Expression of cyclin D1 in epithelial tissues of transgenic mice results in epidermal hyperproliferation and severe thymic hyperplasia.

To study the involvement of cyclin D1 in epithelial growth and differentiation and its putative role as an oncogene in skin, transgenic mice were developed carrying the human cyclin D1 gene driven by a bovine keratin 5 promoter. As expected, all squamous epithelia including skin, oral mucosa, trachea, vaginal epithelium, and the epithelial compartment of the thymus expressed aberrant levels of cyclin D1. The rate of epidermal proliferation increased dramatically in transgenic mice, which also showed basal cell hyperplasia. However, epidermal differentiation was unaffected, as shown by normal growth arrest of newborn primary keratinocytes in response to high extracellular calcium. Moreover, an unexpected phenotype was observed in the thymus. Transgenic mice developed a severe thymic hyperplasia that caused premature death due to cardio-respiratory failure within 4 months of age. By 14 weeks, the thymi of transgenic mice increased in weight up to 40-fold, representing 10% of total body weight. The hyperplastic thymi had normal histology revealing a well-differentiated cortex and medulla, which supported an apparently normal T-cell developmental program based on the distribution of thymocyte subsets. These results suggest that proliferation and differentiation of epithelial cells are under independent genetic controls in these organs and that cyclin D1 can modulate epithelial proliferation without altering the initiation of differentiation programs. No spontaneous development of epithelial tumors or thymic lymphomas was perceived in transgenic mice during their first 8 months of life, although they continue under observation. This model provides in vivo evidence of the action of cyclin D1 as a pure mediator of proliferation in epithelial cells.

Apoptosis of nur77/N10-transgenic thymocytes involves the Fas/Fas ligand pathway.

The orphan nuclear receptor Nur77/N10 has recently been demonstrated to be involved in apoptosis of T cell hybridomas. We report here that chronic expression of Nur77/N10 in thymocytes of transgenic mice results in a dramatic reduction of CD4+CD8+ double-positive as well as CD4+CD8- and CD4-CD8+ single-positive cell populations due to an early onset of apoptosis. CD4-CD8- double-negative and CD25+ precursor cells, however, are unaffected. Moreover, nur77/N10-transgenic thymocytes show increased expression of Fas ligand (FasL), while the levels of the Fas receptor (Fas) are not increased. The mouse spontaneous mutant gld (generalized lymphoproliferative disease) carries a point mutation in the extracellular domain of the FasL gene that abolishes the ability of FasL to bind to Fas. Thymuses from nur77/N10-transgenic mice on a gld/gld background have increased cellularity and an almost normal profile of thymocyte subpopulations. Our results demonstrate that one pathway of apoptosis triggered by Nur77/N10 in double-positive thymocytes occurs through the upregulation of FasL expression resulting in increased signaling through Fas.

Activated Ras signals differentiation and expansion of CD4+8+ thymocytes.

We describe a novel approach to assay the ability of particular gene products to signal transitions in lymphocyte differentiation in vivo. The method involves transfection of test expression constructs into RAG-1-deficient embryonic stem cells, which are subsequently assayed by the RAG-2-deficient blastocyst complementation approach. We have used this method to demonstrate that expression of activated Ras in CD4-8- (double negative, DN) prothymocytes in vivo induces their differentiation into small CD4+8+ (double positive, DP) cortical thymocytes with accompanying expansion to normal thymocyte numbers. However, activated Ras expression in DP cells does not cause proliferation or maturation to CD4+8- or CD4-8+ (single positive) thymocytes. Therefore, signaling through Ras is sufficient for promoting differentiation of DN to DP cells, but further differentiation requires the activity of additional signaling pathways.

Prolactin increases CD4/CD8 cell ratio in thymus-grafted congenitally athymic nude mice.

One distinctive effect on T-cell development was analyzed by selectively increasing serum prolactin (PRL) concentration in thymus-grafted congenitally athymic nude mice and by neutralizing PRL in suspension cultures of thymus from 1-day-old neonatal mice. Flow cytometric analysis of single-positive CD4+ and CD8+ cells derived from inguinal lymph nodes revealed a CD4/CD8 cell ratio of 2.2 +/- 0.18 (mean +/- SEM) in thymus-grafted nude mice that is similar to the ratio for immune-competent BALB/c mice (2.0 +/- 0.06). Addition of the pituitary to thymus-grafted nude mice significantly elevated serum PRL (P < 0.005) and increased the CD4/CD8 cell ratio (2.8 +/- 0.12; P < 0.005), demonstrating preferential stimulation of CD4+ cell development. T cells in nude mice receiving sham (submandibular salivary gland) or pituitary grafts alone were below detectable levels. Suspension cultures of neonatal thymus treated with anti-mouse PRL antiserum resulted in 20% and 30% decreases in double-positive CD4+8+ thymocytes and thymocyte viability, respectively. A 10-fold increase in double-negative CD4-8- thymocytes expressing the interleukin 2 receptor alpha chain, CD25, was also observed concurrently. Our findings illustrate an important way in which PRL may participate in two interrelated mechanisms: the regulation of peripheral single-positive cells and the maintenance of thymocyte viability during the double-positive stage of intrathymic differentiation.

Function of the pre-T-cell receptor alpha chain in T-cell development and allelic exclusion at the T-cell receptor beta locus.

The pre-T-cell receptor, composed of the T-cell receptor (TCR) beta chain (TCRbeta), pre-Talpha (pTalpha) chain, and CD3 molecules, has been postulated to be a transducer of signals during the early stages of T-cell development. To examine the function of the transmembrane pTalpha chain during tbymocyte development, we generated pTalpha-/- embryonic stem cells and assayed their ability to differentiate into lymphoid cells in vivo after injection into recombination-activating gene (RAG)-2-deficient blastocysts. Thymocytes representing all stages of T-cell differentiation were detected in the thymus of pTalpha-/- chimeric mice, indicating that thymocyte development can occur without pTalpha. However, greatly reduced thymocyte numbers and substantially increased percentages of both CD4-CD8- thymocytes and TCRgammadelta+ thymocytes suggest that pTalpha plays a critical role in thymocyte expansion. To investigate the role of the pTalpha chain in allelic exclusion at the TCRbeta locus, a functionally rearranged TCRbeta minigene was introduced into pTalpha-/- and pTalpha+/- embryonic stem cells, which were subsequently assayed by RAG-2-deficient blastocyst complementation. In the absence of pTalpha, expression of the transgenic TCRbeta inhibited rearrangement of the endogenous TCRbeta locus to an extent similar to that seen in normal TCRbeta transgenic mice, suggesting that pTalpha may not be required for signaling allelic exclusion at the TCRbeta locus.

Biosynthesis of major histocompatibility complex molecules and generation of T cells in Ii TAP1 double-mutant mice.

Major histocompatibility complex (MHC) class I and II molecules are loaded with peptides in distinct subcellular compartments. The transporter associated with antigen processing (TAP) is responsible for delivering peptides derived from cytosolic proteins to the endoplasmic reticulum, where they bind to class I molecules, while the invariant chain (Ii) directs class II molecules to endosomal compartments, where they bind peptides originating mostly from exogenous sources. Mice carrying null mutations of the TAP1 or Ii genes (TAP10) or Ii0, respectively) have been useful tools for elucidating the two MHC/peptide loading pathways. To evaluate to what extent these pathways functionally intersect, we have studied the biosynthesis of MHC molecules and the generation of T cells in Ii0TAP10 double-mutant mice. We find that the assembly and expression of class II molecules in Ii0 and Ii0TAP10 animals are indistinguishable and that formation and display of class I molecules is the same in TAP10 and Ii0TAP10 animals. Thymic selection in the double mutants is as expected, with reduced numbers of both CD4+ CD8- and CD4- CD8+ thymocyte compartments. Surprisingly, lymph node T-cell populations look almost normal; we propose that population expansion of peripheral T cells normalizes the numbers of CD4+ and CD8+ cells in Ii0TAP10 mice.

T-cell-specific deletion of a polypeptide N-acetylgalactosaminyl-transferase gene by site-directed recombination.

UDP-N-acetylgalactosamine (GalNAc): polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferase (polypeptide GalNAc-T) catalyzes transfer of the monosaccharide GalNAc to serine and threonine residues, thereby initiating O-linked oligosaccharide biosynthesis. Previous studies have suggested the possibility of multiple polypeptide GalNAc-Ts, although attachment of saccharide units to polypeptide or lipid in generating oligosaccharide structures in vertebrates has been dependent upon the activity of single gene products. To address this issue and to determine the relevance of Oglycosylation variation in T-cell ontogeny, we have directed Cre/loxP mutagenic recombination to the polypeptide GalNAc-T locus in gene-targeted mice. Resulting deletion in the catalytic region of polypeptide GalNAc-T occurred to completion on both alleles in thymocytes and was found in peripheral T cells, but not among other cell types. Thymocyte O-linked oligosaccharide formation persisted in the absence of a functional targeted polypeptide GalNAc-T allele as determined by O-glycan-specific lectin binding. T-cell development and colonization of secondary lymphoid organs were also normal. These results indicate a complexity in vertebrate O-glycan biosynthesis that involves multiple polypeptide GalNAc-Ts. We infer the potential for protein-specific O-glycan formation governed by distinct polypeptide GalNAc-Ts.

Proline and pyrrolidine derivatives: new drug cadidates for hepatitis C treatment

The more advantageous hepatitis C virus (HCV) inhibitors (most of them incorporating polysubstituted prolines or pyrrolidines) are detailed in this paper. The improvement of current treatments by combination of antiviral drugs is the driving force of this race to reduce the fast proliferation of this virus. The enhancement of efficiency in short periods of treatment is crucial in the economical point of view and for the hope of all infected people. New protease or polymerase inhibitors have been recently developed in order to substitute the traditional highly toxic PEG-interferon α-2b/ribavirin tandem. The contribution of our group in this field concerns the elaboration of the first and second generation GSK polymerase inhibitors through enantioselective processes based on silver(I)- and gold(I)-catalyzed 1,3-dipolar cycloadditions of azomethine ylides.

Metabolomics analysis in rats with thiamine deficiency identifies key metabolites in vulnerable brain regions and suggests neural stem progenitor cells play a role in ameliorating metabolic dysfunction

La documentation scientifique fait état de la présence, chez l’adulte, de cellules souches et progénitrices neurales (CSPN) endogènes dans les zones sous-ventriculaire et sous-granulaire du cerveau ainsi que dans le gyrus denté de l’hippocampe. De plus, un postulat selon lequel il serait également possible de retrouver ce type de cellules dans la moelle épinière et le néocortex des mammifères adultes a été énoncé. L’encéphalopathie de Wernicke, un trouble neurologique grave toutefois réversible qui entraîne un dysfonctionnement, voire une défaillance du cerveau, est causée principalement par une carence importante en thiamine (CT). Des observations récentes laissent envisager que les facteurs en cause dans la prolifération et la différenciation des CSPN pourraient également jouer un rôle important lors d’un épisode de CT. L’hypothèse, selon laquelle l’identification de nouveaux métabolites entrant dans le mécanisme ou la séquence de réactions se soldant en une CT pourraient en faciliter la compréhension, a été émise au moyen d'une démarche en cours permettant d’établir le profil des modifications métaboliques qui surviennent en de telles situations. Cette approche a été utilisée pour constater les changements métaboliques survenus au niveau du foyer cérébral dans un modèle de rats déficients en thiamine (rats DT), particulièrement au niveau du thalamus et du colliculus inférieur (CI). La greffe de CSPN a quant à elle été envisagée afin d’apporter de nouvelles informations sur la participation des CSPN lors d’un épisode de CT et de déterminer les bénéfices thérapeutiques potentiels offerts par cette intervention. Les sujets de l’étude étaient répartis en quatre groupes expérimentaux : un premier groupe constitué de rats dont la CT était induite par la pyrithiamine (rats DTiP), un deuxième groupe constitué de rats-contrôles nourris ensemble (« pair-fed control rats » ou rats PFC) ainsi que deux groupes de rats ayant subi une greffe de CSPN, soit un groupe de rats DTiP greffés et un dernier groupe constitué de rats-contrôles (rats PFC) greffés. Les échantillons de foyers cérébraux (thalamus et CI) des quatre groupes de rats ont été prélevés et soumis à des analyses métabolomiques non ciblées ainsi qu’à une analyse visuelle par microscopie à balayage électronique (SEM). Une variété de métabolites-clés a été observée chez les groupes de rats déficients en thiamine (rats DTiP) en plus de plusieurs métabolites dont la documentation ne faisait pas mention. On a notamment constaté la présence d’acides biliaires, d’acide cynurénique et d’acide 1,9— diméthylurique dans le thalamus, alors que la présence de taurine et de carnosine a été observée dans le colliculus inférieur. L’étude a de plus démontré une possible implication des CSPN endogènes dans les foyers cérébraux du thalamus et du colliculus inférieur en identifiant les métabolites-clés ciblant les CSPN. Enfin, les analyses par SEM ont montré une amélioration notable des tissus à la suite de la greffe de CSPN. Ces constatations suggèrent que l’utilisation de CSPN pourrait s’avérer une avenue thérapeutique intéressante pour soulager la dégénérescence symptomatique liée à une grave carence en thiamine chez l’humain.

Implications physiopathologiques de la Nestine lors du remodelage pulmonaire et cardiaque à la suite de l’infarctus du myocarde, du diabète et de l’hypertension pulmonaire

Il est reconnu que la protéine filamenteuse intermédiaire Nestine est exprimée lors du processus de cicatrisation et du remodelage fibrotique. De plus, nous avons identifié l’expression de la Nestine au sein de deux populations distinctes qui sont directement impliquées dans les réponses de fibroses réparative et réactive. Ainsi, une population de cellules souches neurales progénitrices résidentes du coeur de rat adulte exprime la Nestine et a été identifiée à titre de substrat de l’angiogenèse et de la neurogenèse cardiaque. Également, la Nestine est exprimée par les myofibroblastes cicatriciels cardiaques et il a été établi que la protéine filamenteuse intermédiaire joue un rôle dans la prolifération de ces cellules. Ainsi, l’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre les évènements cellulaires impliqués dans la réponse neurogénique des cellules souches neurales progénitrices résidentes cardiaques Nestine(+) (CSNPRCN(+)) lors de la fibrose réparative cardiaque et d’explorer si l’apparition de fibroblastes Nestine(+) est associée avec la réponse de fibrose réactive secondaire du remodelage pulmonaire. Une première publication nous a permis d’établir qu’il existe une régulation à la hausse de l’expression de la GAP43 (growth associated protein 43) et que cet événement transitoire précède l’acquisition d’un phénotype neuronal par les CSNPRCN(+) lors du processus de cicatrisation cardiaque chez le rat ayant subi un infarctus du myocarde. De plus, la surimposition de la condition diabétique de type 1, via l’injection unique de Streptozotocine chez le rat, abolit la réponse neurogénique des CSNPRCN(+), qui est normalement induite à la suite de l’ischémie cardiaque ou de l’administration de 6-hydroxydopamine. Le second article a démontré que le développement aigu de la fibrose pulmonaire secondaire de l’infarctus du myocarde chez le rat est associé avec une augmentation de l’expression protéique de la Nestine et de l’apparition de myofibroblastes pulmonaires Nestine(+). Également, le traitement de fibroblastes pulmonaires avec des facteurs de croissances peptidiques pro-fibrotiques a augmenté l’expression de la Nestine par ces cellules. Enfin, le développement initial de la condition diabétique de type 1 chez le rat est associé avec une absence de fibrose réactive pulmonaire et à une réduction significative des niveaux protéiques et d’ARN messager de la Nestine pulmonaire. Finalement, la troisième étude représentait quant à elle un prolongement de la deuxième étude et a alors examiné le remodelage pulmonaire chronique chez un modèle établi d’hypertension pulmonaire. Ainsi, les poumons de rats adultes mâles soumis à l’hypoxie hypobarique durant 3 semaines présentent un remodelage vasculaire, une fibrose réactive et une augmentation des niveaux d’ARN messager et de la protéine Nestine. De plus, nos résultats ont démontré que la Nestine, plutôt que l’alpha-actine du muscle lisse, est un marqueur plus approprié des diverses populations de fibroblastes pulmonaires activés. Également, nos données suggèrent que les fibroblastes pulmonaires activés proviendraient en partie de fibroblastes résidents, ainsi que des processus de transition épithélio-mésenchymateuse et de transition endothélio-mésenchymateuse. Collectivement, ces études ont démontré que des populations distinctes de cellules Nestine(+) jouent un rôle majeur dans la fibrose réparative cardiaque et la fibrose réactive pulmonaire.

Rôles de la protéine tyrosine phosphatase DEP-1 dans l'angiogenèse, la perméabilité vasculaire et la progression tumorale

L’angiogenèse et l’augmentation de la perméabilité vasculaire sont des éléments clés pour la croissance et la progression tumorale. Par conséquent, de nombreux efforts sont déployés à comprendre les mécanismes moléculaires impliqués dans la formation et le remodelage des vaisseaux sanguins de manière à identifier de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles. De cette optique, les travaux de cette thèse se sont concentrés sur la protéine tyrosine phosphatase DEP-1, initialement identifiée comme un régulateur négatif de la prolifération et de la phosphorylation du VEGFR2 lorsque fortement exprimée dans les cellules endothéliales. Toutefois, en utilisant une approche d’ARNi, il a été démontré que via sa capacité à déphosphoryler la tyrosine inhibitrice de Src (Y529), DEP-1 était également un régulateur positif de l’activation de Src dans les cellules endothéliales stimulées au VEGF. Puisque Src joue un rôle central dans la promotion de l’angiogenèse et la perméabilité vasculaire, nous avons en plus démontré que DEP-1 était un promoteur de ces fonctions in vitro et que la tyrosine phosphorylation de sa queue C-terminale, permettant l’interaction et l’activation de Src, était requise. Les travaux de recherche présentés dans cette thèse démontrent dans un premier temps à partir d’une souris Dep1 KO, dont le développement ne présente aucun phénotype apparent, que la perte de l’expression de DEP-1 se traduit en une inhibition de l’activation de Src et de l’un de ses substrats, la VE-Cadherine, en réponse au VEGF chez la souris adulte. Nos résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle primordial de DEP-1 dans l’induction de la perméabilité vasculaire et de la formation de capillaires in vivo. Conséquemment, la croissance tumorale et la formation de métastases aux poumons sont réduites due à une inhibition de leur vascularisation ce qui se traduit par une diminution de la prolifération et une augmentation de l’apoptose des cellules cancéreuses. De façon intéressante, l’expression élevée de DEP-1 dans les vaisseaux sanguins tumoraux de patientes atteintes du cancer du sein corrèle avec une vascularisation accrue de la tumeur. En plus du rôle de DEP-1 dans la réponse angiogénqiue à l’âge adulte, nos travaux ont également démontré le rôle important de DEP-1 lors de la vascularisation de la rétine, un modèle in vivo d’angiogenèse développementale. Dans ce contexte, DEP-1 inhibe la prolifération des cellules endothéliales et limite leur bourgeonnement et la complexification du réseau vasculaire rétinien en permettant l’expression adéquate du Dll4, un régulateur crucial de l’organisation de la vascularisation développementale. Cette expression du Dll4 découlerait de la stabilisation de la β-caténine par l’inactivation de la GSK3β, un régulateur important de la dégradation de la β-caténine, en réponse au VEGF selon la voie de signalisation VEGFR2-Src-PI3K-Akt-GSK3β. Ainsi, ces travaux identifient DEP-1 comme un régulateur important de l’organisation vasculaire rétinienne. Les rôles positifs de DEP-1 dans les cellules endothéliales découlent principalement de sa capacité à lier et activer la kinase Src. En plus de contribuer à la réponse angiogénique, Src est également un oncogène bien caractérisé notamment pour sa contribution au programme invasif des cellules cancéreuses mammaires. Les travaux de cette thèse illustrent que DEP-1 est préférentiellement exprimée dans les cellules cancéreuses mammaires invasives et qu’il régule l’activation de Src, de voies de signalisation invasives et, par le fait même, de l’invasivité de ces cellules in vitro et in vivo. De façon intéressante, ces observations corrèlent avec des données cliniques où l’expression modérée de DEP-1 est associée à un mauvais pronostic de survie et de rechute. Ces résultats démontrent donc, pour la première fois, le rôle positif de DEP-1 dans l’activation de Src au niveau des cellules endothéliales et des cellules cancéreuses mammaires ce qui permet la régulation du bourgeonnement endothélial, de la perméabilité vasculaire, de l’angiogenèse normale et pathologique en plus de l’invasion tumorale.

Dissection moléculaire de la sénescence cellulaire induite par le stress et la thérapie dans le cancer de l’ovaire et son impact sur la réponse des patientes

Le cancer de l’ovaire (COv) est le cancer gynécologique le plus létal chez la femme et les traitements existants, chirurgie et chimiothérapie, ont peu évolué au cours des dernières décennies. Nous proposons que la compréhension des différents destins cellulaires tels que la sénescence que peuvent choisir les cellules du cancer de l’ovaire en réponse à la chimiothérapie pourrait conduire à de nouvelles opportunités thérapeutiques. La sénescence cellulaire a été largement associée à l’activité de la protéine TP53, qui est mutée dans plus de 90% des cas de cancer de l’ovaire séreux de haut grade (COv-SHG), la forme la plus commune de la maladie. Dans nos travaux, à partir d’échantillons dérivés de patientes, nous montrons que les cultures primaires du cancer de l’ovaire séreux de haut grade exposées au stress ou à des drogues utilisées en chimiothérapie entrent en senescence grâce à l’activité d’un isoforme du gène CDKN2A (p16INK4A). Dans ces cellules, nous avons évalué les caractéristiques fondamentales de la sénescence cellulaire tels que les altérations morphologiques, l’activité béta galactosidase associée à la sénescence, les dommages à l’ADN, l’arrêt du cycle cellulaire et le phénotype sécrétoire associé à la sénescence. En utilisant des micromatrices tissulaires construites à partir d’échantillons humains de COv-SHG pré- et post-chimiothérapie, accompagnées de leurs données cliniques, nous avons quantifié des marqueurs de sénescence incluant une diminution de la prolifération cellulaire quelques semaines après chimiothérapie. De façon intéressante, l’expression de p16INK4A dans les échantillons de COv-SHG prétraitement corrèle avec une survie prolongée des patientes suite au traitement. Ceci suggère ainsi pour la première fois un impact biologique bénéfique pour la présence de cellules cancéreuses qui sont capable d’activer la sénescence, particulièrement pour le traitement du cancer de l’ovaire. Dans le but de complémenter les thérapies actuelles avec des approches de manipulation pharmacologique de la sénescence, nos résultats suggèrent qu’il serait important de déterminer l’impact positif ou négatif de la sénescence induite par la thérapie sur la progression de la maladie et la survie, pour chaque type de cancer de façon indépendante.

Mécanismes d'action des cellules stromales mésenchymateuses dans le traitement de la réaction du greffon contre l'hôte

La maladie du greffon contre l’hôte (GvHD) est un effet secondaire sérieux de la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT). Cette maladie entraine une haute mortalité et ses symptômes sont dévastateurs. Les traitements actuels de la GvHD comportent plusieurs produits, tels les corticostéroïdes, mais ces derniers sont immunosuppresseurs et leurs effets secondaires sont aussi très dommageables pour les patients et leur guérison. Les cellules stromales mésenchymateuses (MSC) représentent une alternative ou une addition potentielle de traitement pour la GvHD et ces cellules ne semblent pas posséder les effets secondaires des traitements classiques. Un nombre important d’études cliniques faisant l’objet des MSC ont été enregistrées. Malgré cet engouement, le mécanisme de leur immunomodulation reste encore à élucider. Notre objectif est donc de mieux définir ce mécanisme. Nous avons utilisé un modèle simplifié pour simuler la GvHD in vitro. Ce modèle se base sur la stimulation de lymphocytes CD4+ par des cellules dendritiques allogéniques. La mesure de la prolifération de ces cellules stimulées sert d’indicateur de leur réactivité. Selon les résultats obtenus par la technologie CRISPR de génie génétique, les MSC exerceraient leur immunosuppression sur les cellules T CD4+ principalement par la sécrétion de l’enzyme IDO1. Les MSC seraient également capables d’induire certaines cellules CD4+ en cellules régulatrices, un processus indépendant de la sécrétion d’IDO1. Toutefois, ces cellules ne semblent pas correspondre aux cellules Treg conventionnelles.

Modulation allostérique du récepteur FP dans le cancer colorectal

Les prostaglandines modulent d’importants rôles physiologiques. Elles sont aussi impliquées dans le développement d’une variété de conditions pathologiques telles l’inflammation, la douleur et le cancer. La prostaglandine PGF2α et son récepteur (récepteur FP) se trouvent impliqué dans la modulation de nombreuses pathologies tels lors de l’accouchement préterme et le cancer colorectal. Récemment, nous avons fait partie d’un groupe de recherche ayant développé des modulateurs allostériques du récepteur FP. Dans une première étude, l’action du PGF2α sur le déclenchement des contractions myométriales a été évaluée, car peu d’information est connue sur la signalisation de cette prostaglandine lors de l’accouchement. Ainsi, nous avons utilisé un peptidomimétique de la deuxième boucle extracellulaire, dénommée PDC113.824. Nos résultats ont démontré que le PDC113.824 permettait de retarder la mise bas chez des souris gestantes, mais agissait de manière différente sur les multiples voies de signalisation de la PGF2α. Ainsi, le PDC113.824 inhibait la voie RhoA-ROCK, dépendante de l’activation de la protéine Gα12 par le. Les protéines RhoA-ROCK sont des acteurs clés dans le remodelage du cytosquelette d’actine et des contractions myométriales lors de l’accouchement. De plus, le PDC113.824 en présence de PGF2α agit comme un modulateur positif sur la voie dépendante de l’activation de la protéine Gαq. Le PDC113.824 serait donc un modulateur allostérique non compétitif possédant des actions à la fois de modulateurs positifs et négatifs sur la signalisation du récepteur FP Dans une seconde étude, des analogues du PDC113.824 ont été conçus et analysés dans un second modèle pathologique, le cancer colorectal. Ce cancer possède de hauts niveaux de récepteur FP. Nous avons donc étudié le rôle du récepteur FP dans le développement et la progression du cancer colorectal et l’effet de modulateurs allostériques. Il est généralement accepté que dans le cancer colorectal, la prostaglandine PGE2 permet la croissance et l’invasion tumorale, ainsi que l’angiogenèse. Toutefois, peu d’informations sont connues sur le rôle du PGF2α dans le cancer colorectal. C’est dans ce contexte que nous avons décidé d’examiner la contribution de ce récepteur dans la progression du cancer colorectal et cherché à déterminer si la modulation des fonctions du récepteur FP a un impact sur la croissance de tumeurs colorectales. Nos recherches ont révélé que l’activation du récepteur FP permet la migration et la prolifération de plusieurs lignées cellulaires humaines et murines d’adénocarcinomes colorectaux. Dans ce contexte, nos expériences ont démontré que la migration des cellules cancéreuses était dépendante de l’activation de la voie Rho. Nos résultats démontrent qu’en effet, l’activation de RhoA, une petite GTPase clé de la voie Gα12, est inhibée de façon sélective par nos composés. De plus, nos molécules allostériques sont également efficaces pour inhiber la voie de signalisation de la ß-caténine, une protéine impliquée dans la genèse du cancer colorectal. In vivo, le traitement de souris avec un des ces modulateurs a permis une inhibition effective de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, nos résultats suggèrent donc que les modulateurs allostériques des récepteurs FP pourraient constituer une nouvelle classe de médicaments utilisés pour le traitement du cancer colorectal.

Implicating the mechanisms of ADP-ribosylation factor activation in the resistance of invasive breast cancer cells to EGFR tyrosine kinase inhibitors

ADP-ribosylation factor-1 (ARF1) est une petite GTPase principalement connue pour son rôle dans la formation de vésicules au niveau de l’appareil de Golgi. Récemment, dans des cellules de cancer du sein, nous avons démontré qu’ARF1 est aussi un médiateur important de la signalisation du récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR) contrôlant la prolifération, la migration et l'invasion cellulaire. Cependant, le mécanisme par lequel l’EGFR active la GTPase ainsi que le rôle de cette dernière dans la régulation de la fonction du récepteur demeure inconnue. Dans cette thèse, nous avions comme objectifs de définir le mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules de cancer du sein hautement invasif et démontrer que l’activation de cette isoforme de ARF joue un rôle essentiel dans la résistance de ces cellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nos études démontrent que les protéines d’adaptatrices Grb2 et p66Shc jouent un rôle important dans l'activation de ARF1. Alors que Grb2 favorise le recrutement d’ARF1 à l'EGFR ainsi que l'activation de cette petite GTPase, p66Shc inhibe le recrutement du complexe Grb2-ARF1 au récepteur et donc contribue à limiter l’activation d’ARF1. De plus, nous démontrons que ARF1 favorise la résistance aux inhibiteurs des tyrosines kinases dans les cellules de cancer du sein hautement invasif. En effet, une diminution de l’expression de ARF1 a augmenté la sensibilité descellules aux inhibiteurs de l'EGFR. Nous montrons également que de hauts niveaux de ARF1 contribuent à la résistance des cellules à ces médicaments en améliorant la survie et les signaux prolifératifs à travers ERK1/2, Src et AKT, tout en bloquant les voies apoptotiques (p38MAPK et JNK). Enfin, nous mettons en évidence le rôle de la protéine ARF1 dans l’apoptose en réponse aux traitements des inhibiteurs de l’EGFR. Nos résultats indiquent que la dépletion d’ARF1 promeut la mort cellulaire induite par gefitinib, en augmentant l'expression de facteurs pro-apoptotiques (p66shc, Bax), en altérant le potentiel de la membrane mitochondriale et la libération du cytochrome C. Ensemble, nos résultats délimitent un nouveau mécanisme d'activation de ARF1 dans les cellules du cancer du sein hautement invasif et impliquent l’activité d’ARF1 comme un médiateur important de la résistance aux inhibiteurs EGFR.