épithéliales), sont régulées par transport à travers les endosomes. De même, l’endocytose restreint au front de migration l’activité des récepteurs tyrosine kinases (RTKs) qui guident les cellules de bord dans leur mouvement. Cependant les mécanismes moléculaires de cette restriction spatiale de l’activité des RTKs demeurent largement inconnus. Nous avons testé l’implication du trafic vésiculaire à travers la machinerie d’endocytose, dans la migration dirigée des cellules de bord, car ce système est facilement accessible pour l’expression de protéines et l’analyse de mutants. Nous avons commencé par confirmer une observation précédente du rôle de l’endosome précoce dans la migration des cellules de bord. Ensuite, nous avons identifié l’endosome de recyclage (ER) comme un régulateur clé de cette migration. En effet, nous avons démontré que l’expression dans les cellules de bord d’une forme dominante négative de Rab11, la petite GTPase régulant le transport vésiculaire à travers l’ER, bloque la migration ou entraîne de sévères défauts de migration dans environ 80% des chambres d’œufs examinées. De plus, nous observons par immunofluorescence une relocalisation de l’activité des RTKs alors que d’autres protéines de migration ne sont pas affectées par Rab11 dominant négatif. Ce résultat a été par la suite confirmé par une interaction génétique entre Rab11 et les RTKs. D’autre part, nous avons montré que le complexe exocyste, un effecteur de Rab11, est impliqué dans la migration des cellules de bord. Nous avons trouvé par microscopie confocale en tissu fixé et par microscopie en temps réel que Sec15, un composant de ce complexe, est polarisé, de façon Rab11- dépendante, dans des vésicules qui s’accumulent au front de migration tout au long du mouvement des cellules de bord. De plus, la perte de l’activité de Sec15 perturbe à son tour la migration. Ainsi, toutes ces données démontrent le rôle fondamental d’un cycle d’endo- exocytose dans le maintien des RTKs actifs au niveau du front de migration des cellules de bord le long de leur mouvement.

Rôle des GTPases ARF dans la migration des cellules endothéliales et la sécrétion du NO

ARF6 et ARF1 sont des petites GTPases de la famille des ARF(s) qui régulent plusieurs voies de signalisation comprenant, la formation et le mouvement des vésicules, la transformation des lipides membranaires et la réorganisation du cytosquelette d’actine. À ce jour, le rôle de la protéine ARF6 et de la protéine ARF1 dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) et des récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) dans les cellules endothéliales est encore très peu étudié. Le but de cette étude a été de caractériser le rôle de la protéine ARF6 dans la migration des cellules endothéliales induite par l’endothéline-1, ainsi que le rôle de la protéine ARF1 dans la sécrétion du monoxyde d’azote (NO) stimulées par le VEGF. Dans cette étude, nous montrons qu’ARF6 est essentielle à la migration des cellules endothéliales induite par l’endotheline-1. L’inhibition de l’expression d’ARF6 par interférence à l’ARN entraîne une activation marquée de la kinase FAK et son association constitutive avec Src. Par ailleurs, cette inhibition affecte l’association entre GIT1 et la kinase FAK. Ceci se traduit par une inhibition du désassemblage des contacts focaux et une augmentation de l’adhésion cellulaire menant à une diminution de la motilité. De plus, nos résultats montrent que la protéine ARF1 est essentielle à l’activation d’eNOS et à la sécrétion du NO suite à l’activation du VEGFR2 dans les cellules endothéliales BAEC. En effet, l’inhibition de l’expression d’ARF1 par interférence à l’ARN entraîne une inhibition du recrutement de la kinase Akt à la membrane plasmique et une inhibition de son activation induite par le VEGF. L’inhibition de l’activation de la kinase Akt par le VEGF conduit à une inhibition de l’activation de eNOS et de la sécrétion du NO. Dans l’ensemble, nos résultats montrent que les protéines ARF6 et ARF1 sont essentielles à la signalisation de l’ETB et du VEGFR2 pour les processus menant à la migration cellulaire et à la sécrétion du NO respectivement, deux évènements essentiels à l’angiogenèse.

L’étude du rôle d’ARF1 dans la migration et la prolifération des cellules du cancer du sein

Les facteurs d’ADP-ribosylation (ARFs) sont des petites GTPases impliquées dans le transport vésiculaire, la synthèse des lipides membranaires et la réorganisation du cytosquelette d’actine. Les isoformes 1 (ARF1) et 6 (ARF6) sont les plus étudiées. ARF1 est connue pour être distribuée à l’appareil de Golgi, alors qu’ARF6 est confinée principalement à la membrane plasmique. Récemment, il a été démontré qu’ARF6 est hautement exprimée et activée dans plusieurs cellules de cancer du sein invasif et que celle-ci contrôle les processus de migration et d’invasion. Cependant, le rôle d’ARF1 dans ces processus biologiques impliqués dans la formation de métastases du cancer du sein demeure méconnu. Dans la présente étude, nous avons utilisé comme modèle d’étude pour ARF1 les MDA-MB-231, une lignée de cellules invasives du cancer du sein exprimant de haut niveau de récepteurs au facteur de croissance épidermique (EGFR). Afin d’évaluer le rôle d’ARF1 dans la migration, dans la transition épithéliale mésenchymateuse (EMT) et dans la prolifération cellulaire, nous avons procédé à deux types d’approches expérimentales, soit l’inhibition de l’expression endogène d’ARF1 par l’interférence à l’ARN de même que la surexpression de formes mutantes dominante négative (ARF1T31N) et constitutivement active d’ARF1 (ARF1Q71L), qui miment les formes inactive et active de la GTPase, respectivement. De manière intéressante, la suppression d’ARF1 et la surexpression de la forme inactive d’ARF1 induisent l’arrêt de la migration et de la prolifération des MDA-MB-231 de manière dépendante à l’activation de l’EGFR et ce, en bloquant l’activation de la voie PI3Kinase. De plus, nous démontrons qu’ARF1, de même que les ARF GEFs Cytohésine-1 et Cytohésine-2, contribuent au phénotype invasif des cellules tumorales de cancer du sein. Dans les mêmes approches expérimentales, nous montrons que l’inactivation d’ARF1 dans les MDA-MB-231 déclenche un arrêt de croissance irréversible associé à l’induction de la sénescence et ce, en régulant la fonction de la protéine du rétinoblastome pRb. Enfin, cette étude a permis de mettre en évidence le rôle physiologique d’ARF1 dans les processus de migration et de prolifération cellulaire, deux événements biologiques responsables de la progression du cancer du sein.

Étude des mécanismes cellulaires activés par l'Angiopoïétine-1 et le VEGF régulant la perméabilité et la migration endothéliales

L’angiogenèse est la formation de nouveaux vaisseaux sanguins à partir d’un réseau vasculaire existant. C’est un phénomène essentiel pour des processus physiologiques et pathologiques. L’activation des cellules endothéliales est contrôlée par plusieurs facteurs de croissance. Le VEGF et son récepteur le VEGFR-2 ont été prouvés comme étant spécifiques et critiques pour la formation des vaisseaux sanguins alors que Tie2, le récepteur auquel se lie l’Ang-1, est requis aussi bien dans le développement vasculaire que dans l’angiogenèse tumorale. Il est connu que l’activation de Tie2 est nécessaire à la stabilisation finale de la vascularisation en inhibant la perméabilité vasculaire induite par le VEGFR-2. Nous avons premièrement découvert que le facteur de croissance pro-angiogénique, l’Ang-1 contrecarre les effets de perméabilité cellulaire induits par le VEGF en inhibant la production de NO dans les cellules endothéliales. Cet effet inhibiteur de Tie2 intervient directement au niveau de l’activité de l’enzyme eNOS. Suite à l’activation de Tie2 par l’Ang-1, eNOS devient fortement phosphorylé sur la Thr497 après la phosphorylation et l’activation de la PKCζ. Nos résultats suggèrent que l’inhibition, par Tie2, de la perméabilité vasculaire durant l’angiogenèse serait due, en partie, à l’inhibition de la production de NO. Deuxièmement nous avons pu distinguer entre deux modes de migration cellulaire endothéliale induits par l’Ang-1 et le VEGF. À l’opposé du VEGF qui promeut une migration individuelle aléatoire, l’Ang-1 induit une migration collective directionnelle. Dans cette étude, nous avons identifié la β-caténine comme un nouveau partenaire moléculaire de la PKCζ. Cette association de la PKCζ à la β-caténine amène le complexe de polarité Par6-aPKC et le complexe des jonctions d’adhérences cellulaires à interagir ensemble à deux localisations différentes au niveau de la cellule endothéliale. Au niveau des contacts intercellulaires, le complexe PKCζ/β-caténine maintien la cohésion et l’adhésion cellulaire nécessaire pour le processus migratoire collectif. Ce complexe se retrouve aussi au niveau du front migratoire des cellules endothéliales afin d’assurer la directionalité et la persistance de la migration endothéliale en réponse à l’Ang-1. D’une manière intéressante, lors de l’inhibition de la PKCζ ou de la β-caténine on assiste à un changement du mode de migration en réponse à l’Ang-1 qui passe d’une migration directionnelle collective à une migration individuelle aléatoire. Ce dernier mode de migration est similaire à celui observé chez des cellules endothéliales exposées au VEGF. Ces résultats ont été corroborés in vivo par une polarité et une adhésion défectueuses au cours de la vasculogenèse chez le poisson zèbre déficient en PKCζ. En résumé, Ang-1/Tie2 module la signalisation et les réponses biologiques endothéliales déclenchées par le VEGF/VEGFR-2. L’identification des mécanismes moléculaires en aval de ces deux récepteurs, Tie2 et VEGFR-2, et la compréhension des différentes voies de signalisation activées par ces complexes moléculaires nous permettra de mettre la lumière sur des nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement des maladies angiogéniques.

ARF1 contrôle la migration des cellules hautement invasives du cancer du sein via Rac1

Dans un contexte où la forte prévalence du cancer du sein chez les femmes demeure depuis plusieurs années un enjeu de société majeur, les nouvelles stratégies visant à réduire la mortalité associée à cette maladie sont le sujet de nombreuses recherches scientifiques. Les facteurs d’ADP-ribosylation sont des petites protéines G monomériques importantes pour la réorganisation du cytosquelette d’actine, le remodelage des lipides membranaires et la formation de vésicules. Notre laboratoire a précédemment montré qu’ARF1 est surexprimée dans les cellules hautement invasives du cancer du sein et contribue à leur phénotype migratoire accru. Dans le cadre de ce mémoire, nous avons défini le rôle de cette GTPase dans la migration de telles lignées cellulaires. Pour ce faire, nous avons étudié le rôle d’ARF1 dans l’activation de Rac1, un membre de la famille des GTPases Rho connu pour son implication dans la formation de lamellipodes ainsi que dans la migration cellulaire. Globalement, nous avons déterminé que l’activation d’ARF1 permet l’activation subséquente de Rac1 ainsi que de la voie de signalisation nécessaire au processus de migration. Par une approche d’interférence à l’ARN dans les cellules MDA-MB-231, nous avons d’abord montré la contribution essentielle de Rac1 la migration dépendante d’ARF1. Puis, de façon à établir le mécanisme derrière cette régulation, nous avons montré que l’inhibition de l’expression endogène d’ARF1 altère l’activation de Rac1 dépendante de l’EGF. Nous avons ensuite examiné les conséquences d’une telle inhibition sur les partenaires d’interaction de Rac1. Nous avons découvert qu’ARF1 et Rac1 forment un complexe constitutif, puis qu’ARF1est nécessaire à l’association de Rac1 à IRSp53, une protéine importante dans la formation de lamellipodes. La translocation dépendante de l’EGF du complexe Rac1/IRSp53 à la membrane plasmique est également sous le contrôle d’ARF1. En conclusion, cette étude fournit un nouveau mécanisme par lequel ARF1 régule la migration cellulaire et identifie cette GTPase en tant que cible pharmacologique prometteuse pour freiner le développement des métastases chez les patients atteints du cancer du sein.

La petite GTPase Rab11 et ses interacteurs orchestrent la migration cellulaire collective et la cytocinèse chez la Drosophile

Le trafic vésiculaire permet un échange coordonné de molécules entre les différents organites de la cellule et dépend largement des petites GTPases de la famille des Rabs dont le nombre varie entre 27 chez la Drosophile et 70 chez l’Homme. Un des prochains défis consiste donc à élucider les mécanismes cellulaires qui coordonnent l’activité de ces Rabs, laquelle garantit un transport vésiculaire ordonné au sein de la cellule. Les Rabs agissent comme des interrupteurs moléculaires grâce à leur capacité à cycler entre un état actif et inactif. L’activité des Rabs est contrôlée par des protéines régulatrices puis des effecteurs en aval coordonnent leurs différentes fonctions. La petite GTPase Rab11 est essentielle au développement de plusieurs organismes incluant la Drosophile, C. elegans et la souris puisqu’elle se retrouve au cœur de différentes voies de transport. D’ailleurs, le trafic de molécules dépendant de Rab11 est perturbé dans plusieurs pathologies. Malgré son rôle central dans le trafic vésiculaire, la régulation de Rab11 reste peu comprise in vivo. Cette thèse se penche sur les mécanismes moléculaires contrôlant les fonctions de Rab11 et de ses effecteurs lors de la migration cellulaire collective et lors de la cytocinèse. Nous avons identifié Evi5 comme un nouvel acteur clé de la migration cellulaire collective, et nous montrons qu’elle possède une activité Rab11-GAP essentielle pour maintenir les récepteurs de guidance actifs de façon polarisée au front de migration. Nous avons ensuite déterminé que Rab11 régule la communication cellulaire lors de la migration collective par l’entremise de son interaction avec la Moésine. Une question reste toutefois en suspens : sachant que Rab11 compte plus de 13 effecteurs, quels sont les mécanismes assurant la spécificité de l’interaction entre cette GTPase et un effecteur particulier? Une partie de la réponse provient peut-être de nos observations que les membres des Rab11-FIPs de classe I, une famille d’effecteurs de Rab11, interagissent avec les protéines d’échafaudage 14-3-3. Chez la Drosophile, Rip11 est le seul représentant des Rab11-FIPs de classe I et nous montrons que Rip11 aurait des fonctions inattendues durant la cytocinèse qui seraient coordonnées par 14-3-3. Nos recherches permettent de dresser un portrait plus authentique des mécanismes moléculaires régulant les différentes fonctions de Rab11 et de ses effecteurs in vivo.

Étude de la migration des populations de lymphocytes B du sang de patients infectés par le virus d’immunodéficience humaine (VIH)

La dérégulation du compartiment de cellules B est une conséquence importante de l’infection par le virus de l’immunodéficience humaine (VIH-1). On observe notamment une diminution des nombres de lymphocytes B sanguins ainsi qu’une variation des fréquences relatives des différentes populations de lymphocytes B chez les individus infectés par rapport aux contrôles sains. Notre laboratoire a précédemment démontré l’implication des cellules dendritiques dans la dérégulation des lymphocytes B via la roduction excessive de BLyS/BAFF, un stimulateur des cellules B. De plus, lors l’études menées chez la souris transgénique présentant une maladie semblable au SIDA, et chez la souris BLyS/BAFF transgénique, l’infection au VIH-1 fut associée à une expansion de la zone marginale (MZ) de la rate. De façon intéressante, nous observons chez les contrôleurs élites une diminution de la population B ‘mature’ de la MZ. Il s’agit du seul changement important chez les contrôleurs élites et reflète possiblement un recrutement de ces cellules vers la périphérie ainsi qu’une implication dans des mécanismes de contrôle de l’infection. Pour tenter d’expliquer et de mieux comprendre ces variations dans les fréquences des populations B, nous avons analysé les axes chimiotactiques CXCL13-CXCR5, CXCL12-CXCR4/CXCR7, CCL20-CCR6 et CCL25-CCR9. L’étude longitudinale de cohortes de patients avec différents types de progression clinique ou de contrôle de l’infection démontre une modulation des niveaux plasmatiques de la majorité des chimiokines analysées chez les progresseurs rapides et classiques. Au contraire, les contrôleurs élites conservent des niveaux normaux de chimiokines, démontrant leur capacité à maintenir l’homéostasie. La migration des populations de cellules B semble être modulée selon la progression ou le contrôle de l’infection. Les contrôleurs élites présentent une diminution de la population B ‘mature’ de la MZ et une augmentation de la fréquence d’expression du récepteur CXCR7 associé à la MZ chez la souris, suggérant un rôle important des cellules de la MZ dans le contrôle de l’infection au VIH-1. De façon générale, les résultats dans cette étude viennent enrichir nos connaissances du compartiment de cellules B dans le contexte de l’infection au VIH-1 et pourront contribuer à élaborer des stratégies préventives et thérapeutiques contre ce virus.