MUC1 est une mucine membranaire dont l'expression est augmentée et altérée dans le cancer et l'ischémie rénale. La transition épithélium-mésenchyme (TEM) est un processus dynamique de plasticité cellulaire impliqué dans la progression métastatique et la réparation tissulaire. Nos travaux montraient l'implication de MUC1 dans la plasticité épithéliale rénale à travers l'action de MUC1 dans des lignées cancéreuses rénales et dans des modèles murin et humain de régénération rénale. Dans le carcinome rénal, nous démontrions que (i) MUC1 et SNAIL, facteur de transcription de la TEM, étaient surexprimés dans une série de carcinomes sarcomatoïdes, (ii) SNAIL augmentait indirectement l'expression MUC1, (iii) la surexpression de MUC1 induisait la TEM, (iv) le domaine C-terminal de MUC1 (MUC1-C) augmentait l'interaction de la beta-caténine avec le promoteur de SNAIL favorisant l'activité transcriptionnelle de SNAIL, et (v) le blocage de la localisation nucléaire de MUC1-C diminuait l'activation de la voie Wnt /beta caténine et celle de SNAIL. Au total, nos résultats démontraient que MUC1 est un acteur de la TEM rénale associé au cancer et apparaît comme une nouvelle cible thérapeutique.Dans la régénération rénale, nous montrions que (i) la régénération rénale s'accompagnait d'une plasticité épithéliale transitoire compatible avec une TEM dans un modèle murin et sur des biopsies de greffon humain, (ii) MUC1 était induite au cours de la TEM associée à la régénération, (iii) l'absence de MUC1 (souris Ko Muc1)s'associait à des lésions tubulaires rénales plus sévères, et (iv) l'induction de MUC1 était inversement corrélée au degré de fibrose rénale. Au total, nos résultats suggèrent un rôle de néphroprotection conféré par MUC1 aux cellules épithéliales rénales au cours de la régénération.

Les cancers colorectaux (CCR) constituent un véritable problème de santé publique. En France, en 2015, ils se situent au 3ème rang des cancers et au 2ème rang des décès par cancer, en raison d’un diagnostic souvent tardif et de réponses variables aux thérapeutiques. L’amélioration des tests de dépistage ces vingt dernières années n’a pas significativement réduit la morbi/mortalité liée au CCR et une meilleure caractérisation des différents sous-types moléculaires reste importante pour l’identification de nouveaux biomarqueurs. Les tumeurs colorectales sont hétérogènes tant sur le plan clinico-pathologique que moléculaire, issues de différentes voies de cancérogenèse. Les tumeurs de la voie festonnée représentent 20 à 30% des CCR. Elles sont caractérisées par une instabilité épigénétique (CpG Island Methylation Phenotype, CIMP), une instabilité microsatellitaire (MSI) et des mutations fréquentes du gène BRAF. Sur le plan phénotypique, ce sont des tumeurs volontiers mucisécrétantes surexprimant les mucines MUC2 et MUC5AC. L’identification précoce de leurs précurseurs reste actuellement un enjeu, d’autant que la séquence carcinogénétique des tumeurs festonnées serait particulièrement rapide.Dans cette étude, nous avons déterminé les caractéristiques clinico-pathologiques et moléculaires d’une série de cancers et polypes colorectaux et évalué l’intérêt des gènes de mucines MUC2 et MUC5AC pour classer les polypes festonnés et identifier les lésions précurseurs des cancers CIMP/MSI.L’étude a porté sur 418 CCR et 330 polypes coliques, incluant 218 polypes festonnés et 112 adénomes conventionnels, dont nous avons déterminé le profil moléculaire (mutations KRAS/BRAF, MSI, CIMP, méthylation MGMT, MLH1), ainsi que le profil d’expression et de méthylation des gènes de mucines MUC2 et MUC5AC. Les résultats ont été comparés aux données cliniques et anatomo-pathologiques.Nous montrons que l’hypométhylation du gène MUC5AC est un marqueur spécifique des CCR CIMP/MSI, indépendant des données clinico-pathologiques. De plus, nous montrons que l’hypométhylation de MUC5AC est un évènement précoce qui est spécifiquement associé aux polypes hyperplasiques de type microvésiculaire (MVHP) et adénomes festonnés sessiles (SSA), suggérant une filiation entre ces deux lésions, qui seraient les précurseurs des CCR CIMP/MSI. L’hypométhylation de MUC5AC était par ailleurs très spécifique des lésions festonnées mutées BRAF, CIMP ou MSI.En conclusion, nos résultats suggèrent un rôle de la mucine MUC5AC dans le développement des tumeurs coliques de la voie festonnée. L’hypométhylation du gène MUC5AC est un évènement précoce qui pourrait avoir un intérêt pour le diagnostic des polypes festonnés, en particulier lorsque la morphologie est ambiguë, et pour l’identification précoce des lésions à potentiel malin. De plus, nos résultats suggèrent que certains MVHP pourraient progresser en SSA et en CCR CIMP/MSI, d’où l’importance de réaliser des biopsies des polypes festonnés lors de l'endoscopie afin de repérer le sous-type microvésiculaire parmi les polypes hyperplasiques colorectaux, qui pourrait, bénéficier d’une surveillance minimale.

Schistosoma mansoni est un parasite helminthe responsable de la schistosomiase intestinale, qui affecte 200 millions de personnes dans les zones tropicales et subtropicales, et l’on estime que 600 millions de personnes sont exposées au risque de cette infection. Le cycle de vie du parasite est complexe et il requière, un hôte définitif, l’homme et un hôte intermédiaire, un mollusque d’eau douce appelé Biomphalaria glabrata. C’est chez le mollusque où le parasite se multiplie de forme massive de là l’importance du mollusque dans la transmission du parasite à l’homme. Lors de l’infection le mollusque met en place une réponse cellulaire et humorale très marquées pouvant dans certains cas tuer le parasite. Malgré l’importance du mollusque, les mécanismes moléculaires qui gouvernent ces réponses sont largement inconnus et donc l’étude de l’immunité du mollusque est une priorité en recherche médicale. Nous avons identifié deux orthologues de la cytokine de mammifère MIF (Macrophage Migration Inhibitory Factor ) BgMIF1 et BgMIF2. En utilisant des approches biochimiques et moléculaires en combinaison avec la technique de RNAi in vitro et in vivo nous avons démontré le rôle de BgMIF 1 et BgMIF2 comme régulateurs centrales de l’immunité innée du mollusque. En particulaire BgMIF1 régule l’activation des hémocytes et la réponse d’encapsulation lors de l’infection. D’un autre côté BgMIF2 régule dans la réponse antibactérienne. Nos résultats montrent que chez B. glabrata il y une régulation fine de la réponse immune innée et une capacité pour répondre de façon différente lors d’un challenge immunitaire. De plus une régulation par une cytokine de type vertébré dans un invertébré n’avait jusqu’à présent jamais été décrite. Nos travaux établissent les bases pour mieux comprendre les relations hôte-parasite dans une maladie comme la schistosomiase, et aussi constituent une avancée importante du point de vue de l’évolution de l’immunité innée en général.l

Les Facteurs de transcription du groupe PEA3 (Pea3, Erm et Er81) font partie de la famille d’oncogènes ETS. Leur expression est souvent observée lors de la mise en place des organes par morphogenèse de branchement tels que les poumons ou encore la glande mammaire. De plus une expression aberrante de ces facteurs de transcription est corrélée au caractère cancéreux de nombreux tissus tels que le côlon, les poumons ou encore le sein. Ainsi, l’expression d’Erm dans les tumeurs du sein est associée à un mauvais pronostic pour les patientes et celle de Pea3 constitue un marqueur de l’agressivité tumorale. Enfin, en qualité de facteur de transcription Pea3 module l’expression de gènes spécifiques alors appelés gènes cibles. Même si certains de ces gènes sont déjà bien caractérisés beaucoup de choses restent à faire pour comprendre les mécanismes moléculaires régulés par Pea3. Dans ce contexte lors de ma thèse je me suis intéressé à l’étude du rôle du facteur de transcription Pea3 dans les processus de morphogenèse et de tumorigenèse mammaires selon deux approches complémentaires : 1- l’étude des propriétés morphogénétiques modulées par Pea3 lors des étapes de morphogenèse et de tumorigenèse mammaires, 2- la recherche et la caractérisation de gènes régulés par Pea3 dans ce même contexte, par une analyse transcriptomique à grande échelle en utilisant des puces à ADN. Ces deux points sont développés grâce à l’utilisation de modèles cellulaires dans lesquelles nous modulons l’expression de Pea3. Les cellules épithéliales mammaires TAC 2.1 modèle de morphogenèse mammaire dans lesquelles nous surexprimons Pea3 et les cellules mammaires transformées MMT, modèle de tumorigenèse mammaire dans lesquelles nous inhibons l’expression du facteur de transcription Pea3. Au cours de ma thèse nous avons ainsi pu montrer l’importance du facteur de transcription Pea3 dans le contrôle des propriétés de migration, d’invasion et de prolifération des cellules cancéreuses TAC et MMT. En accord avec ces données, la recherche des gènes dont l’expression est régulée par Pea3 dans nos deux modèles cellulaires suite à la modulation de Pea3, a permis d’identifier de nombreux gènes capables de réguler la prolifération, la migration et l’invasion des cellules. Parmi ces gènes nous nous sommes intéressés au gène cycline d2 bien connu pour son implication dans le contrôle de la progression du cycle cellulaire. Nous avons pu montrer que le gène cycline d2 est un gène cible direct du facteur de transcription Pea3 qui module l’expression dans le modèle cellulaire TAC des deux transcrits (cycline d2 et cycline d2 trc) issus de ce gène et décrits à ce jour. L’étude de la fonction des protéines Cycline D2 et Cycline D2 Trc dans les cellules TAC a été entreprise. Tout d’abord la surexpression de l’une ou l’autre de ces isoformes dans les cellules TAC 2.1 modifie de façon opposée leur capacité à s’organiser dans un gel de collagène mimant l’environnement d’une glande mammaire, la Cycline D2 réprimant cette capacité et la Cycline D2 Trc l’augmentant. L’utilisation de petits ARN interférents permettant de réprimer l’expression de ces deux protéines a permis de montrer une relation fonctionnelle, toujours opposée, des deux isoformes avec le facteur de transcription Pea3 pour le contrôle de la progression du cycle cellulaire mais aussi pour l’induction d’une transition épithélio-mésenchymateuse étroitement reliée au pouvoir de migration des cellules épithéliales lors du développement des organes comme la glande mammaire mais aussi lors de la progression tumorale. Notre étude a ainsi permis de mieux définir l’implication du facteur de transcription Pea3 lors des événements de morphogenèse et de tumorigenèse de la glande mammaire. De plus elle ouvre la réflexion sur le rôle du gène cycline d2 lors de ces événements.

Le locus CDKN2A/B contient le gène codant le suppresseur de tumeur p16INK4a. Des études d’association de gènes ont identifiées que le locus CDN2A/B est associé à un risque de développement de maladies inflammatoires, dans lesquelles les macrophages jouent un rôle important. Les macrophages constituent une population cellulaire hétérogène dont la forme d’activation et les fonctions sont déterminées par les signaux environnants. Les cytokines Th1, tel que l’interféron gamma, et les antigènes bactériens, tel que le lipopolysaccharide, induisent une activation classique ou M1 des macrophages alors que les cytokines Th2, telles que les interleukines 4 et 13, induisent une activation alternative ou M2 des macrophages. Cependant, les mécanismes moléculaires impliqués dans l’acquisition de ces phénotypes sont encore mal connus. Cette étude montre que l’absence d’expression de p16INK4a (p16-/-) inhibe la réponse inflammatoire et favorise l’activation alternative des macrophages primaires murins in vitro. Afin de déterminer la relevance de ces observations in vivo, la fonction de p16INK4a dans les macrophages a été étudiée chez la souris lors d’une infection parasitaire, dans laquelle le rôle des macrophages alternatifs est connu, puis au cours du développement de l’athérosclérose dans lequel le rôle des macrophages alternatifs reste à déterminer, en utilisant la transplantation de moelle osseuse. Les souris transplantées avec de la moelle osseuse p16-/- présentent une induction de l’expression génique des marqueurs de macrophages alternatifs dans le foie après infection parasitaire, démontrant que p16INK4a influence l’activation des macrophages in vivo. Cependant, l’absence de p16INK4a dans les cellules hématopoïétiques n’influence pas le développement de l’athérosclérose dans nos conditions expérimentales. Enfin, l’invalidation de l’expression de p16INK4a par ARN interférence dans les macrophages primaires humains et la mesure d’expression de p16INK4a dans les macrophages isolés du tissu adipeux de patient obèses montrent que l’absence de p16INK4a favorise un phénotype alternatif des macrophages proche de celui des macrophages du tissu adipeux. Ces travaux de recherche identifient p16INK4a comme modulateur de l’activation des macrophages murins et humains. Mots clés : CDKI-activation alternative-inflammation-infection parasitaire-athérosclérose-obésité.

Dans la leucémie aigue myéloïde (LAM), la cytogénétique et les anomalies moléculaires sont fortement associées au pronostic : au sein des LAM à caryotype normal, les duplications de FLT3 (FLT3-ITD) ont un mauvais pronostic alors que les mutations de NPM1 et de CEBPA sont associées à un pronostic favorable. Récemment, les mutations du gène TET2 ont été identifiées dans les pathologies myéloïdes malignes. De plus, les approches de séquençage à haut débit ont permis de mettre en évidence la présence dans la LAM de mutations récurrentes du gène IDH1 dont les altérations avait été préalablement reportées dans le gliome au même titre qu’IDH2. Nous avons donc évalué la fréquence et la signification pronostique des altérations de TET2, IDH1 et IDH2 dans la LAM de novo. Les altérations génomiques et les variations de séquence du gène TET2 ont été étudiées dans une cohorte de 147 patients atteints de LAM de novo, tous traités par chimiothérapie intensive. Les mutations d’IDH1 et IDH2 (IDH1m et IDH2m) ont été étudiées dans une cohorte plus étendue réunissant 520 patients adultes inclus dans les protocoles thérapeutiques ALFA-9801 et ALFA9802. Dans la LAM de novo, les mutations ponctuelles de TET2 ont été retrouvées chez 17% des patients étudiés, soit une fréquence non significativement différente de celle retrouvée dans les syndromes myélodysplasiques ou dans les néoplasmes myéloprolifératifs. En revanche, les délétions et les pertes d’hétérozygotie sans perte de copie impliquant le gène TET2 sont vraiment rares dans la LAM. La fréquence des mutations de TET2 ne semble pas significativement différente chez les patients ayant atteints la rémission complète comparée à celle des patients en échec thérapeutiques. Les mutations de TET2 sont associées aux mutations de NPM1 (p=.032) mais ne semblent avoir d’impact sur la survie globale (OS) ou la survie sans maladie (DFS), ni dans la cohorte globale, ni dans le sous-groupe des LAM à caryotype normal.. La prévalence des mutations de IDH1 et IDH2 s’élève respectivement à 9.6% et 3% des LAM étudiées. Ces mutations sont principalement retrouvées dans le sous-groupe des LAM à caryotype normal. Dans ce sous groupe, les mutations d’IDH1 sont associées avec celles de NPM1 (p=.008) mais mutuellement exclusives avec celles atteignant CEBPA (p=.03). La fréquence de FLT3-ITD est similaire chez les patients avec et sans mutation d’IDH1. En revanche, aucune mutation de NPM1 ou de CEBPA et aucune duplication de FLT3 n’a été détectée chez les patients portant une mutation d’IDH2. Dans les LAM à caryotype normal, les mutations d’IDH1 ont été détectées chez 19% des patients avec le génotype favorable défini par la présence d’une mutation de NPM1 ou de CEBPA en l’absence de duplication de FLT3. Au sein de ce sous-groupe, la présence de mutations d’IDH1 est associé à un risque plus élevé de rechute (5y-RR: 71% pour IDH1m vs 38%, p=.01). Dans les LAM à caryotype normal, le génotype favorable pourrait ainsi etre redéfini par la présence d’une mutation de NPM1 ou de CEBPA sans duplication de FLT3 ni mutation de IDH1. Dans la cohorte étudiée, les patients caractérisés par ce génotype ont en effet un risque de rechute inférieur (5y-RR: 39% vs 76%, p<.0001) et une survie globale plus longue (5y-OS: 68% vs 29%, p<.0001). Les mutations d’IDH2 ont quant à elles un pronostic fortement péjoratif. Au sein des LAM à caryotype normal, les patients avec mutation de IDH2 ont un risque de rechute plus élevé (5y-RR: 100% pour IDH2m vs 60%, p=.01) et une survie globale plus courte (5y-OS: 0% pour IDH2m vs 46%, p=.005). Ainsi, l’étude des altérations concernant les gènes TET2, IDH1 et IDH2 a apporté des éléments supplémentaires de caractérisation des sous types de LAM. La détection des altérations de TET2 a permis d’évaluer leur fréquence dans la LAM mais n’a pas mis en évidence de sous groupe possédant une signification clinique ou pronostique particulière.

Le gène Wilms’ Tumor 1 (WT1), localisé en 11p13, code pour une protéine régulatrice de la transcription. Initialement découvert du fait de son altération dans la tumeur de Wilms, le gène WT1 s’est avéré être aussi impliqué dans les hémopathies malignes, en particulier les leucémies aiguës myéloïdes (LAM). Le rôle de WT1 dans les LAM a été souligné par la présence d’une surexpression de WT1 dans la majorité des LAM et de mutations de WT1 dans environ 10% des cas, mais sa contribution à la leucémogenèse reste à préciser. Evaluer la fréquence, les caractéristiques associées et l’impact pronostique des mutations de WT1 et du SNP (single nucleotide polymorphism) rs16754 de WT1 dans les LAM, et déterminer si la maladie résiduelle (minimal residual disease, MRD) utilisant l’expression de WT1 (MRD-WT1) est prédictive de l’évolution clinique. Méthodes. Les mutations des exons 7 et 9 de WT1, ainsi que le SNP rs16754, ont été recherchés sur des échantillons diagnostiques sanguins ou médullaires de 517 patients présentant une LAM de novo et traités dans les protocoles français ALFA-9801 ou ALFA-9802. L’exon 7 (incluant le SNP rs16754) et l’exon 9 de WT1 ont été amplifiés par PCR sur ADN génomique puis séquencés selon la méthode de Sanger. Les taux de transcrits de WT1 ont été quantifiés par PCR quantitative en temps réel (RQ-PCR) au diagnostic et au cours du suivi thérapeutique chez un total de 221 patients atteints de LAM et traités par chimiothérapie intensive. Résultats. Dans la cohorte du protocole ALFA-9802 (patients âgés de 15 à 50 ans), les mutations de WT1 ont été identifiées chez 14/268 (5%) patients. Les mutations de WT1 étaient associées à un âge plus jeune (p=0.02) et à la présence d’une duplication en tandem de FLT3 (p=0.03). Les patients mutés WT1 présentaient un risque de rechute accru (82% vs 46% à 4 ans, p<0.001) et une survie globale plus courte (22% vs 56% à 4 ans, p=0.01) que les patients non mutés. Au sein des LAM à caryotype normal (LAM-CN) (n=106), la présence d’une mutation de WT1 constituait un facteur défavorable indépendant pour le risque de rechute. Dans la cohorte du protocole ALFA-9801 (patients âgés de 50 à 70 ans), la fréquence des mutations de WT1 était seulement de 6/249 (2.5%). En raison du faible effectif de patients mutés, la valeur pronostique des mutations de WT1 n’a pas pu être étudiée dans cette tranche d’âge. L’allèle minoritaire du SNP rs16754 a été retrouvé chez 141/511 (28%) patients, à l’état hétérozygote (WT1AG) chez 123 (24%) patients et homozygote (WT1GG) chez 18 (4%) patients. Dans la cohorte globale ainsi que dans le sous-groupe de LAM-CN (n=208), le statut du SNP rs16754 n’a pas montré d’impact pronostique significatif sur l’évolution clinique. Au total, 80-90% des échantillons présentaient une surexpression de WT1 au diagnostic. Les taux de transcrits de WT1 au diagnostic étaient plus élevés dans les LAM avec cytogénétique favorable, c’est-à-dire t(15;17), t(8;21), ou inv(16)/t(16;16), et les LAM avec mutations de NPM1, et plus bas dans le sous-type FAB M5 et en cas de réarrangement du gène MLL. Le taux d’expression de WT1 au diagnostic n’était pas corrélé à l’évolution clinique. Après la chimiothérapie d’induction, un taux faible de MRD-WT1 était associé à un risque de rechute inférieur et une survie plus longue (p<0.001). La décroissance de la MRD-WT1 exprimée en log réduction était aussi significativement associée au risque de rechute, même après ajustement sur l’âge, la leucocytose initiale et la cytogénétique (p=0.004). En fin de consolidation, la MRD-WT1 était également prédictive du risque de rechute (p=0.004). Conclusion. Dans cette étude, les mutations de WT1 et la MRD-WT1, mais pas le SNP rs16754, sont significativement associées à l’évolution clinique dans les LAM. Ces résultats suggèrent que les mutations de WT1 et la MRD-WT1 pourraient contribuer à améliorer l’évaluation pronostique et la prise en charge thérapeutique des patients atteints de LAM.

Utilisation de nanoparticules pour délivrer des protéines dans les épithéliums respiratoires. Caractérisation des mécanismes impliqués. L’administration de médicaments par les voies respiratoires humaines est un domaine de la recherche en pleine expansion. Un effort croissant est porté sur le développement de systèmes innovants capables d’échapper aux mécanismes de clairance des voies respiratoires, d’améliorer la biodisponibilité des molécules d’intérêt, leur absorption dans la muqueuse et leur efficacité thérapeutique. Dans ce contexte, le but de ce travail était d’évaluer le potentiel de nanoparticules polysaccharidiques cationiques et poreuses (NP+) comme vecteurs de protéines à travers les voies respiratoires humaines. Les NP+ sont utilisées avec succès in vivo, comme vecteurs mucosaux dans de nombreuses applications telles que la vaccination, l’allergie, la thérapie anticancéreuse et la délivrance de molécules thérapeutiques. Cependant, les mécanismes d’interaction de ces nanoparticules avec les cellules épithéliales des voies respiratoires sont peu connus. Nous avons étudié l’endocytose, l’exocytose et la localisation intracellulaire de ces nanoparticules dans des cellules épithéliales bronchiques humaines. Leur toxicité a été évaluée sur ces cellules et plus particulièrement leur cytotoxicité et leur génotoxicité. Enfin, nous avons étudié et caractérisé les mécanismes de délivrance intracellulaire de protéines par ces nanoparticules et l’influence de leur composition interne sur ces mécanismes. Nos travaux montrent une endocytose rapide des NP+ par la voie des clathrines, ainsi qu’une importante exocytose par des mécanismes dépendant du cholestérol. Elles sont localisées dans les vésicules de clathrines, les endosomes précoces et pas dans les endosomes tardifs, ni dans les lysosomes. De manière ces nanoparticules s’associent quantitativement aux protéines et augmentent leur délivrance intracellulaire, tout en les protégeant de l’hydrolyse enzymatique à pH physiologique. De plus, la présence de lipides anioniques dans leur structure interne influence significativement les mécanismes d’interactions avec les cellules et de délivrance intracellulaire de protéines. Enfin, les études de toxicité ne montrent aucune cytotoxicité ni génotoxicité à des concentrations < 326 µg/cm2. Ces concentrations sont toutefois très élevées et difficilement atteignables in vivo. En conclusion, les NP+ ne sont pas toxiques sur les cellules épithéliales des voies respiratoires, elles interagissant fortement avec celles-ci et augmentent significativement la délivrance de protéines. Ce travail souligne l’intérêt de développer ce type de nanoparticules pour la délivrance de molécules d’intérêt pharmaceutique à travers les voies respiratoires humaines.

Les microARN sont des petits ARN non codants d’une vingtaine de nucléotides qui ont pour fonction de réguler l’expression des gènes en se fixant sur l’extrémité 3’UTR d’ARNm cibles, permettant ainsi leur dégradation ou l’arrêt de leur traduction en protéines. A ce jour, de nombreuses études ont montré l’implication des microARN dans divers processus physiologiques ou pathologiques ; leur rôle dans la réponse de l’organisme aux substances toxiques environnementales commence à être évoqué.La FPI appartient au groupe des pneumopthies interstitielles diffuses idiopathique dont elle est la forme la plus fréquente. Elle se caractérise par la présence de foyers de prolifération de fibroblastes/myofibroblastes responsables d’une production excessive de matrice extracellulaire, une destruction progressive et irréversible de l’architecture pulmonaire entrainant la perte de la fonction respiratoire. L’agression répétée de l’épithélium respiratoire par des composés chimiques environnementaux (ou xénobiotiques) est fortement suspectée dans le déclenchement de la FPI.Le premier objectif de mes travaux de recherche a été d’identifier des microARN susceptibles d’intervenir dans la pathogenèse de la fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) et de préciser la (les) fonction(s) de ces microARN d’intérêt. Pour atteindre cet objectif, nous avons étudié deux microARN, le miR-199a-5p et le miR-214-3p qui présentaient la particularité d’être significativement surexprimés dans les poumons de souris souffrant de fibrose pulmonaire. L’analyse systématique des profils d’expression des gènes de fibroblastes surexprimant le miR-199a-5p et le miR-214-3p nous a permis d’identifier un grand nombre de gènes qui étaient significativement modulés par ces deux microARN. Nous avons pu établir l’implication respective du miR-199a-5p et du miR-214-3p dans la régulation de la voie profibrotique TGFβ et dans l’apoptose des fibroblastes pulmonaires médiée par le Fas-ligand. L’ensemble de nos résultats nous permet de suggérer l’utilisation de molécules ciblées contre ces 2 microARN dans le traitement de la FPI.Le second objectif de mes travaux de recherche a été d’identifier le modèle cellulaire in vitro le plus proche du tissu pulmonaire afin d’étudier l’impact des composés toxiques environnementaux sur la pathogenèse des maladies respiratoires et, en particulier, de la FPI. Pour cela, nous avons comparé les profils d’expression génique de l’ensemble des protéines impliquées dans le métabolisme et l’éliminations des xénobiotiques, de 10 lignées cellulaires et de 4 cultures primaires de cellules épithéliales bronchiques humaines, à ceux précédemment observés par notre équipe dans les tissus broncho-pulmonaires humains. L’exposition du modèle cellulaire le plus pertinent à des polluants atmosphériques permettra d’identifier les microARN associés à la toxicité pulmonaire de ces composés chimiques et de vérifier si ces microARN régulent des voies de signalisations communes à celles impliquées dans la pathogenèse de la FPI.

Lorsque les cellules normales évoluent vers un état néoplasique, elles acquièrent de nombreuses caractéristiques. Par exemple, ces cellules exhibent des voies métaboliques anormales et possèdent la capacité d’échapper à la destruction par les cellules de l’immunité, notamment en exploitant des points de contrôles immunitaires ou « immune checkpoints ». La molécule PD-L1 (Programmed Death-Ligand 1) appartient à la famille de protéines immuno-régulatrices B7 et a tout d’abord été décrite comme impliquée dans l’immuno-échappement tumoral suite à son interaction avec PD-1, récepteur exprimé à la surface des lymphocytes T. Associée à un mauvais pronostic, une expression aberrante de PD-L1 est retrouvée dans les hémopathies malignes ainsi que dans de multiples tumeurs solides. De manière intéressante, il a été montré que PD-L1 possède également des fonctions pro-tumorales intrinsèques. En effet, cette protéine joue un rôle dans la prolifération des cellules cancéreuses et leur résistance aux chimiothérapies, sans interagir avec PD-1. Toutefois, les mécanismes moléculaires modulés par PD-L1 et impliqués dans ces fonctions sont encore inconnus. Des voies métaboliques anormales ont été décrites comme pouvant contribuer à la croissance tumorale et la résistance aux thérapies. Ainsi, les objectifs de ma thèse ont été d’explorer le potentiel rôle de la protéine PD-L1 dans le métabolisme des cellules tumorales. En utilisant la méthode d’édition du génome avec les Zinc Finger Nucleases, nous avons invalidé le gène CD274 codant la protéine PD-L1 dans les cellules cancéreuses de sein MDA-MB-231 et investigué les fonctions métaboliques de cette molécule après surexpression dans ces mêmes cellules. Nous avons observé que PD-L1 induit un shift de la phosphorylation oxydative vers la glycolyse, correspondant à l’effet Warburg. Afin de valider cette reprogrammation métabolique, nous avons analysé le profil métabolique de ces cellules et mis en évidence une élévation des niveaux des intermédiaires de la glycolyse tels que le F-6-P, le F-1,6-P, le GAP, le DHAP, le PEP et le pyruvate dans la lignée surexprimant PD-L1, confirmant nos précédents résultats. D’autre part, et en accord avec nos observations quant à une augmentation de la production de ROS (Reactive Oxygen Species), nos données transcriptomiques suggèrent une répression de la voie de réponse au stress oxydatif NRF2 suite à l’expression de PD-L1 et notamment de ses gènes cibles tels que NQO2, GSTM3 et ABCC2. En outre, l’analyse in silico de bases de données de cohortes de patients atteints de cancer du sein a révélé une corrélation entre l’expression du gène PD-L1/CD274 et l’expression des gènes de la voie du stress oxydant (GSTM3 ; CYBB) ou des gènes codant les transporteurs de glucose (SLC2A1/GLUT1 ; SLC2A3/GLUT3), ces données supportant nos résultats obtenus in vitro. Par ailleurs, le glucose étant principalement utilisé par les cellules cancéreuses pour favoriser la biosynthèse de diverses biomolécules nécessaires à la prolifération cellulaire, ces résultats pourraient expliquer la tumorigénicité augmentée dans la lignée surexprimant PD-L1 lors des expériences de xénogreffe de cellules de cancer du sein humain chez des souris Nude. Ainsi, les travaux présentés dans cette thèse mettent en évidence de nouvelles fonctions intrinsèques de PD-L1 promouvant le développement tumoral, suggérant l’utilisation d’agents thérapeutiques inhibant ces mécanismes seraient prometteurs pour le traitement du cancer du sein.