Dissertations / Theses on the topic 'Intégrine alpha5'

L'expression de l'intégrine a5pl et celle de son ligand, la fibronectine (FN), est augmentée au tout début de la cicatrisation cornéenne afin de favoriser la migration des cellules épithéliales. Toutefois, l'expression du collagène de type IV (CIV) et de la laminine (LM), deux composantes majeures de la membrane basale, est diminuée temporairement durant ce processus. Notre laboratoire étudie le promoteur a5 afin de déterminer quels sont les mécanismes responsables de l'augmentation de l'expression de l'intégrine a5(31 dans le contexte de la cicatrisation cornéenne. Jusqu'à maintenant, nous avions démontré que la sous-unité a5 était à la fois modulée par la FN et la densité cellulaire. Ces effets étaient, en partie, causés par des modifications du facteur de transcription Spl (±spécifie protein one¿), un régulateur positif de la transcription du gène a5. Sur le promoteur a5, nous avons identifié un site de liaison potentiel pour le facteur de transcription NFI (±nuclear factor one¿) à proximité de celui des sites Spl et AP-1 (±activator protein one¿) préalablement identifiés. Le premier objectif de cette thèse fut de déterminer l'influence de chacun de ces facteurs sur l'activité du promoteur a5. Le second objectif fut de définir l'influence de la densité cellulaire sur les facteurs de transcription AP-1, Spl et NFI. Finalement, le troisième objectif visait à déterminer l'influence du CIV et de la LM sur l'expression d'a5. Nous avons démontré que les facteurs de transcription AP-1, Spl et NFI modulent l'activité basale du promoteur a5. Nous avons aussi démontré que la densité cellulaire induit des modifications des propriétés des facteurs de transcription AP-1 et NFI. Par la suite, nous avons démontré que la FN, le CIV et la LM influencent individuellement l'expression de la sous-unité a5. Nous avons ensuite démontré que ces influences sont, en partie, causées par des modifications des facteurs de transcription Spl, AP-1 ainsi que NFI. Ainsi, l'expression de la sous-unité a5 s'avère modulée par la densité cellulaire et par des protéines de la matrice extracellulaire (MEC) impliquées dans la cicatrisation cornéenne. Ces influences résultent de modifications dans les propriétés ou les niveaux endogènes des facteurs de transcription AP-1, Spl et NFI.

Dès les premières heures suivant une lésion à l’épithélium cornéen, d’importantes quantités de fibronectine (FN) sont sécrétées dans la membrane basale, tandis que l’expression des laminines (LMs) et des collagènes (principalement le type IV) diminue temporairement pour réapparaitre une fois la lésion recouverte. L’intégrine α5β1 joue un rôle majeur dans la cicatrisation cornéenne en favorisant l’adhésion et la migration des cellules épithéliales de cornées (CEC) sur la matrice temporaire de FN. Notre laboratoire étudie la modulation d’expression du gène codant pour la sous-unité α5 par les composantes de la matrice extracellulaire (MEC) durant la cicatrisation de l’épithélium cornéen. Des travaux antérieurs réalisés dans notre laboratoire ont permis de démontrer que la FN exerce une influence positive sur l’activité transcriptionnelle du promoteur du gène α5, tandis que la LM exerce une influence négative dans des CEC de lapins. Toutefois, l’étude des influences individuelles des collagènes ou des effets combinés des matrices complexes n’avait jamais été entreprise à ce jour. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis de démontrer que les matrices extracellulaires complexes, composées de FN et de différents types de collagènes, exercent une influence positive sur l’expression du gène α5 dans des CEC humaines. Ces influences de la MEC résultent de modifications dans l’expression et les activités de liaison à l’ADN des facteurs de transcription NFI, Sp1, AP-1 et Pax-6. À l’inverse, les matrices simples de collagènes exercent une influence négative sur l’expression du gène α5 dans les CECs ce qui suggère qu’une des multiples actions des collagènes pourrait être de ralentir la migration et la prolifération des cellules épithéliales afin de permettre leur différenciation dans les couches supérieures de l’épithélium cornéen. Nous avons également démontré la présence d’une région distale conservée de 300 nucléotides située en amont des gènes codant pour les sous-unités d’intégrines α3, α5, α9 et αv. Cette région conservée porte plusieurs éléments de régulation (positifs et négatifs) qui contribuent à la modulation fine de l’expression du gène α5. Outre les gènes pour certaines intégrines, la MEC modifie profondément l’expression de plusieurs gènes codant, entre-autre, pour des métalloprotéinases matricielles (MMPs) et diverses composantes de la MEC.
Upon corneal injury, it is the massive secretion of fibronectin (FN) that characterizes the very first changes occurring in the basement membrane (BM) while in the meantime laminin (LM) and collagens (mostly type IV) temporarily disappear and then sequentially reappear once the denuded corneal area is completely covered. The FN binding integrin α5β1 plays a major role in corneal wound healing by promoting epithelial cell adhesion and migration over the temporary FN matrix. Over the past few years, our laboratory investigated the mechanisms by which the extracellular matrix (ECM) components may alter the expression of the α5 integrin subunit gene during corneal wound healing. While FN was found to positively regulate the expression of the α5 gene promoter, LM surprisingly repressed its transcription in rabbit corneal epithelial cells. However, the individual influences of collagens, or the combinatorial influence of a more complex tissue-engineered ECM had yet to be determined. In this thesis, we demonstrated that the reconstructed ECM, which is enriched in several types of collagens and FN, exerts a positive influence on the expression of the α5 gene in human corneal epithelial cells as a result of alterations in the expression and DNA binding of the transcription factors NFI, Sp1, AP-1 and Pax-6. On the other hand, collagens most usually acted negatively on the expression of the α5 integrin gene in corneal epithelial cells (CECs). One can then speculate that a particularly important function of the corneal BM collagens would consist to inform CECs that cell migration is no longer required, allowing them to differentiate vertically into suprabasal epithelial cells. We also demonstrated that a 300 bp conserved 5’-distal region present in the α3, α5, α9 and αv integrin subunit gene promoter sequences contains several target sites for positive and negative transcription factors that may prove important for fine-tuned regulation of α5 gene transcription. In addition, the ECM components also cause important changes in the expression of other genes, such as those encoding matrix metalloproteinases (MMPs) and various ECM components.

Le ciblage de la néoangiogenèse tumorale est une voie actuelle de recherche pour le diagnostic et pour le traitement des tumeurs solides. Les cellules endothéliales des néovaisseaux tumoraux surexpriment certains marqueurs spécifiques tels que l'intégrine αvβ3, qui reconnaît spécifiquement les peptides possédant le motif " RGD " (-Arg-Gly-Asp-). Nous avons étudié le potentiel d'un nouveau radiotraceur - le RAFT-RGD - en vue d'imagerie moléculaire nucléaire des néovaisseaux. In vitro, le couplage de 4 c(RGDfK) au RAFT augmente la captation du traceur par les cellules αvβ3 positives, par rapport au c(RGDfK). De plus, le RAFT-RGD possède une meilleure affinité que le c(RGDfK) et des propriétés d'inhibition de l'angiogenèse similaires. In vivo, l'ensemble des tumeurs, αvβ3 positives et négatives, est visible par imagerie planaire non invasive corps entier, comme en SPECT, dès 30 min post-injection et au-delà de 24 h, grâce à une gamma caméra dédiée au petit animal. Le RAFT-RGD, malgré l'absence d'amélioration du contraste par rapport au cRGD, semble être un traceur prometteur de l'angiogenèse tumorale : il pourrait renseigner sur l'évolution de la pathologie et le suivi de l'efficacité des traitements des tumeurs dans les services de Médecine Nucléaire. De plus, par sa structure chimique, le RAFT-RGD apporte de multiples possibilités de marquage (émetteurs γ et β-), ce qui permet d'envisager des applications intéressantes notamment dans le domaine thérapeutique (radiothérapie interne vectorisée)
Tumoral neoangiogenesis targeting is currently a major field of research for the diagnostic and treatment of solid tumors. Endothelial cells from neovessels overexpress several specific markers such as the αvβ3 integrin, which binds RGD (-Arg-Gly-Asp-)-containing peptides. We evaluated the potential of a novel radiotracer – RAFT-RGD – for the molecular nuclear imaging of neovessels. In vitro, the coupling of 4 c(RGDfK) to the RAFT platform resulted in an increased cellular uptake of the tracer by αvβ3 positive cells when compared to c(RGDfK). Furthermore, RAFT-RGD has a higher affinity than c(RGDfK) and similar properties for angiogenesis inhibition. In vivo, both αvβ3 positive and negative tumors were visible by non invasive whole body planar and tomographic imaging from 30 min to 24 h post-injection, using a gamma camera dedicated to small animal imaging. Despite a lack of significant contrast improvement compare with c(RGDfK), RAFT-RGD could represent a promising tracer for tumoral angiogenesis since it could provide invaluable information about tumor development and treatment efficacy in Nuclear Medicine departments. Furthermore, thanks to its chemical structure, RAFT-RGD can be labelled with a variety of radioisotopes including γ and β- emitters, allowing interesting therapeutical applications such as internal targeted radiotherapy

L’étude de l’intégrine alphaE(CD103)beta7, exprimée à la surface des lymphocytes T cytotoxiques (CTL) et ayant pour ligand la E cadhérine, marqueur des cellules épithéliales, a permis de démontrer son rôle dans le recrutement des CTL dans la tumeur, la formation de la synapse immunologique et l'induction de la mort des cellules tumorales épithéliales par les CTL spécifiques. Dans ce contexte, nous avons étudié la signalisation de CD103, et ainsi démontré que la paxilline, une protéine des points d'adhésion focaux, interagit avec CD103. De plus, son inhibition diminue les capacités d'adhésion et d'étalement des CTL sur un tapis d'E cadhérine recombinante humaine. Nous avons ensuite identifié le domaine cytoplasmique de CD103 nécessaire à son activation. Une protéine de fusion CD103-GFP a été construite, ainsi que plusieurs mutants du domaine cytoplasmique de CD103. Nous avons identifié le motif ESIRKAQL, nécessaire à l'activation des lymphocytes T. La sérine en position 1163, présente dans ce motif, semble indispensable à la relocalisation de CD103, des lysosomes et de la paxilline, à la zone de contact avec la E-cadhérine
The alphaE(CD103)beta7 integrin plays a crucial role in the formation of a functional immune synapse (IS) between T cells and epithelial target cells. Indeed, the interaction of CD103 on tumor-infiltrating T lymphocyte (TIL) with its ligand, the epithelial cell marker E cadherin on tumor cells, promotes tumor cell killing. We studied CD103 signaling, and we showed that paxillin, a protein found in focal adhesion, interacts with CD103, and its inhibition leads to a decrease in T cell adhesion and spreading of T cell upon activation with immobilized recombinant E-cadherin-Fc. Secondly, we investigated CD103 cytoplasmic domains involved in its activation. Therefore, we used wild-type (WT)-CD103-GFP or various mutant CD103-GFP fusion proteins. Our results showed that ESIRKAQL intracellular motif is necessary for T cell activation, and in particular the serine in position 1163 that is essential for CD103 clustering and paxillin recruitment

Les territoires situés en aval d'un thrombus ou au centre d'une tumeur sont privés d'oxygène et de nutriments. En réponse à cette ischémie, ces tissus sécrètent des facteurs proangiogènes qui vont promouvoir la formation de néovaisseaux et ainsi permettre la revascularisation de ces tissus. Les intégrines α6ß1 et α6ß4 sont des récepteurs à la laminine, le constituant principal de la membrane basale endothéliale. Le but de cette thèse a été d'étudier le rôle de la sous-unité d'intégrine α6 dans la formation de néovaisseaux. Dans un modèle murin d'ischémie des membres inférieurs, la délétion du gène codant pour α6 sous la dépendance du promoteur de Tie2 (système cre-lox) réduit la revascularisation et la reperfusion de la patte ischémiée. En effet, lorsqu' a6 est délétée, la formation de néovaisseaux à partir des vaisseaux préexistants (angiogenèse) est réduite ainsi que l'infiltration de macrophages proangiogènes appelés Tie2-expressing macrophages (TEMs). En ce qui concerne la vasculogenèse, nous avons montré qu'α6 était impliquée dans la mobilisation des PECs à partir de la moelle et était nécessaire à leur recrutement au niveau du site ischémie, probablement en raison de son rôle dans l'adhésion et la migration des PECs vis-à-vis de la laminine. Nous avons également démontré que la délétion d'α6 sous dépendence de Tie2 réduisait la croissance et la vasularisation des tumeurs, ainsi que l'infiltration des TEMs
In tumors or after the obstruction of an artery, ischemic tissues secrete growth factors to promote their revascularization. Integrins α6ß1 and α6ß4 are receptors for laminin, the major component of the endothelial basement membrane. We studied the role of α6 in neovessel formation. Tie2-dependent α6 gene deletion (using the cre-lox System) reduced the reperfusion and the revascularization of the ischemic leg in a mouse model of hindlimb ischemia, due to a decreased angiogenesis, a decreased recruitment of proangiogenic Tie2-expressing macrophages and decreased endothelial progenitors fonctions. Indeed, α6 expression at the surface on endothelial progenitors is important for their adhesion and migration on laminin containing substrates. Consequently, endothelial progenitor lacking 016 displayed reduced mobilization from the bone marrow and recruitment at the site of ischemia was reduced. We also demonstrated that Tie-2 dependent α6 deletion reduces tumor growth and vascularization, with a decreased recruitment of Tie2-expressing macrophages

Les intégrines sont les principaux récepteurs de la matrice extracellulaire. La délétion de la sous-unité d'intégrine a6 a révélé son rôle essentiel dans le développement du cerveau de la souris. L'intégrine impliquée est probablement le récepteur de laminines a6b1, mais les jonctions cellulaires auxquelles participe cette intégrine ainsi que les molécules cytoplasmiques qui lui sont associées ne sont encore pas connues, en particulier dans le système nerveux en développement. Dans le but d'identifier de nouveaux partenaires cytoplasmiques pour les sous-unités d'intégrines a6B et b1A, nous avons donc initié le crible d'une banque d'ADNc murine embryonnaire (9,5-12,5 jours de développement) par la méthode dite de double-hybride chez la levure. L'analyse de l'interaction entre l'intégrine b1A et un de ces nouveaux partenaires, une kinase appelée NIK (Nck Interacting Kinase) nous a ensuite permis de confirmer l'existence de cette interaction dans d'autres systèmes (co-localisation par immunofluorescence sur des cellules en culture, co-précipitation, précipitation par GST-b1). Nous avons enfin pu observer que cette interaction était conservée in vivo chez C. Elegans (interaction double-hybride, interaction génétique), et qu'elle était essentielle dans les processus de navigation axonale des neurones moteurs de cet organisme
Integrins are major receptors for the extracellular matrix and the deletion of the a6 integrin has unveiled a role for this subunit in the development of the murine nervous system. The integrin that is involved in this process is most probably the a6b1 laminin receptor, but it is so far not clear how this integrin acts during the development of the brain. It is particularly not known what type of junctions are formed and what kind of proteins are recruited at the cytoplasmic side of the integrin. For this reason, we set up a yeast two-hybrid assay where the screening of a 9. 5 to 12. 5dpc murine cDNA library enabled us to find new cytoplasmic partners for the a6B or b1A integrin subunit. The subsequent analysis of one of these new interactions between the cytoplasmic tail of the b1A integrin and a kinase called NIK (for Nck Interacting Kinase) confirmed the importance of this interaction in other systems (colocalisation by immunofluorescence in cell culture, coprecipitation, GST-b1 pull-down)

Le laboratoire a établi un modèle de souris α6ΔIEC qui développe une inflammation chronique intestinale associée à la formation d’adénocarcinomes colorectaux. Ce modèle correspond à une délétion ciblée à l’épithélium intestinal de l’intégrine α6β4. Mon projet de thèse a consisté à définir les mécanismes qui influencent la transformation de lésions inflammatoires en adénocarcinomes. La caractérisation du modèle α6ΔIEC a permis de mettre en évidence plusieurs altérations : détachement de l’épithélium, régénération du tissu, prolifération, augmentation de la perméabilité intestinale, hypersécrétion du mucus, ségrégation anormale des bactéries, inflammation chronique et formation de tumeurs.Pour étudier la séquence et la cinétique des mécanismes, j’ai développé un modèle de souris inductible (α6ΔIECTAM). Cette lignée présente, deux semaines après l’invalidation de l’intégrine α6,les mêmes signes d’inflammation que les souris α6ΔIEC. Mon approche a consisté à dissocier les processus impliqués dans chacune des étapes-clés de la pathologie afin de définir la contribution respective de l’infection par les bactéries et du stress mécanique
We generated a new mouse model, α6ΔIEC, in which the genetic ablation of α6 integrin from intestinal epithelial cells triggered the development of spontaneous colitis and colorectal cancer. My main goal was to define the mechanisms by which inflamed lesions degenerate into infiltrating adenocarcinomas. Loss of α6 integrin in this model resulted in epithelial barrier damage, enhanced permeability, altered mucus layers, abnormal bacterial segregation, chronic inflammation and tumor development.In order to define the sequence of events and the mechanisms involved at each stage of the disease, from inflamed to tumor lesions, I developed an inducible mouse model, α6ΔIECTAM, in which α6 integrin ablation was induced by tamoxifen treatment. This line recapitulates all aspects of inflammation observed in the α6ΔIEC model, as early as two weeks after tamoxifen treatment. In particular, I tried to define the respective contribution of infection by bacteria and mechanical stress during disease progression

Nous nous sommes intéressés à l'étude des mécanismes permettant la potentialisation de l'activité lytique des effecteurs T cytotoxiques dans le contexte tumoral correspond donc à un enjeu majeur pour l'optimisation des stratégies d'immunothérapie actuelles. Dans ce contexte, nous nous sommes particulièrement intéressés à la réponse T cytotoxique spécifique dans un modèle de carcinome bronchique non à petites cellules. Des travaux antérieurs réalisés au sein de notre équipe ont montré qu'à l'inverse des lymphocytes T CD8+ issus du sang périphérique (PBL) du patient, les lymphocytes T CD8+ infiltrant sa tumeur (TIL) exercent une activité cytotoxique efficace à Pencontre de la lignée tumorale autologue. L'analyse des bases moléculaires de la réactivité différentielle des TIL et des PBL nous a permis de démontrer que l'expression de Pintégrine αE(CD103)β7 est restreinte aux lymphocytes T CD8+ issus des TIL. De plus, l'interaction de cette intégrine avec son ligand, la E-cadhérine, à la surface des cellules tumorales est essentielle à la maturation de la synapse immunologique (SI) cytotoxique en déclenchant la relocalisation et l'exocytose des granules lytiques, et donc la lyse des cellules cancéreuses. Nos résultats indiquent aussi que l'induction de CD 103 à la surface des PBL, suite à un traitement associant le TGF-P1 et l'engagement du TCR, résulte en une forte potentialisation des fonctions effectrices antitumorales. Par ailleurs, contrairement à l'activité cytotoxique, l'intégrine αEβ7 n'est pas impliquée dans la mise en place de la SI stimulatrice puisque l'inhibition de l'expression de la E-cadhérine à la surface des cellules tumorales n'affecte pas la production de cytokines, notamment PIFN-y et le TNF-P, par les TIL. De plus, de façon très innovante nos travaux montrent qu'au-delà de son rôle d'ancrage, l'intégrine αEβ7 exerce des fonctions de costimulation sur les voies de signalisation induites par le TCR en provoquant la phosphorylation de protéines de signalisation, en particulier ERK1/2 et la PLC-yl. Enfin, nos résultats démontrent que l'engagement seul de Pintégrine αEβ7 avec la E-cadhérine recombinante conduit à la sécrétion d'IFN-y et de TNF-β par les TIL, ce qui contribuerait à la régulation de la réaction inflammatoire locale au sein des tissus épithéliaux. Ainsi, les CTL CD8+/CD103+ infiltrant les tumeurs épithéliales semblent jouer un rôle majeur dans l'immunosurveillance et dans le développement de réponses immunitaires antitumorales efficaces
The last decade have seen major advances in the field of tumor immunology and immunotherapy feading to the concept of antitumor immunosurveillance and to the development of novel therapies that aim at targeting specifically cancer cells. However, such immunotherapy approaches have been of limited success and rarely resulted in the eradication of the tumor, even though specific immune responses could be induced. Therefore, study of the mechanisms involved in the potentiation of anti-tumor cytotoxic T lymphocyte (CTL) function may improve current immunotherapy strategies. In this context, we developed a non-small cell lung carcinoma model to study the specific antitumor CTL response and its optimisation. Our previous studies indicated that tumor-specific CD8+ T cell clones, derived either from peripheral blood (PBL) or from tumor infiltrating (TIL) lymphocytes, mediated differential antitumor reactivity towards autologous tumor cells. Indeed, while the TIL clone was able to kill the cognate tumor, the PBL clone was inefficient. To gain further insight into molecular mechanisms underlying this differential activity, we compared T cell clone transcriptional profiles by microarrays analysis. Our data indicated a selective expression of the αE(CD103)β7 integrin by the TIL clone. Moreover, interaction of αEβ7 integrin with its ligand E-cadherin on tumor cells is essential for cytotoxic immunological synapse (IS) maturation, and in triggering lytic granule polarization and exocytosis leading to cancer cell death. Our results also demonstrated that CD 103 could be induced upon TCR engagement and TGF-pl treatment resulting in strong potentiation of PBL clone-mediated tumor cell lysis. More recently, we showed that inhibition of E-cadherin expression on tumor cells does not affect cytokine production by the TIL clone, indicating that αEβ7 integrin is not involved in stimulatory IS formation. Moreover, our results clearly indicated that, beside its role as an adhésion molécule, αEβ7 integrin exerts costimulatory fonctions on TCR-induced signaling pathways by inducing ERK1/2 and PLC-yl phosphorylation. Finally, engagement of αEβ7 integrin with recombinant E-cadherin leads to cytokine secretion namely IFN-y and TNF-β that could contribute to the regulation of local inflammatory reaction within epithelium tissues. Thus, collectively our results demonstrate a major role of tumor-specific CD8+/CD103+ CTL infiltrating epithelial cancers in immunosurveillance and in inducing efficient antitumor immune responses

La réponse immunitaire antitumorale nécessite la mise en place de mécanismes effecteurs dépendant des lymphocytes T CD8+ cytotoxiques spécifiques. Cependant, leur présence n'est pas toujours suffisante pour induire une régression tumorale dépendant de plusieurs étapes: la migration des lymphocytes T au site tumoral, l'infiltration, l'établissement de contacts avec le cible cancéreuse et l'activation in situ. Les chimiokines sont impliquées dans la circulation des cellules immunocompétentes. Bien que leur rôle dans la progression tumorale soient bien établi, les chimiokines sont également responsable de la modulation du microenvironnement tumoral permettant l'infiltration des lymphocytes et la potentialisation de leurs fonctions effectrices. Nous avons démontré que les effecteurs T cytotoxiques peuvent être recrutés par la tumeur autologue de façon dépendante du récepteur aux chimiokines CCR5. Une fois dans microenvironnement tumorale riche en TGF-β, ils subissent un processus d'adaptation résultant en l'induction de l'expression du récepteur aux chimiokines CCR6 et de l'intégrine aEβ7, ainsi qu'en la potentialisation de leur activité cytotoxique. L'engagement de l'intégrine aEβ7 conduit au recrutement de CCR5 dans la synapse immunologique, provoquant ainsi la désensibilisation des lymphocytes T au gradient de CCL5. Nos travaux ont mis en évidence le rôle majeur des chimiokines dans le développement de la réponse immunitaire antitumorale dépendante de lymphocytes T cytotoxiques. Dans cette optique, l'identification des mécanismes moléculaires induits par les chimiokines correspond à un enjeu important pour l'optimisation des protocoles d'immunothérapie antitumorale
The immune system-mediated eradication of cancer cells requires effector mechanisms associated with the presence of tumor-specific T cells. However, the successful generation of tumor-specific effector cells does not necessarily result in tumor regression. Cytotoxic T lymphocytes (CTL) must first be able to migrate to tumor sites, traverse the interstitial space and fmally interact with their target resulting in triggering of effector fonctions. Chemokines are involved in circulation of immunocompetent cells. Although some of them are known to contribute to tumor progression, others are responsible for changes in the tumor microenvironment that allow the infiltration of lymphocytes. In this study, we demonstrate that CTLs can be efficiently recruited into the tumor in a CCR5-dépendent manner. Once in the TGF-pl-rich autologous tumor site, they undergo an intratumoral adaptation process resulting in upregulation of the chemokine receptor CCR6 and the integrin aEß7 as well as the enhancement of T-cell receptor (TCR)-mediated cytotoxicity. The engagement of aEβ₇ leads to CCR5 recruitment at the IS and reduced T-cell responsiveness to a CCR5 ligand chemotactic gradient, suggesting a role of aEß7 in T-cell rétention at the tumor by a CCR5-dépendent mechanism. Altogether, these results show an important role of the chemokine/chemokine receptor network at multiple levels of CTL-mediated antitumor immune response. In consequence, the identification of chemokine-medjated molecular mechanisms can be important for the development of innovative immunotherapeutic approaches and may offer new opportunities to optimize existing protocols of cancer therapy

Au cours de ce travail de thèse, nous avons tout d'abord montré que les répétitions du dinucléotides ÇA régulent différemment l'expression de l'intégrine alpha2 betal chez la souris et l'homme. La présence de polymorphismes de ÇA dans le promoteur humain module la transcription par la fixation d'un complexe PARP-1, DNA-PKcs, Topollβ, Ku70/80 sur CA12 en coordination avec le facteur de transcription SP1, alors que les répétitions de ÇA situées dans l'intron de la souris régulent l'épissage par l'intermédiaire de hnRNP L Dans un second temps, nous avons montré qu'il existe une dichotomie in vivo dans l'hémostase primaire des souris invalidées pour la GPVI, causée par la présence d'un polymorphisme situé dans le chromosome 4 de la souris. La présence du génotype C57BL/6J a été associée au phénotype de saignement dit « long ». Cette différence ne serait pas due à une différence de fonctionnalité des plaquettes mais plutôt de la composition d< la matrice de la paroi vasculaire. Enfin, nous avons démontré que la présence de la N-glycosylation de la GPVI est nécessaire pour la reconnaissance du collagène, du CRP, et de la CVX. Par contre, les polymorphismes naturels retrouvés dans le domaine extracellulaire de la GPVI n'ont aucun effet sur la reconnaissance de ces ligands. Cependant, deux mutations retrouvées dans le domaine intracellulaire influencent la fixation de FYN/LYN et de la calmoduline et donc modifient la signalisation et le clivage de la GPVI par des métallo-protéases
In this work, we show that dinuclueotide repeat ÇA regulate differently the expression of human and mouse ITGA2. We demonstrate that polymorphism in 5' regulatory region of ITGA2 enhance transcription by fixation of a complex PARP-1, DNA-PKcs, Topollβ, Ku70/80 on CA12 sequence in conjunction with SP1 binding, whereas polymorphism in mouse intronic ÇA repeats modify hnRNP L binding and splicing efficiency. We also noticed a dichotomy on bleeding time for mouse GPVI knock out that we related to a polymorphism situated in mouse chromosome 4. Indeed, the C57BL/6J background at this locus was correlated to a high bleeding phenotype in opposite of a 129 background that was associated with a low bleeding phenotype. Moreover, this difference seems not to be inherited from platelet activation or coagulation but from a difference in the composition of the vascular matrix. Finally, we show that N glycosilation was necessary for recognition of collagen, CRP or convulxin. However, naturals polymorphism situated in extracellular domain have no affect on the binding but intracellular substitution influence the binding of FYN/LYN and calmodulin. As a consequence, signal transduction and GPVI shredding by a metalloproteinase may be affected by these differences in binding

Les cellules musculaires lisses (CML) vasculaires les composants cellulaires principaux de la paroi artérielle, sont exposées constamment aux contraintes mécaniques. Les contraintes mécaniques cycliques régulent de nombreuses fonctions des CML vasculaires via les intégrines. Parmi les intégrines, l'[alpha]v[gamma]3 est non seulement un mécano-transducteur mais aussi le récepteur de la prothrombine à la surface des CML. L?activation de l'intégrine [alpha]v[gamma]3 par les contraintes mécaniques pourrait favoriser l'adhésion des CML à la prothrombine et aussi accélérer la génération de thrombine à la surface des CML. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons étudié l'effet des contraintes mécaniques sur la génération de thrombine par les CML et identifié les voies de la signalisation impliquées. Nous avons utilisé un modèle de Flexcell utilisant les CML aortiques de rat, soumises à un étirement cyclique (10%, 1Hz). L'exposition à l'étirement cyclique pendant 1h et 6h induit un phénotype de différenciation et non-apoptotique des CML et une augmentation de l'expression de l'intégrine [alpha]v[gamma]3. Il y a aussi une augmentation de la phosphorylation de Src, FAK, AKT de façon temps dépendant et une augmentation de la phosphorylation de l'ILK à 15 min et du clivage de taline de 5 à 60 min. L'étirement cyclique augmente l'adhésion des CML à la prothrombine et la génération de thrombine avec un effet maximum à 6h de 67% et 30% respectivement. Le peptide mimétique de l'intégrine [alpha]v[gamma]3 (cRGDPV) et le siARN [alpha]v bloquent tous les effets de l'étirement cyclique sur les CML. Le siARN taline inhibe l'expression de la sous-unité [alpha]v et également la phosphorylation de Src, AKT et ILK. Le siARN ILK n'a pas d'effet sur l'expression de l'[alpha]v mais inhibe la phosphorylation d'AKT et le clivage de taline à 6h de l'étirement cyclique. Ainsi, l'étirement cyclique induit une plus forte génération de thrombine par les CML vasculaires via l'activation des voies de signalisation dépendante de l'[alpha]v[gamma]3. Cette étude suggère que la génération de thrombine intravasculaire peut être régulée par des antagonistes de l'intégrine [alpha]v[gamma]3 et peut devenir une nouvelle cible thérapeutique chez les patients avec une pression pulsée élevée
Vascular smooth muscle cells (SMC), the main cellular components of the arterial wall, are constantly exposed to mechanical stretch. Cyclic mechanical stress regulates many functions of vascular SMC via integrins. Among the integrins, [alpha]v[gamma]3 is not only a mechanotransducer but also the receptor of prothrombin in the vascular SMC. Activation of integrin [alpha]v[gamma]3 by mechanical stretch may promote SMC adhesion to prothrombin and also accelerate thrombin generation on the surface of SMC. To test this hypothesis, we have studied the effect of mechanical stretch on the generation of thrombin by SMC and identified possible signaling pathway involved. We used a Flexcell model using rat aortic SMC subjected to cyclic stretch (10%, 1Hz). Exposure to cyclic stretch for 1h and 6h induced a phenotype of differentiation and non-apoptosis of SMC and an increased expression of integrin [alpha]v[gamma]3. There was also an increase in phosphorylation of Src, FAK, and AKT in a time dependent manner, increased phosphorylation of ILK at 15min and the cleavage of talin from 5 to 60min. Cyclic stretch increased the adhesion of prothrombin to the SMC, and thrombin generation with a maximum effect of 67% and 30% respectively. A peptide mimetic of integrin [alpha]v[gamma]3 (cRGDPV) and [alpha]v siRNA both blocked all the effects of cyclic stretch on SMC. A talin siRNA inhibited the expression of [alpha]v and the phosphorylation of Src, AKT and ILK. An ILK siRNA has no effect on the expression of [alpha]v but inhibited the phosphorylation of AKT and the cleavage of talin at 6h of stretch. Thus, cyclic stretch induced a higher thrombin generation by vascular SMC via activation of signaling pathways dependant on [alpha]v[gamma]3. This study suggests that intravascular thrombin generation can be regulated by antagonists of integrin [alpha]v[gamma]3 and can become a new therapeutic target for the patients with a high pulse pressure

La "calcium- and integrin-binding protein" (CIB) est une protéine cytoplasmique fixatrice de calcium, interagissant spécifiquement avec le domaine cytoplasmique de la sous-unité alpha de l'intégrine [alpha]IIb[bêta]3 (intégrine spécifique des plaquettes sanguines). Dans le but d'apporter des informations structurales concernant cette interaction et de façon à contribuer à élucider le rôle de CIB vis-à-vis du récepteur plaquettaire [alpha]IIb[bêta]3, nous avons étudié l'interaction in vitro entre un peptide correspondant à la partie cytoplasmique de la sous-unité [alpha]IIb : le peptide [alpha]IIb(Kexp. 989-Eexp. 1008) et le domaine C-terminal de CIB, celui là même capable de fixer le calcium. La RMN a été notre technique de choix pour étudier cette interaction au niveau moléculaire. L'obtention de l'un et l'autre des partenaires pur et enrichi en isotopes stables 15N et 13C s'est effectuée grâce à l'utilisation du domaine B1 de la protéine G de streptocoque en tant que protéine de fusion. Cette étape nous a permis dans un premier temps de définir les conditions d'expression, de purification et de solubilisation adéquates pour l'obtention de spectres RMN de qualité et exploitables pour chacune des molécules seules en solution, et d'en étudier les caractéristiques structurales et biochimiques. Dans un second temps, nous avons étudié l'une et l'autre des molécules dans leur interaction avec leur partenaire moléculaire. Nous avons tout d'abord constaté que l'interaction est caractérisée par une faible affinité
Ceci nous a notamment permis de montrer que sur le peptide correspondant au domaine cytoplasmique de [alpha]IIb, l'interaction implique des résidus situés dans une séquence juxta-membranaire conservée entre les sous-unités alpha des intégrines (GFFKR). Cette séquence est justement importante pour une interaction de nature électrostatique et hydrophobe avec la séquence conservée juxta-membranaire des sous-unités bêta (LLxxxHDR). Ainsi, si une interaction entre les domaines cytoplasmiques des intégrines [alpha] et [bêta] permet le maintien d'un récepteur inactif (récepteur de faible affinité pour un ligand extracellulaire), alors en interagissant avec cette séquence conservée juxta-membranaire de la sous-unité [alpha]IIb, il est probable que CIB soit un des facteurs intracellulaire susceptible de supprimer cette interaction et ainsi susceptible de provoquer l'activation du récepteur (conversion du récepteur de basse affinité vers un récepteur de haute affinité pour un ligand extracellulaire), ou bien de le maintenir dans une conformation active (haute affinité pour le ligand). Selon nos résultats, l'affinité entre le peptide [alpha]IIb(Kexp. 989-Eexp. 1008) et le domaine C-terminal de CIB est faible. Cette donnée associée aux résultats d'une autre équipe de recherche selon laquelle il existe une forte affinité entre un peptide plus long [alpha]IIb(Lexp. 983-Eexp. 1008) et CIB suggère que CIB occupe très certainement un rôle dans le maintien d'une intégrine [alpha]IIb[bêta]3 activée plutôt que dans l'activation proprement dite du récepteur

L’identification des gènes impliqués dans les thrombopénies apporte des éléments importants pour la compréhension des voies de régulation de la production et des fonctions des plaquettes voire de l’hématopoïèse. Notre laboratoire a développé une stratégie d’identification de gènes à l’origine de thrombopénies sans hypothèse a priori par séquençage d’exomes. Cette stratégie a permis de mettre en évidence des mutations touchant les gènes ETV6, ITGA2B et ITGB3.Les thrombopénies à volume plaquettaire normal sont particulièrement importantes à détecter en raison d’un risque d’évolution vers une pathologie onco-hématologique. L’origine génétique de cette catégorie de thrombopénie s’est pendant longtemps limitée aux mutations du gène runx1. Le travail que j’ai effectué au cours de ma thèse a contribué à impliquer le gène etv6 dans ce groupe de thrombopénies.Concernant le gène etv6 6 familles ont présenté des mutations pathogènes. Toutes ces mutations sont à l’origine d’une perte de l’activité répressive du gène et un nombre élevé de cellules CD34+ circulant dans le sang révélant le rôle d’ETV6 dans la prédisposition onco-hématologique. De plus la mégacaryopoïèse présente deux principales anomalies. Elles associent une augmentation du nombre de colonies progéniteurs mégacaryocytaires à une formation de proplaquettes réduites. Concernant les gènes itga2b et itgb3 3 familles ont été étudiées.Des défauts quantitatifs ou qualitatifs du récepteur αIIbβ3 conduisant à sa perte de fonction se retrouvent dans la thrombasthénie de Glanzmann (GT) caractérisée par une thrombopathie mais un nombre de plaquettes et une morphologie normale
The identification of the genes involved in thrombocytopenia provides important elements for understanding the pathways of regulation of the production and functions of platelets or even hematopoiesis. Our laboratory has developed a strategy for identifying genes causing thrombocytopenia without a priori hypothesis by sequencing exomes. This strategy has been applied to families with autosomal dominant thrombocytopenia and has demonstrated mutations in the genes etv6, ​​itga2b and itgb3. Normal platelet thrombocytopenia are particularly important to detect because of the risk of developing onco-hematological pathology. The genetic origin of this category of thrombocytopenia has long been limited to mutations in the runx1 gene. More recently, mutations on the ankrd26 promoter have been reported. The work I did during my thesis helped to involve the etv6 gene in this group of thrombocytopenia. Concerning this gene six families have pathogenic mutations. All these mutations are the cause of a loss of the repressive activity of the gene and a high number of CD34+ cells circulating in the blood revealing the role of ETV6 in the onco-hematological predisposition. In addition, megakaryopoiesis has two main anomalies. They associate an increase in the number of megakaryocytic progenitor colonies with the formation of reduced proplatelets.Concerning the itga2b and itgb3 genes, 3 families were studied. These genes encode the αIIbβ3 integrin. Integrin αIIbβ3 is a platelet receptor for fibrinogen and Von Willebrand factor, and plays a crucial role in thrombosis and hemostasis

Les mécanismes immunitaires impliqués dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire sont finement régulés étant donné l’exposition constante des voies aériennes aux bioaérosols. Plusieurs cellules participent au maintien de l’homéostasie pulmonaire, telles les cellules dendritiques. Un sous-type de cellules dendritiques pulmonaires attire particulièrement l’attention dans l’homéostasie pulmonaire, les cellules dendritiques CD103+, étant donné qu’il a été démontré qu’elles participent dans la tolérance immune. Toutefois, ce rôle reste controversé, car des études démontrent qu’elles participent plutôt au développement de réponses inflammatoires pulmonaires. De plus, le CD103 (une intégrine exprimée par des sous-types de cellules dendritiques et de lymphocytes T), est surtout utilisé comme marqueur cellulaire et le rôle spécifique joué par l’expression du CD103 sur ces cellules reste inconnu. L’homéostasie pulmonaire n’est pas toujours maintenue. Chez des individus susceptibles, l’exposition aux bioaérosols peut mener au développement de réponses inflammatoires. C’est le cas pour l’asthme et l’alvéolite allergique extrinsèque, deux réponses d’hypersensibilités pulmonaires, de type I et de type mixte III/IV respectivement. Récemment, des espèces d’archées, Methanosphaera stadtmanae (MSS) et Methanobrevibacter smithii (MBS), ont été retrouvées en grande concentration dans les bioaérosols d’environnements agricoles et il a été démontré que l’exposition pulmonaire à leur extrait mène au développement d’une réponse immune chez la souris. Toutefois, le type de réponse d’hypersensibilité pulmonaire qu’elles induisent reste méconnu, une information cruciale qui permettra la poursuite de la recherche sur leur potentiel d’induire une réponse pulmonaire chez l’humain. De plus, même si plusieurs thérapies contre les maladies d’hypersensibilité pulmonaires existent, ce ne sont pas tous les sous-groupes de patients qui répondent à la médication, menant à des conséquences socio-économiques importantes pour le système de santé et pour les patients. Ainsi, il demeure important de poursuivre la recherche sur de potentielles cibles thérapeutiques, telles les cellules impliquées dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire. Cette thèse vise donc à évaluer le rôle de l’expression du CD103 dans le maintien de l’homéostasie pulmonaire dans le contexte de maladies d’hypersensibilité pulmonaires induites par des antigènes retrouvés dans les bioaérosols. Le rôle de l’expression du CD103 dans l’hypersensibilité de type I induite par l’ovalbumine ou l’extrait d’acariens (modèles d’asthme) a d’abord été a évalué via l’utilisation de souris Cd103-/-. Nous démontrons que l’expression du CD103 est cruciale pour le contrôle de la sévérité de l’inflammation pulmonaire et qu’elle pourrait être impliquée dans l’initiation de la phase de résolution de la réponse inflammatoire. De plus, l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans leur migration aux ganglions lymphatiques. Ensuite, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse d’hypersensibilité de type mixte III/IV en réponse à Saccharopolyspora rectivirgula (SR; modèle d’alvéolite allergique extrinsèque) en utilisant des souris Cd103-/-. De plus, en utilisant des modèles de transfert de cellules, nous avons évalué le rôle de l’expression du CD103 dans la réponse au SR lorsque seulement exprimé par les cellules dendritiques ou seulement par les lymphocytes T CD4. Nous démontrons que c’est l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques spécifiquement qui est impliquée dans la régulation de l’initiation de la réponse inflammatoire. Après avoir déterminé le type de réponse d’hypersensibilité induite par l’extrait de MSS ou MBS, nous avons étudié le rôle de l’expression du CD103 en réponse à ces archées. Nous démontrons que l’exposition à MSS induit une réponse immune typique d’une hypersensibilité pulmonaire de type IV. Les résultats obtenus après l’exposition à MBS indiquent aussi que la réponse développée est une hypersensibilité de type IV, même si cela reste à confirmer. Finalement, étant donné une grande variabilité entre nos expériences chez les souris Cd103-/-, nous n’avons pu obtenir de conclusion sur le rôle de l’expression du CD103 dans les réponses d’hypersensibilités induites par les archées. Ces résultats démontrent que l’expression du CD103 sur les cellules dendritiques joue un rôle dans le contrôle de l’homéostasie pulmonaire en réponse à des bioaérosols spécifiques qui induisent une hypersensibilité pulmonaire. Les mécanismes exacts régulés par le CD103 sur les cellules dendritiques menant au maintien de l’homéostasie pulmonaire restent à être élucidé. De plus, nos résultats confirment que les espèces d’archées MSS et MBS induisent chacune une réponse d’hypersensibilité pulmonaire qui lui est spécifique, des résultats qui contribueront à déterminer si ces microorganismes induisent une pathologie chez l’Homme.
As we breathe, the lungs are constantly exposed to bioaerosols that challenge the maintenance of airway homeostasis. Many cells are involved in the maintenance of lung homeostasis, such as airway dendritic cells (DCs). A subset of airway DCs has gained special interest in the past years for its role in immune tolerance: CD103+ DCs. Yet, this role remains controversial as there are also reports that they induce airway inflammatory responses. Furthermore, CD103 (an integrin expressed by subsets of DCs and T cells) is mostly used as a marker and whether CD103 expression on these cells plays a specific role remains unknown. Airway homeostasis is not always maintained. Exposure to bioaerosols can elicit an immune response in susceptible individuals, such as in asthma and hypersensitivity pneumonitis, two common airway hypersensitivity diseases of type I and mixed type III/IV hypersensitivity, respectively. Recently, archaea species Methanosphaera stadtmanae (MSS) and Methanobrevibacter smithii (MBS) were identified in high concentrations in bioaerosols from agricultural environments and their extracts were shown to induce an immune response in the airways of mice. However, the type of airway hypersensitivity response they induce remains unknown, a key information that is required if research is pursued on whether they elicit an airway hypersensitivity response in humans. Furthermore, although many therapies for airway hypersensitivity diseases exist, not all subsets of patients respond to the current medication, resulting in high social and economic impacts on the health system and patients. Therefore, research on potential therapy targets for airway hypersensitivity diseases, such as those involved in the maintenance of airway homeostasis, remains important. This thesis focuses on the role of CD103 expression in the maintenance of lung homeostasis in the context of airway hypersensitivity responses induced by antigens found in bioaerosols. We first assessed the role of CD103 expression in type I hypersensitivity in response to ovalbumin or house dust mite extract (models of experimental asthma) using Cd103-/- mice. We found that CD103 expression is crucial in controlling the severity of airway inflammation and could be involved in initiating the resolution of the inflammatory response. Furthermore, CD103 expression on DCs regulates DC trafficking to the draining lymph nodes. We then assessed the role for CD103 expression in mixed type III/IV hypersensitivity in response to Saccharopolyspora rectivirgula extract (SR; model of experimental hypersensitivity pneumonitis) using Cd103-/- mice. Furthermore, using models of cell transfers, we evaluated the role for CD103 expression in the response to SR when specifically expressed by dendritic cells or specifically by CD4 T cells. We demonstrate that CD103 expression on DCs specifically is involved in regulating the onset of the inflammatory response. We finally studied the role for CD103 expression in response to the airway exposure of MSS and MBS extracts, after elucidating the type of hypersensitivity response they induce. We demonstrate that exposure to MSS induces a typical type IV hypersensitivity response. The results obtained after exposure to MBS also indicate development of a type IV hypersensitivity response, although it remains to be confirmed. Finally, due to high variability in the results using Cd103-/- mice, we were unable to reach a conclusion on the role for CD103 expression in response to archaea species. These results demonstrate that CD103 expression by DCs is involved in the control of airway homeostasis to specific airway hypersensitivity-inducing bioaerosols. The exact mechanisms regulated by CD103 on DCs leading to the maintenance of airway homeostasis remain to be elucidated. Furthermore, our results confirm that archaea species MSS and MBS induce a specific type of hypersensitivity response, which will contribute to the elucidation of whether they induce an airway pathology in humans.

Un des obstacles majeurs dans la lutte contre le cancer est l'échec des traitements proposés. L'amélioration de l'activation des effecteurs cytotoxiques dans la tumeur est un enjeu majeur pour optimiser les thérapies anticancéreuses. Ainsi mon laboratoire d'accueil s'est intéressé à l'étude de deux populations lymphocytaires — l'une issue de la tumeur (TIL), l'autre issue du sang périphérique (PBL) —, populations isolées à partir d'un patient atteint d'un cancer bronchique. Les travaux réalisés ont montré que les TIL tuent plus efficacement la lignée tumorale issue d'une tumeur bronchique, grâce à l'engagement de l'intégrine aE(CD103)137 avec le marqueur des cellules épithéliale, la E-cadhérine, en association avec l'engagement du TCR. De plus, un microenvironnement riche en TGF-(31 induit l'expression de CD103 à la surface des PBL, suite à la reconnaissance de l'antigène, et améliore sa capacité de lyse. Nos résultats indiquent que l'intégrine est impliquée dans la migration et le recrutement des CTL au site tumoral. Outre sa fonction d'adhérence CD103 participe à la formation de la synapse immunologique (SI) cytotoxique mais n'est pas nécessaire à la formation de la SI sécrétoire. La SI cytotoxique est essentielle la libération des granules cytotoxiques et également au passage des vésicules de la chimiokine CCL5 dans la SI. L'activation et les fonctions de CD103 sont régies par des voies de signalisation induite suite à l'interaction avec son ligand et à l'engagement du TCR. Nos travaux montrent que dans ce cas, la protéine ILK est activée et joue un rôle clé dans les fonctions de l'intégrine. Un environnement riche en TGF431, active fortement ILK, induisant une meilleure adhérence et fonction de l'intégrine CD103 dans la tumeur
A major obstacle in the fight against cancer is the failure of proposed treatments. Improving the activation of cytotoxic effectors in the tumor is a major challenge to optimize anticancer therapies. S( my host laboratory has focused on the study of two lymphocyte populations - one after the tumor (TIL), the other end of the peripheral blood (PBL) - isolated populations from a patient suffering from lung cancer. The work carried out showed that TIL kill more efficiently the tumor cell line fron a lung tumor, thanks to the link of integrin alpha e (CD103) beta7 with the marker of epithelial cells, E-cadherin, in association with TCR engagement. In addition, a rich microenvironment in TGF-I31 induced the expression of CD103 on the surface of PBL, following recognition of the antigen, and improves its ability lysis. Our results indicate that integrin is involved in the migration and recruitment of CTL at the tumor site. Furthermore CD103, besides adhesion function, participates in the formation of the immunological synapse (SI) cytotoxic but is not necessary for the formation of the secretory SI. Cytotoxic SI is essential for the release of cytotoxic granules and also the passage oi the vesicles of the chemokine CCL5 in the SI. Activation and CD103 functions are regulated by signaling pathways induced following the interaction with its ligand and TCR engagement. Our work shows that in this case, the ILK protein is activated and plays a key role in the functions of the integrin. An environment rich in TGF-betal strongly ILK active, leading to a better grip and function of integrin CD103 in the tumor

La survie des patients atteints de cancer et traités avec des thérapies conventionnelles reste faible dans plusieurs types de tumeurs. Récemment, une nouvelle approche immunothérapeutique a été développée pour cibler le système immunitaire au lieu de la tumeur elle-même, afin de restaurer la fonctionnalité des cellules immunitaires et la destruction des cellules cancéreuses. L’immunothérapie ciblant le récepteur inhibiteur PD-1 occupe une place privilégiée dans les thérapies anticancéreuses en raison de sa haute spécificité et de sa faible toxicité par rapport aux thérapies conventionnelles. Cependant, le taux de réponse reste faible avec seulement 20 à 25% de patients répondant à une immunothérapie anti-PD-1. Il est donc important de comprendre les mécanismes associés à la résistance à ces thérapies et d’identifier des biomarqueurs prédictifs de réponse. L'expression du ligand de PD-1, PD-L1, sur les cellules tumorales, la charge mutationnelle tumorale et l'infiltration tumorale par les lymphocytes ont déjà été décrits, mais de nouveaux biomarqueurs sont nécessaires pour mieux déterminer la sous-population de patients susceptible de bénéficier de ces traitements. Au cours de ce travail, nous avons établi une cohorte de 118 patients atteints d'un cancer du poumon non à petites cellules (CBNPC) traités avec une immunothérapie anti-PD-1/PD-L1, et nous avons étudié l'expression de plusieurs biomarqueurs potentiels, en particulier les cellules T mémoires résidentes dans le tissu (TRM) CD8+CD103+. Ces cellules constituent un candidat potentiel car elles représentent une population privilégiée de lymphocytes T CD8 grâce à l’expression de PD-1 et une forte capacité cytotoxique vis-à-vis des cellules tumorales autologues suite à la neutralisation de l’interaction de PD-1 avec PD-L1. Nous montrons qu’une forte infiltration de tumeurs de CBNPC avec des cellules TRM corrèle à une survie sans progression plus élevée (PFS) et une réponse plus efficace à anti-PD-1 que les tumeurs avec une faible infiltration par des TRM. De plus, les tumeurs qui expriment fortement ICAM-1, un ligand de l’intégrine LFA-1 exprimée sur les lymphocytes T CD8, sont hautement infiltrées par des TRM. Par ailleurs, il est bien connu que le signal TGF-β est crucial pour l’induction de CD103 et la formation de TRM CD8+CD103+. Je me suis donc intéressée à l'activation du TGF-β par les intégrines αV exprimée par les cellules tumorales humaines et murines. À l'aide des modèles in vitro et in vivo, nous montrons que les cellules tumorales exprimant les intégrines αV activent le TGF-β et induisent l'expression de CD103 à la fois par les cellules T CD8+ provenant de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) et de lymphocytes infiltrant la tumeur (TIL). L’expression plus faible de CD103 par les TIL CD8+ de souris greffées avec des tumeurs déficientes pour l’expression d'αV n'a pas d'effet sur le contrôle de la croissance tumorale. De manière intéressante, nous montrons dans des modèles de tumeurs déficientes pour l’expression d’αV, que le traitement avec des anticorps anti-PD-1 bloquants corrèle avec un meilleur contrôle de la croissance tumorale et une meilleure réponse à l'immunothérapie anti-PD-1 qui sont associés à une infiltration plus forte de TIL et un état d'activation plus élevé des TIL CD8+ exerçant une activité cytotoxique spécifique. De plus, une expression élevée de l'intégrine αV dans les tumeurs corrèle avec une réponse plus faible des patients atteints de CBNPC à une immunothérapie anti-PD-1/PD-L1. Ces données montrent comment trois marqueurs distincts, cellules TRM, ICAM-1 et les intégrines αV, régulent le microenvironnement tumoral et l’immunité T CD8 avec des implications potentielles pour potentialiser les réponses aux immunothérapies
The survival of cancer patients treated with conventional therapies remains low in multiple cancers. Recently, a new immunotherapeutic approach has been developed to target the immune system instead of the tumor itself, in order to restore immune cell functions in cancer destruction. Immunotherapy targeting the T cell inhibitory receptor PD-1 occupies a privileged place in cancer therapy thanks to its high specificity and low toxicity compared to chemotherapies. However, the response rate remains low with only 20-25% of patients responding to anti-PD-1 immunotherapy. An important issue is therefore to understand the mechanisms associated with resistance to these therapies and to identify the predictive biomarkers of response. The expression of the PD-1 ligand, PD-L1, on tumor cells, tumor mutational burden (TMB) and tumor infiltration by lymphocytes have been described to predict the response to immune checkpoint blockade (ICB). However, new biomarkers are needed to better determine patient subpopulation which could benefit from this treatment. To address this question, we established a cohort of 118 non-small cell lung cancer (NSCLC) patients treated with anti-PD-1/PD-L1 immunotherapy and studied the expression of several potential biomarkers. Tissue-resident memory T (TRM) cells are a potential candidate because they represent a distinct population of CD8+ T cells highly expressing integrin αEβ7 (CD103) and PD-1; and showing strong cytotoxic capacity towards autologous tumor cells upon neutralisation of PD-1/PD-L1 interaction. Results from the present study show that high infiltration of TRM cells in NSCLC tumors correlates with higher progression-free survival (PFS) and a better response to anti-PD-1/PD-L1 immunotherapy. Moreover, tumors with high expression levels of ICAM-1, the ligand of integrin LFA-1 expressed on T cells, show higher TRM infiltration. TGF-β is a cytokine directly involved in CD103 induction on activated tumor-specific T cells. Therefore, I also investigated the role of αV integrins in activating TGF-β and thereby in controlling TRM differentiation and anti-tumor T cell immunity. Using human and mouse models, we show that tumor cells expressing αV integrins activate TGF-β, which can in turn induce expression of CD103 on CD8+ T cells in vitro on peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) and in vivo on tumor infiltrating lymphocytes (TIL). However, lower CD103 expression on CD8+ TIL and thus CD103+ TRM cell formation in C57BL/6 mice engrafted with αV-lacking cancer cells had no effect on tumor growth control. Remarkably, αV-deficient tumors responded more effectively to anti-PD-1 immunotherapy than αV-efficient tumors and this response correlates with higher tumor infiltration by activated CD8+ T cells and stronger cytotoxic activity toward autologous cancer cells. Moreover, high expression of αV integrins in NSCLC tumors correlates with worse response to anti-PD-1/PD-L1 immunotherapy. These data show how three distinct markers, TRM cells, ICAM-1, and αV integrins regulate the tumor microenvironment and CD8+ T cell immunity, with potential implications in improving response to ICB immunotherapies

Le cancer du pancréas est un cancer très agressif, caractérisé par une invasion précoce. Les hémidesmosomes (HDs) assurent l'ancrage des cellules épithéliales sur la lame-basale (LB) et sont perdus dans de nombreux carcinomes, favorisant le détachement des cellules cancéreuses de la LB et l'invasion. Nous avons décrit la présence, au niveau de l'épithélium pancréatique, d'HDs de type I, comprenant l'intégrine a6ß4 et la protéine BP180. Nous avons également démontré que la perte des HDs dans les cellules cancéreuses pancréatiques stimule l'invasion tumorale, et identifié certains mécanismes impliqués. Nous avons montré que l'activation de la PI3K, et de son effecteur MMP9, entraîne le clivage de BP180, induisant un désassemblage des HDs, associé à la phosphorylation sur tyrosine de la sous-unité ß4 et la délocalisation de l'intégrine a6ß4 vers des structures de migration, où elle stimule l'invasion tumorale, en activant le facteur pro-invasif S100A4. L'équipe a montré que le récepteur de somatostatine sst2, perdu dans 90% des cancers pancréatiques, agit comme un suppresseur de tumeur pour ce type de cancer. Nous avons montré que la réexpression de sst2, dans les cellules cancéreuses pancréatiques, induit le réassemblage des HDs en inhibant la voie PI3K/MMP-9 et le clivage de BP180. Ceci s'accompagne de la déphosphorylation de la sous-unité ß4 et de l'augmentation d'expression des protéines hémidesmosomales. Enfin, nous avons prouvé que le rétablissement des HDs dans les cellules cancéreuses pancréatiques représente un mécanisme efficace de réversion d'un phénotype cancéreux invasif vers un phénotype de cellules stationnaires non-invasives, in vitro et in vivo
Pancreatic adenocarcinoma is a highly aggressive disease, due to a rapid invasion. Hemidesmosomes (HDs) anchor epithelial cells to the basement membrane and are frequently lost in carcinoma leading to epithelial cell detachment from the basement membrane and tumor invasion. We report the presence of mature type-1 hemidesmosomal structures, comprising integrin a6ß4 and BP180, in the human pancreatic epithelium. Importantly, we provide molecular evidences that disruption of these structures promotes pancreatic cancer cell invasion. Underlying mechanisms involve the cleavage of BP180, which is PI3K- and MMP-9-dependent. This cleavage results in hemidesmosomes breakdown, associated with the tyrosine-phosphorylation and delocalisation of the integrin a6ß4 to the leading edges of migrating cells where it paradoxically promotes pro-invasive signals through S100A4 activation. We have introduced the proof of concept that re-introducing sst2, whose expression is lost in 90% of pancreatic cancers, into human pancreatic cancer cells, inhibits tumor progression and metastasis. We demonstrated that sst2 re-introduction into human pancreatic cancer cells induces hemidesmosomes reassembly, by inhibiting the PI3K/MMP-9 pathway and the subsequent cleavage of BP180. This is also accompanied by the ß4 subunit tyrosine-dephosphorylation and the up-regulation of the hemidesmosomal proteins expression. Finally, we demonstrated that forcing hemidesmosomes reassembly, by expressing sst2 in pancreatic cancer cells, is an efficient and original mechanism to revert cancer cell pro-migratory and pro-invasive phenotype, in vitro as well as in vivo

L'objectif principal de ce travail était de comparer l'implication (i) de cellules vasculaires, cellules musculaires lisses vasculaires (CML) et cellules endothéliales (CE), ou des cellules circulantes, les plaquettes, et (ii) des microparticules (MP) issues de ces différentes cellules dans la génération de la thrombine mais également dans son inhibition par les systèmes anticoagulants de la protéine C activée (PCa) et de l'inhibiteur de la voie du facteur tissulaire (TFPI), et d'identifier les mécanismes et les déterminants responsables des différences observées entre ces supports cellulaires pour la coagulation. Nous avons démontré que l'intégrine [alpha]v[gamma]3 qui est le récepteur pour la prothrombine sur les surfaces vasculaires était impliquée dans la génération de thrombine à la surface des CML soumises ou non à des déformations mécaniques cycliques. A l'état de base, les CML et les CE ont un potentiel thrombinique similaire, mais moins important que celui des plaquettes. Nous avons montré un rôle synergique du TFPI avec la PCa dans l'inhibition de la génération de thrombine à la surface de ces cellules plus importante avec les CML qu'avec les CE. L'ensemble de nos résultats suggère que les CML pourraient exercer des effets procoagulants comparables aux CE mais avec des régulations différentes en réponse aux facteurs pro- et anticoagulants, et que les MP issues de cellules vasculaires ont un pouvoir thrombogène très supérieur à leurs cellules d'origine
The main objective of this study was to compare the implication (i) of vascular cells, smooth muscle cells (SMC) and endothelial cells (EC), or circulating cells, platelets, and (ii) microparticles (MP) derived from these different cells in the generation of thrombin but also in its inhibition by the activated protein C (APC) and the tissue factor pathway inhibitor (TFPI), and to identify the mechanisms and determinants responsibles for observed differences between these different cell supports for coagulation. We have demonstrated that [alpha]v[gamma]3 integrin, the prothrombin receptor on the vascular surfaces, was involved in the generation of thrombin on the surface of these cells subjected or not subjected to cyclic mechanical deformations. At baseline, SMC and EC, have equivalent thrombin generating capacities, but less than that of platelets. We have shown a synergistic role of TFPI with APC in the inhibition of thrombin generation at the surface of these cells, more important with SMC than with EC. Taken together, our results suggest that SMC may exert procoagulant effects comparable to EC but with different regulations in response to pro-and anticoagulant factors, and that MP derived from vascular cells have a very higher thrombogenic activity compared to their parent cells

L'adhérence, l'activation et l'agrégation des plaquettes sanguines sont essentielles à l'hémostase mais peuvent également conduire à la thrombose artérielle sur plaque d'athérosclérose, aujourd'hui première cause de mortalité dans le monde. Les anti-thrombotiques actuels, dirigés contre l'activation et l'agrégation plaquettaires, ont une efficacité reconnue mais ont pour inconvénient d'augmenter le risque de saignement. L'objectif de cette thèse a été d'explorer de nouvelles stratégies réduisant la thrombose tout en préservant l'hémostase. L'utilisation de souris modifiées génétiquement a mis en évidence que l'intégrine alpha6 beta1, impliquée dans l'adhérence des plaquettes aux laminines, joue un rôle critique en thrombose expérimentale mais pas en hémostase. De plus, nous avons montré dans un système de perfusion de sang qu'une protéine préférentiellement exprimée dans les plaques d'athérosclérose, la ténascine-C, permet l'adhérence et l'activation des plaquettes. En revanche, la beta-arrestine-1, une protéine de signalisation, ne contribue que modestement aux fonctions plaquettaires et à la thrombose. En conclusion, ce travail a permis de dégager deux nouvelles pistes anti-thrombotiques potentiellement capables de préserver l'hémostase, basées sur le ciblage de l'intégrine alpha6 beta1 ou de l'interaction plaquette/ténascine-C.

L'intégrine β1 appartient à une large famille de récepteurs de première importance pour les interactions cellule/matrice extracellulaire. La délétion spécifique d'un régulateur négatif de l'intégrine β1, ICAP-1α, induit de sévères défauts osseux. Nous avons pu montrer que la perte d'ICAP-1α est accompagnée d'une augmentation de l'activité de l'intégrine β1, affectant le dépôt des matrices de fibronectine et de collagène de type I. De plus, nous avons pu montrer qu'ICAP-1α a une action antagoniste sur le recrutement de la kindline-2 au niveau du domaine cytoplasmique de l'intégrine β1 (Brunner et al. JCB 2011). Nous nous sommes ensuite intéressés au rôle de l'intégrine β1 elle-même dans l'ostéogenèse afin de comprendre comment les ostéoblastes intègrent les signaux du microenvironnement pour coordonner la formation et le remodelage osseux. Dans cette optique, nous avons généré un modèle de souris délétées pour l'intégrine β1 spécifiquement dans les ostéoblastes en cours de maturation. Ces souris présentent un sévère phénotype osseux caractérisé par des réductions importantes de la minéralisation et de la dynamique osseuse, ainsi que des déformations osseuses et des fractures rappelant le syndrome d'Ostéoporose Juvénile. L'analyse in vitro d'ostéoblastes n'exprimant pas l'intégrine β1 a révélé un défaut majeur de prolifération impliquant non pas la voie canonique MAPK/ERK mais plutôt un défaut d'activation du co-facteur de transcription YAP. De plus, nous avons pu montrer que les intégrines β1 régulaient le niveau d'AMP cyclique (AMPc) dans les ostéoblastes et que ceci était corrélé à l'inactivation de YAP. De même, nous avons pu relier l'inactivation de YAP à la dynamique d'endocytose des rafts. Finalement, des analyses in vivo et in vitro ont révélé un défaut fonctionnel des ostéoblastes dépourvus d'intégrine β1. Nous avons pu montrer que cette incapacité fonctionnelle était due à une réduction de la réponse au BMP-2, facteur de croissance ostéoblastique majeur, non pas au niveau de son récepteur mais probablement au niveau de l'activation des promoteurs BMP-dépendants. Nos résultats montrent ainsi que l'intégrine β1 est un régulateur clé de la prolifération ostéoblastique dépendante de YAP et de la signalisation BMP régulant la fonction ostéoblastique, la minéralisation et la formation osseuse
Β1 integrins belong to a large family of receptors that have been shown to be of paramount importance for cell/extracellular matrix interactions. The ablation of the specific β1 integrin regulator ICAP-1α results in severe bone and mineralization defects. By combining mouse and cell biology we could demonstrate that loss of ICAP-1α was accompanied by an increase of β1 integrin activity that affects fibronectin and collagen deposition. Moreover, we could show that ICAP-1 is an important negative regulator of kindlin-2 recruitment on β1 integrin cytoplasmic domain (Brunner et al. JCB 2011). We then wanted to address the functional role of β1 integrin per se in osteogenesis and to understand how osteoblasts integrate environmental cues to coordinate bone formation and remodeling. For this we generated osteoblast specific β1 integrin deficient mice. These mice showed severe bone defects characterized by reduced bone mineralization and dynamic, as well as bending and fractures reminding human Juvenile Osteoporosis symptoms. In vitro analyses of β1 integrin deficient osteoblasts revealed proliferation defect which is not due to defective canonical MAPK/ERK pathway, but rather to defective activity of the co-transcription factor YAP. Then, we showed that β1 integrins are regulating cAMP level in osteoblasts and that the cAMP level correlates with YAP inactivation. We also linked YAP inactivation with raft endocytosis. Finally, in vivo and in vitro analyses revealed a functional incapacity of β1 integrin deficient osteoprecursors. We could show that the lazy phenotype of β1 integrin deficient osteoblasts is likely due to a reduced response to BMP signaling, a major osteoblast growth factor. Taken together, our findings demonstrate that β1 integrin is a key regulator of YAP-dependent osteoblast proliferation and BMP signaling allowing osteoblast functionality, mineralization and bone formation

Les antibiotiques (ATB) inhibent l'efficacité anti-tumorale du blocage de PD1, mais les mécanismes sous-jacents à leurs effets immunosuppresseurs demeurent inconnus. Nous montrons ici que les ATB favorisent l'accumulation des cellules T FoxP3+ et RORct+ a4b7hi dans les ganglions lymphatiques et les lésions tumorales. Les ATB induisent la perte de l'adressine MadCAM-1 iléale provoquant la recirculation des lymphocytes T régulateurs et TH17 α4β7hi de l’iléon vers le microenvironnement tumoral (TME). Cette migration a été visualisée grâce à 2 méthodes, la première consiste en l’ injection directe de carboxyfluoresceine succinimidyl ester (CFSE) dans les ganglions lymphatiques mésentériques des souris porteuses de tumeurs, l’autre utilise des souris transgéniques Kaede contenant une protéine flurorescente photoconvertible. Les hétérodimères d'adressine MAdCAM-1 et d'intégrine α4β7 sont indispensables pour l'efficacité anti-tumorale et dans l'immuno-surveillance induite par les anticorps anti-PD1. L’utilisation de modèles knock-out de MadCAM-1 ou d’ anticorps bloquant son ligand α4β7, compromettent l’efficacité anticancéreuse du blocage du PD1 ceci en mobilisant les cellules entérotropes α4β7hi Treg et TH17 vers le TME et inversement, en réduisant le retour du Treg du TME vers l'intestin. L’inhibition de la voie MadCAM-1 au niveau iléal réduit simultanément les lymphocytes CCR5+ effecteurs et mémoires dans le tissu tumoral. Ces résultats démontrent l’existence d’un lien mécanistique entre la dysbiose intestinale et l'efficacité du traitement anti- tumoral, l’importance de l'axe intestin-tumeur dans l’ immunosurveillance du cancer et ouvre des perspectives d’application clinique pour cibler la voie MAdCAM-1 α4β7+
Antibiotics (ATB) inhibit the anticancer efficacy of PD1 blockade but the mechanisms underlying their immunosuppressive effects remains unknown. Here we show that ATB promote the accumulation of enterotropic, ileum egressing FoxP3+ and RORct+ α4β7 hi T cells into tumor draining lymph nodes and tumor lesions. ATB induce the loss of ileal MadCAM-1 adressin provoking the recirculation of α4β7 hi ileal Treg and TH17 cells to the tumor microenvironment (TME), as visualized using direct injection of carboxyfluorescein succinimidyl ester in mesenteric lymph nodes of tumor bearers as well as Kaede transgenic mice harboring a photoconvertible flurorescent protein. MAdCAM-1 addressin and α4β7 integrin heterodimers are indispensable for the anticancer efficacy and the immuno-surveillanc elicited by anti-PD1 antibodies. Gene defects in MadCAM-1 as well as antibodies blocking its ligand α4β7, severely compromise the anticancer effects of PD1 blockade by mobilizing enterotropic α4β7hi Treg and TH17 cells towards the TME and conversely reducing Treg homing from the TME to the gut, concomitantly reducing CCR5+ effector memory tumor infiltrating lymphocytes. These findings demonstrate a mechanistic link between gut dysbiosis and tumor treatment efficacy and unveil the potential clinical relevance of the MAdCAM-1 α4β7+ and the gut-tumor axis in cancer immunosurveillance

L'autotaxine (ATX) est une glycoprotéine sécrétée qui grâce à son activité lysophospholipase D est à l'origine d'un lipide biologiquement actif, l'acide lysophosphatidique (LPA), dans la circulation sanguine. L'expression de l'ATX par les cellules tumorales contrôle la dissémination métastatique spontanée des cellules de cancer du sein et la formation des métastases osseuses. Au cours de cette thèse, nous avons observé que le ciblage thérapeutique précoce de l'ATX dans un modèle animal préclinique bloque de façon remarquable la dissémination métastatique des cellules de cancer du sein. Cependant les mécanismes moléculaires à l'origine de l'action du LPA sur les cellules tumorales sont mal caractérisés. Nous avons ici montré, via des expériences in vitro et in vivo, que l'ATX circulante d'origine non tumorale libérée par les plaquettes sanguines sous l'action des cellules tumorales, contrôle les évènements précoces de la dissémination métastatique. Cependant, le LPA est un lipide extrêmement sensible à l'action des phosphatases, présentes en grande quantité dans les milieux extracellulaires : l'activité du LPA serait dépendante de sa production locale, au voisinage de ses récepteurs présents à la surface des cellules. Ces travaux ont ainsi mis en évidence que le pouvoir pro-métastatique de l'ATX dépend à la fois de son interaction avec l'intégrine Alpha V/Beta3exprimée par les cellules tumorales, mais également d'un protéoglycane, Syndecan-4 présent en surface cellulaire. En conclusion, le ciblage de l’ATX via son activité ou via ses interactions présente un haut potentiel thérapeutique chez des patientes atteintes d'un cancer du sein à fort risque métastatique
Bone metastases are a frequent complication of cancer, occurring in up to 70 percent of patients with advanced breast or prostate cancer. Despite the improvement of current therapies, the survival of bone metastasis patients is only 24 months. This study aims to find new mechanisms involved in bone metastasis formation. Autotaxin (ATX/NPP2) is a secreted glycoprotein that generates lysophosphatidic acid (LPA) through its lysophospholipase D activity. Our lab previously demonstrated that ATX is overexpressed in multiple types of cancers and together with LPA generated during platelet activation promotes skeletal metastasis of breast cancer. However, the pathophysiological sequelae of regulated interactions between circulating LPA, ATX and platelets remain undefined in cancer. In this work we show that ATX is stored in a- granules of resting human platelets and released upon tumor cell-induced platelet aggregation, leading to the production of LPA. Our in vitro and in vivo experiments using human breast cancers cells that do not express ATX demonstrate that non-tumoral ATX controls the early stage of bone colonization by tumor cells. However, LPA is extremely sensitive to phosphatases, which are highly expressed in extracellular environment and at cell membranes. The molecular mechanisms involved in the local production of LPA at the bone metastatic site are still not well characterized. The present results establish that binding of ATX to alphaV/Beta3 integrin and/or the proteoglycan syndecan-4 allow LPA delivery to its receptors present at the surface of tumor cells. These results may have important implications in the development of new therapies for patients with bone metastases

Introduction : La thérapie ciblée des cancers des VADS nécessite la mise au point de nouveaux vecteurs spécifiques. Ces vecteurs servent à acheminer des substances thérapeutiques, mais aussi ils peuvent être couplés à des fluorophores afin de les utiliser dans la chirurgie guidée par l'imagerie de fluorescence proche infrarouge.Objectifs : L'objectif de notre travail est de tester de nouveaux vecteurs des cancers des VADS et d'étudier l'apport de l'imagerie de fluorescence proche infrarouge dans la chirurgie des cancers des VADS chez un modèle animal orthotopique que nous mettons au point.Matériel et méthodes : La lignée cellulaire des cancers des VADS CAL33 est caractérisée in vitro et in vivo. De nouveaux vecteurs qui ciblent un ou plusieurs récepteurs des cellules CAL33 comme l'intégrine alpha v beta 3, l'EGFR et la NRP1, sont testés in vitro. Parallèlement, un modèle animal orthotopique des cancers des VADS est développé par implantation de fragments tumoraux des cellules CAL33, au niveau de la cavité buccale de la souris nude. La résection des tumeurs orthotopiques est guidée par l'imagerie de fluorescence proche infrarouge, après injection systémique du peptide RAFT-c[RGD]4 couplé à un fluorophore. Ce peptide cible l'intégrine alpha v beta 3 et est préalablement testé in vivo sur les cellules CAL33.Résultats : Nos résultats préliminaires montrent que certaines molécules bispécifiques présentent une liaison accrue in vitro aux cellules CAL33. Par ailleurs, la chirurgie guidée par l'imagerie de fluorescence proche infrarouge ciblant l'intégrine alpha v beta 3, présente un impact positif sur la survie sans rechute dans notre modèle orthotopique, à travers la détection de reliquats tumoraux qui pourraient passer inaperçus si l'exérèse tumorale avait été réalisée exclusivement d'une façon macroscopique. Elle permet aussi de détecter les adénopathies métastatiques.Conclusion : L'imagerie de fluorescence proche infrarouge améliore la qualité de l'exérèse tumorale dans notre modèle orthotopqiue optimisé des cancers des VADS. Cette étape préclinique est indispensable avant de tester cette technique chez l'être humain
Introduction: Targeted therapy of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) requires the development of novel specific vectors that can deliver therapeutic molecules. These vectors could also be coupled to fluorophores to be used in near infrared fluorescence imaging-guided surgery.Objectives: The aim of our work is to test new targeted vectors of HNSCC and to study the role of the near infrared fluorescence imaging-guided surgery in HNSCC resection in a novel orthotopic animal model that we develop.Materials and Methods: The HNSCC cell line CAL33 is characterized in vitro and in vivo. Novel vectors that target one or more receptors of this cell line such as alpha v beta 3 integrin, EGFR and NRP1, are tested in vitro. Meanwhile, an orthotopic animal model of HNSCC is developed by implanting tumor fragments of CAL33 cells, in the oral cavity of nude mice. Surgical resection of orthotopic tumors is guided by the near infrared fluorescence imaging after systemic injection of RAFT-c[RGD]4 peptide coupled with a fluorophore. This peptide targets alpha v beta 3 integrin and is previously tested in vitro.Results: Our preliminary results show that bispecific vectors would present an increased binding to CAL33 cells in vitro. On the other hand, near infrared fluorescence imaging-guided surgery has a positive impact on the recurrence-free survival rate in our orthotopic model, by detecting fluorescent cancer foci that could remain unidentified if resection was performed exclusively under visual guidance. Our results show also that near infrared fluorescence imaging can also help to detect metastatic lymph nodes.Conclusion: Near-infrared fluorescence imaging-guided surgery improves the quality of tumor resection in our optimized orthotopic animal model of HNSCC. This preclinical stage is essential before testing this novel technique in humans

Ce travail est axé sur l’amélioration des propriétés de biospécificité de sondes polymères fluorescentes, d’architectures contrôlées synthétisées par polymérisation RAFT, pour deux applications principales : le ciblage de tumeurs cancéreuses in vivo et le marquage de protéines pour des études in cellulo. Pour une imagerie ciblée de l’angiogénèse tumorale in vivo, des systèmes de ciblage multivalents à deux niveaux ont été élaborés en combinant à la fois i) des polymères bien contrôlés synthétisés par polymérisation RAFT et par le procédé PISA, ii) des clusters peptidiques tétravalents présentant une forte affinité pour les intégrines αvβ3 et iii) des fluorophores émettant dans le rouge lointain/proche-infrarouge pour un suivi in vitro et in vivo par microscopie optique. Deux types de sondes ont été synthétisés, des conjugués linéaires et des nanoparticules chevelues. La présentation multivalente du cluster peptidique permet d’augmenter considérablement l’affinité pour les intégrines αvβ3. Les premières évaluations biologiques indiquent une internalisation cellulaire des sondes polymères médiée par les clusters peptidiques ainsi qu’un marquage sélectif des cellules sur-exprimant les intégrines αVβ3. Pour le marquage de protéines, deux stratégies ont été explorées : le marquage de protéines natives par couplage covalent de sondes ω-fonctionnelles et le marquage de protéines recombinantes par des sondes porteuses d’un ligand spécifique. Pour la première stratégie, une fonction ester activé a été introduite en extrémité ω de sondes polymères par chimie thiol-ène pour marquer les résidus lysines des protéines natives. Cette approche a abouti à un poly-marquage difficile à contrôler mais offrant une brillance élevée. Pour la seconde stratégie, un groupement acide nitrilotriacétique (NTA) a été introduit en extrémité α des sondes polymères afin de marquer spécifiquement les protéines taguées Histidines. Cette approche a permis un marquage efficace de différentes protéines et permet de contrôler précisément le nombre de sondes par protéine ainsi que leur site de fixation sur la protéine. Finalement, suite à ces travaux, une nouvelle stratégie de synthèse de polymères séquencés par addition successive de monomères hétéro-bifonctionnels en utilisant des réactions chimiques très efficaces, sélectives et orthogonales a été proposée et validée
This work is focused on improving the biospecificity properties of fluorescent polymer probes, with controlled architectures, for two main applications: the in vivo targeting of cancer tumors and the labeling of proteins for in cellulo studies. For a targeted imaging of tumor angiogenesis in vivo, targeting systems presenting two levels of multivalency were developed by combining both i) well-controlled polymers synthesized by RAFT polymerization and the PISA process, ii) peptide tetravalent clusters exhibiting a high affinity for the αvβ3 integrins and iii) fluorophores emitting in the far red / near-infrared for a monitoring in vitro and in vivo by optical microscopy. Two types of probes were synthesized, linear conjugates and hairy nanoparticles. Multivalent presentation of the peptide cluster induced a significant increase of the affinity for αvβ3 integrins. The first biological evaluations also indicated an efficient cellular internalization of polymer probes mediated by the peptide clusters and a selective labeling of cells over-expressing αvβ3 integrins. For protein labeling, two strategies were explored: the labeling of native proteins by covalent coupling of ω-functional polymer probes and the labeling of recombinant proteins by probes bearing a specific ligand at one chain-end. For the first strategy, an activated ester function was introduced at the ω-end of polymer probes by thiol-ene chemistry to label the lysine residues of native proteins. This approach resulted in a poly-labeling, difficult to control but providing highly bright bioconjugates. For the second strategy, a nitrilotriacetic acid group (NTA) was introduced at the α-end of polymers probes to specifically label Histidine tagged proteins. This approach enabled an efficient labeling of different proteins with a more precise control of the number of probes per protein and of the binding site. Finally, following this work, a new synthetic strategy of sequenced polymers by successive addition of hetero-bifunctional monomers using highly efficient, selective and orthogonal chemical reactions was proposed and validated

Le ciblage de la néoangiogenèse tumorale est une voie actuelle de recherche pour le diagnostic et pour le traitement des tumeurs solides. Les cellules endothéliales des néovaisseaux tumoraux surexpriment certains marqueurs spécifiques tels que l'intégrine avb3, qui reconnaît spécifiquement les peptides possédant le motif « RGD » (-Arg-Gly Asp-). Nous avons étudié le potentiel d'un nouveau radiotraceur - le RAFT-RGD - en vue d'imagerie moléculaire nucléaire des néovaisseaux. In vitro, le couplage de 4 c(RGDfK) au RAFT augmente la captation du traceur par les cellules avb3 positives, par rapport au c(RGDfK). De plus, le RAFT-RGD possède une meilleure affinité que le c(RGDfK) et des propriétés d'inhibition de l'angiogenèse similaires. In vivo, l'ensemble des tumeurs, avb3 positives et négatives, est visible par imagerie planaire non invasive corps entier, comme en SPECT, dès 30 min post-injection et au-delà de 24 h, grâce à une gamma caméra dédiée au petit animal. Le RAFT-RGD, malgré l'absence d'amélioration du contraste par rapport au cRGD, semble être un traceur prometteur de l'angiogenèse tumorale : il pourrait renseigner sur l'évolution de la pathologie et le suivi de l'efficacité des traitements des tumeurs dans les services de
Médecine Nucléaire. De plus, par sa structure chimique, le RAFT-RGD apporte de multiples possibilités de marquage (émetteurs γ et β-), ce qui permet d'envisager des applications intéressantes notamment dans le domaine thérapeutique (radiothérapie interne vectorisée).

La recherche actuelle sur le cancer se tourne vers des « stratégies ciblées » afin de développer de nouvelles méthodes diagnostiques plus sensibles et performantes, ainsi que de nouvelles thérapies plus efficaces mais aussi mieux tolérées. Dans ce contexte, nos travaux sont consacrés à la conception de vecteurs synthétiques ciblant un récepteur cellulaire surexprimé par les tumeurs, l'intégrine alphaVbeta3. Ce ciblage permet de concentrer les drogues ou les éléments de détection au niveau tumoral. L'outil utilisé pour la construction chimique de nos vecteurs est un châssis décapeptidique cyclique RAFT (Regioselectively Addressable Functionalized Template) présentant deux domaines indépendants permettant de séparer les deux fonctions du vecteur. Sur un domaine, la fonction de ciblage est assurée par la présentation multivalente de ligands -RGD- spécifiques du récepteur. L'autre domaine du vecteur supporte les molécules d'intérêt à vectoriser : agents thérapeutiques pour limiter la prolifération du foyer malin ou agents de détection pour l'imagerie médicale.

Nous généralisons dans le cadre de groupe localement compact non necessairement abélien, une famille d'espaces de Banach qui sont entre autres des sous-espaces d'espaces d'amalgames de Wiener admettant une dilatation isométrique, et sous-espaces d'espaces de Morrey. Sur ces espaces, nous établissons des inégalités à poids pour l'opérateur maximal fractionnaire et l'intégrale fractionnaire.

Introduction : La thérapie ciblée des cancers des VADS nécessite la mise au point de nouveaux vecteurs spécifiques. Ces vecteurs servent à acheminer des substances thérapeutiques, mais aussi ils peuvent être couplés à des fluorophores afin de les utiliser dans la chirurgie guidée par l'imagerie de fluorescence proche infrarouge.Objectifs : L'objectif de notre travail est de tester de nouveaux vecteurs des cancers des VADS et d'étudier l'apport de l'imagerie de fluorescence proche infrarouge dans la chirurgie des cancers des VADS chez un modèle animal orthotopique que nous mettons au point.Matériel et méthodes : La lignée cellulaire des cancers des VADS CAL33 est caractérisée in vitro et in vivo. De nouveaux vecteurs qui ciblent un ou plusieurs récepteurs des cellules CAL33 comme l'intégrine alpha v beta 3, l'EGFR et la NRP1, sont testés in vitro. Parallèlement, un modèle animal orthotopique des cancers des VADS est développé par implantation de fragments tumoraux des cellules CAL33, au niveau de la cavité buccale de la souris nude. La résection des tumeurs orthotopiques est guidée par l'imagerie de fluorescence proche infrarouge, après injection systémique du peptide RAFT-c[RGD]4 couplé à un fluorophore. Ce peptide cible l'intégrine alpha v beta 3 et est préalablement testé in vivo sur les cellules CAL33.Résultats : Nos résultats préliminaires montrent que certaines molécules bispécifiques présentent une liaison accrue in vitro aux cellules CAL33. Par ailleurs, la chirurgie guidée par l'imagerie de fluorescence proche infrarouge ciblant l'intégrine alpha v beta 3, présente un impact positif sur la survie sans rechute dans notre modèle orthotopique, à travers la détection de reliquats tumoraux qui pourraient passer inaperçus si l'exérèse tumorale avait été réalisée exclusivement d'une façon macroscopique. Elle permet aussi de détecter les adénopathies métastatiques.Conclusion : L'imagerie de fluorescence proche infrarouge améliore la qualité de l'exérèse tumorale dans notre modèle orthotopqiue optimisé des cancers des VADS. Cette étape préclinique est indispensable avant de tester cette technique chez l'être humain
Introduction: Targeted therapy of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) requires the development of novel specific vectors that can deliver therapeutic molecules. These vectors could also be coupled to fluorophores to be used in near infrared fluorescence imaging-guided surgery.Objectives: The aim of our work is to test new targeted vectors of HNSCC and to study the role of the near infrared fluorescence imaging-guided surgery in HNSCC resection in a novel orthotopic animal model that we develop.Materials and Methods: The HNSCC cell line CAL33 is characterized in vitro and in vivo. Novel vectors that target one or more receptors of this cell line such as alpha v beta 3 integrin, EGFR and NRP1, are tested in vitro. Meanwhile, an orthotopic animal model of HNSCC is developed by implanting tumor fragments of CAL33 cells, in the oral cavity of nude mice. Surgical resection of orthotopic tumors is guided by the near infrared fluorescence imaging after systemic injection of RAFT-c[RGD]4 peptide coupled with a fluorophore. This peptide targets alpha v beta 3 integrin and is previously tested in vitro.Results: Our preliminary results show that bispecific vectors would present an increased binding to CAL33 cells in vitro. On the other hand, near infrared fluorescence imaging-guided surgery has a positive impact on the recurrence-free survival rate in our orthotopic model, by detecting fluorescent cancer foci that could remain unidentified if resection was performed exclusively under visual guidance. Our results show also that near infrared fluorescence imaging can also help to detect metastatic lymph nodes.Conclusion: Near-infrared fluorescence imaging-guided surgery improves the quality of tumor resection in our optimized orthotopic animal model of HNSCC. This preclinical stage is essential before testing this novel technique in humans

La sclérose en plaques (SEP) est une maladie inflammatoire du système nerveux central (SNC) caractérisée par une infiltration périvasculaire de cellules mononucléaires, telles que les lymphocytes T CD4+ et CD8+, les lymphocytes B ainsi que les cellules myéloïdes qui comprend les monocytes, les macrophages et les cellules dendritiques (DCs). Ce phénomène d’infiltration est dû à une fragilisation de la barrière hémato-encéphalique (BHE). L’entrée des cellules immunitaires au SNC va mener à la destruction de la gaine de myéline et donc à l’apparition de plaques de démyélinisation. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse que la migration des divers sous-types de cellules immunitaires du sang périphérique à travers la BHE est contrôlée par des mécanismes moléculaires distincts et spécifiques à chaque type cellulaire. Afin de répondre à cette hypothèse, quatre différentes études ont été mises sur pieds. En premier lieu, nous démontrons un effet bénéfique des statines sur la BHE en SEP, en diminuant la migration des lymphocytes T et des monocytes, et en diminuant la diffusion de marqueurs moléculaire soluble. Ce phénomène s’opère via la suppression du processus d’isoprenylation, et en empêchant probablement la contraction des cellules endothéliales de la BHE. De plus, nous démontrons que les monocytes qui migrent au SNC en condition inflammé sont en mesures de se différencier en DCs et d’induire une réponse inflammatoire de la part des lymphocytes T CD4+. La migration des monocytes à travers la BHE est contrôlée par une nouvelle molécule d’adhérence nommée Ninjurin-1. Le blocage de Ninjurin-1 conduit à une inhibition spécifique de la migration des monocytes in vitro, ainsi qu’à une amélioration des signes cliniques du modèle animal de la SEP, soit l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE). Finalement, nous démontrons que la migration des lymphocytes T CD8+ au SNC s’effectue via l’intégrine alpha-4. De plus, la majorité des lymphocytes T CD8+ que l’on retrouve dans le liquide céphalo-rachidien de patients SEP, dans le SNC de souris EAE ainsi que dans le SNC de souris infectée au virus de l’hépatite murine portent un phénotype effecteur mémoire. Ces données pourraient expliquer l’émergence de leucoencéphalopathie multifocale progressive observée chez certains patients SEP traités au natalizumab, un anticorps dirigé contre l’intégrine alpha-4. En conclusion, notre étude a permis de démontrer l’importance des monocytes provenant de la périphérie dans le processus inflammatoire prenant part au SNC en SEP. L’inhibition d’entrée de ces cellules pourrait s’avérer bénéfique en SEP tout en permettant l’immuno-surveillance du cerveau, ce que l’anti-alpha-4 intégrine ne permet pas. Les statines pourraient s’avérer une autre option intéressante puisqu’elles agissent sur les processus inflammatoires impliqués dans la SEP.
Multiple sclerosis (MS) is an immune-mediated disorder of the central nervous system (CNS) characterized by multifocal areas of leukocyte infiltration and demyelination associated with a breakdown of the blood-brain barrier (BBB). Typically, demyelination is centered around perivascular accumulation of CD4+ and CD8+ T lymphocytes, monocytes, macrophages and dendritic cells (DCs) that arise from migration of peripheral blood immune cells across the CNS microvascular endothelium. We have thus suggested that the migration across the BBB of immune cells subsets from the blood is controlled by molecular mechanism specific for each cell type. To answer this hypothesize, we have performed four different studies. We first show a beneficial effect of statins on the BBB, restricting the migration of lymphocytes and monocytes as well as the diffusion of soluble molecular tracers. This phenomenon is mediated through abrogation of isoprenylation processes that is probably inhibiting the ability of endothelial cells of the BBB to contract. We also show that CD14+ monocytes migrate across the inflamed human blood BBB and differentiate into DCs in response to BBB-secreted TGF-beta and GM-CSF. These DCs then promote the proliferation and expansion of inflammatory CD4+ T lymphocytes. We demonstrate that the migration of monocytes is controlled by a new adhesion molecule called Ninjurin-1. Ninjurin-1 neutralization specifically abrogated the adhesion and migration of human monocytes across endothelial cells of the BBB, without affecting lymphocyte recruitment. Moreover, Ninjurin-1 blockade reduced clinical disease activity and histopathological indices of experimental allergic encephalomyelitis (EAE). Finally we show that migration of CD8+ T lymphocytes across BBB is dependent on alpha-4 integrin. Also, the majority of CD8+ T lymphocytes found in the cerebrospinal fluid of MS patients, and in the CNS of EAE mice as well as the CNS of mouse infected with hepatitis virus are showing an effector memory phenotype. These data could explain the numerous cases of progressive multifocal leukoencephalopathy seen in natalizumab treated MS patients. In conclusion, our study unveils an important role of peripheral monocytes in MS. The inhibition of migration of these cells to the CNS could be a beneficial therapy since it would allow immune surveillance of the brain. The statins could also be a very interesting option since these molecules would reduce the inflammatory processes involved in MS.