Dissertations / Theses on the topic 'MicroARN'

Constituant une majeure partie du génome et compte tenu de leur fonction dans la modulation de l'épigénétique, les ARN non codants (ARNnc) jouent un rôle important dans le développement de plusieurs pathologies, mais restent une classe de cibles biologiques sous-exploitée. Les microARN (miR) sont des ARN à simple brin (ARNsb) constitués de 19 à 25 nucléotides et représentent une famille majeure d'ARNnc, principalement connue pour son rôle dans le contrôle de l'expression des gènes. Chaque microARN inhibe la traduction de plusieurs ARN messagers, et la dérégulation des microARN a été directement liée à plusieurs pathologies dont les cancers. Plus précisément, le microARN-21 est surexprimé dans plusieurs cancers comme montré dans une étude dressant le profil de 540 échantillons cliniques provenant de patients atteints de cancer. L'inhibition du miR-21 représente donc une stratégie prometteuse à la fois comme thérapie efficace seule et comme adjuvant aux traitements existants.L'objectif de ce travail de thèse a été de développer des ligands inhibiteurs de ce microARN oncogène, ciblant l'étape de clivage de Dicer de sa biogenèse. Nous nous sommes concentrés sur ce dernier point pour éviter le défi associé à l'ARNsb en tant que cible biologique, telle qu'une structure secondaire non définie. Dans cette thèse, le précurseur de miR-21, un transcrit long et structuré, a été utilisé comme cible, et des ligands ont été conçus pour se lier à ses régions structurées et empêcher sa reconnaissance par Dicer. Une bibliothèque de ligands a été conçue de novo et synthétisée en appliquant des méthodologies catalytiques efficaces, et leur activité a été évaluée in vitro à l'aide d'essais biochimiques basés sur la fluorescence. L'étude a révélé un certain nombre de nouveaux ligands et inhibiteurs du microARN-21 oncogène avec une activité au niveau micromolaire. Le mécanisme de liaison des meilleurs composés a été étudié avec des méthodes biophysiques et in silico pour établir les relations structure-activité et améliorer l'activité observée. Cette thèse dévoile de nouvelles structures prometteuses qui inhibent la maturation de miR-21 in vitro et fournissent un modèle pour le ciblage de cet ARN non codant avec de petites molécules
Constituting a major part of the transcriptional output and given their function in modulation of epigenetics, noncoding RNAs (ncRNAs) carry an important role in disease development, but remain under-exploited biological targets. MicroRNAs (miRs) are 19 - 25 nucleotide long single-stranded RNAs and represent a major ncRNA family that is primarily known for their role in the control of gene expression. Each microRNA indeed inhibits translation of multiple messenger RNAs, and dysregulation of microRNAs is critical to pathogenesis and oncogenesis in particular. Specifically, microRNA-21 has been in the spotlight after its consistent overexpression in cancers as reported in a study that profiled 540 clinical samples from cancer patients. Thus, inhibition of miR-21 function holds the promise for both an efficient therapy alone and as an adjuvant to the existing treatments.The goal of this PhD work was to develop a small-molecule inhibitor of this oncogenic microRNA, tackling the last step of its biogenesis, an enzymatic cleavage by Dicer. We focused on the latter to mitigate a challenge associated with ssRNA as a biological target, such as the undefined secondary structure. In this thesis, the precursor of miR-21, a longer and structured preceding transcript, was used as a target and small-molecule ligands were designed to bind to its structured regions and impede its recognition via Dicer. The library of the drug-like RNA-focused ligands was designed de novo and synthesised using efficient catalytic methodologies and their activity was assessed in vitro using fluorescence-based biochemical assays with human recombinant Dicer. The study revealed several novel small molecule binders and inhibitors of oncogenic microRNA-21 in the low micromolar range. The binding mechanism of the best compounds was studied with biophysical and in silico methods to establish structure-activity relationships and improve the observed activity. This thesis discloses new promising scaffolds that inhibit miR-21 maturation of miR-21 in vitro and provide a blueprint for targeting this noncoding RNA with small molecules

Les microARN (miARN) sont de petits ARN non-codants dont la principale fonction est de réprimer l’expression génique en s’hybridant par complémentarité de séquence à leurs cibles ARN. L’activité des miARN est également régulée par leurs cibles qui entrent en compétition pour leur liaison. Certains de ces ARN compétiteurs endogènes (ARNce) résistent à la répression induite par le miARN et vont alors les séquestrer. Ils sont appelés éponges à miARN. La dérégulation des réseaux d’ARNce et des éponges à miARN est impliquée dans des processus pathologiques tels que le cancer. Au cours de ma thèse, nous nous sommes intéressés à la séquestration des miARN dans le mélanome cutané. Le mélanome provient de la transformation maligne du mélanocyte, une cellule spécialisée dans la production de pigment. S’il n’est pas pris en charge à temps, des métastases apparaissent et se disséminent rapidement dans l’organisme (ganglions, foie, poumons, cerveau, etc.). Des solutions thérapeutiques existent mais une faible proportion de patients y répondent de manière efficace nécessitant de nouvelles stratégies de traitement. Nous avons mis en évidence que l’ARN messager (ARNm) de TYRP1, gène spécifiquement exprimé dans le mélanocyte et donc le mélanome, porte le rôle d’éponge à miARN dans le mélanome métastatique. Ce rôle est indépendant de la fonction protéique de TYRP1. Nous avons déterminé que l’ARNm de TYRP1 séquestre le suppresseur de tumeurs miR-16 via des sites de liaison (MRE-16) non-canoniques. Les MRE-16 non-canoniques permettent à l’ARNm de TYRP1 de ne pas être dégradé par le miR-16 et le rendent donc plus stable dans la cellule de mélanome. La majorité du pool de miR-16 est ainsi séquestrée et ne peut donc plus réprimer ses cibles intervenant dans la prolifération cellulaire et la croissance tumorale in vivo. Afin de remettre en activité le miR-16 au sein de la cellule de mélanome, nous avons utilisé la technologie du « target site blocker » (TSB), un oligonucléotide antisens modifié ayant une forte stabilité et affinité pour sa cible. Le TSB, spécifique du MRE-16 de l’ARNm de TYRP1, entre en compétition pour la liaison à l’ARNm de TYRP1 avec le miR-16 pour permettre sa libération et son action sur ses cibles effectrices. Nous avons montré in vitro et in vivo via un modèle murin de xénogreffe de tumeur dérivée de patient que la stratégie du TSB est efficace contre le mélanome métastatique. Ces travaux ont permis l’identification d’un nouveau mécanisme oncogénique basé sur la séquestration de miARN et proposent une nouvelle stratégie de thérapie ciblée contre le mélanome métastatique
MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs. They fine tune gene-expression through specific complementary interaction with their RNA targets. The miRNA repressive function towards a given RNA is highly regulated and in part dependent on the abundance of its other targets competing for miRNA’s binding. Some of these competing endogenous RNAs (ceRNAs) can resist to miRNA-mediated RNA decay thereby sequestering miRNAs. They are named miRNA sponges. Deregulation of ceRNAs and miRNA sponges networks are implicated in many pathologic processes including cancer. My PhD work focused on miRNA sequestration in cutaneous melanoma. Melanomas arise from the malignant transformation of melanocytes; the skin-cell specialized in pigment production. Most melanoma undergoes metastatic evolution, with metastatic cells spreading rapidly in the entire organism (lymph node, liver, lungs, brain, etc.). Early and complete resection of primary in situ melanoma is thus determinant for patient outcome. Since 2010, potent therapeutic options have been developed. Unfortunately, patients ultimately develop resistance while some are non-responders. There is thus an urgent need to develop new therapeutic strategies to treat metastatic melanoma. We have identified that the Tyrosinase Related Protein 1 (TYRP1) mRNA function as a miRNA sponge. TYRP1 is specifically expressed in the melanocytic lineage. TYRP1 mRNA governs melanoma growth endorsing thereby a non-coding function. We demonstrated that TYRP1 mRNA sequesters the tumor suppressor miR-16 via non-canonical miRNA binding sites (MREs-16). Non-canonical miR-16 binding lacks mRNA decay function favoring TYRP1 mRNA stability and miRNA sequestration. Sequestered miR-16 can no more repress its canonical targets involved in cell proliferation and tumor growth. To reset miR-16’s activity and block melanoma growth, we used “Target Site Blocker” (TSB). TSBs are modified antisense oligonucleotides with enhanced stability and affinity to its target. We designed a TSB, named TSB-T3, overlapping specially TYRP1 non-canonical MRE-16. We first showed that TSB-T3 binds to TYRP1 mRNA and competes with miR-16. Freed miR-16 binds to its canonical targets inducing their decay. TSB-T3 blocks melanoma cell growth in vitro and in vivo, using patient-derived tumor xenograft. We thus showed for the first time that TSB’s strategy redirecting a tumor suppressor miRNA is a potent tool to monitor metastatic melanoma growth. Together my PhD work brings out a new oncogenic mechanism based on miRNA sequestration and proposes an original strategy of targeted therapy against metastatic melanoma

Les microARN sont de petits ARN non codant régulant post-transcriptionnellement l’expression de certains gènes. Du fait de leur fort potentiel régulateur, une modification de leur expression peut conduire à l’apparition de pathologies telles que le cancer ou l’inhibition des mécanismes de défense contre des pathogènes. Notre objectif est de caractériser le rôle de certains miARN dans la formation de cancer gastrique dû à Helicobacter pylori. En effet, cette bactérie peut conduire à l’apparition d’adénocarcinome gastrique et de lymphome du MALT. Sa virulence est essentiellement due à la protéine CagA, injectée dans les cellules de la muqueuse gastrique. Par séquençage à haut débit du contenu en miARN d’une lignée épithéliale gastrique humaine, co-cultivée ou non avec H. pylori, nous avons observé que les niveaux de miR-200b/c sont augmentés par l’infection. Ces miARN sont des inhibiteurs puissants de la transition épithélio-mésenchymateurse (TEM), modification morphologique promotrice d’invasion. Ils ciblent les facteurs de transcription ZEB1/2 avec lesquels ils sont impliqués dans une boucle de rétro-action mutuellement répressive. Le niveau basal élevé de miR-200b/c dans ces cellules réprime totalement ZEB1, tandis que l’infection par H. pylori, sous la dépendance de CagA, promeut une TEM en induisant ZEB1. Paradoxalement, les miR-200b/c sont aussi augmentés lors de l’infection transcriptionnellement. Nous avons pu démontrer que l’augmentation des miR-200b/c dans les cellules infectées a pour rôle de modérer l’induction de ZEB1 via l’activation de NF-kB, constituant ainsi un mécanisme de défense des cellules hôte contre la perte de leur identité épithéliale
MicroRNA are small noncoding RNA that post-transcriptionally regulate gene expression. Due to their high regulator potential, a change in their expression may lead to the emergence of diseases such as cancer or inhibition of defense mechanisms against pathogens. Our aim is to characterize the role of miRNA in the response of gastric eptithelial cells to Helicobacter pylori (H. pylori). Indeed, H. pylori promote gastric adenocarcinoma and MALT lymphoma. Its virulence is essentially mediated by CagA, injected into cells of the gastric mucosa. Thanks to high throughput sequencing of miRNA content of a gastric epithelial cell line, infected or not with H. pylori: miR-200b and -200c appeared up-regulated upon infection. These miRNA are potent inhibitors of the “epithelial-to-mesenchymal transition” (EMT), a process that drastically alters cell morphology and promotes cell invasion. MiR-200b/c target the transcription factors ZEB1 and ZEB2, with which they are involved in a mutually repressive feedback loop. In basal conditions, the high levels miR-200b/c in gastric epithelial cells totally silence ZEB1 mRNA whereas H. pylori promotes EMT via ZEB1 expression, on the dependence of CagA translocation into host cells. But, paradoxically, miR-200b/c levels were also up-regulated upon infection. The increased miR-200b/c levels in infected cells moderate ZEB1 induction thanks to NF-kB activation and constitute a self-defense mechanism to thwart the loss of their epithelial phenotype upon infection

Avec l'augmentation de l'espérance de vie, les pathologies ostéo-articulaires comme l'arthrose ou la polyarthrite rhumatoïde, caractérisées par la dégradation du cartilage articulaire, deviennent de réels problèmes de santé publique. Les traitements actuels sont essentiellement symptomatiques et aboutissent en ultime recours à la pose de prothèses. En absence de réparation spontanée du tissu et de traitement efficace, des approches d'ingénierie tissulaire du cartilage sont envisagées. Les techniques actuelles reposent sur la transplantation de chondrocytes autologues mais dans la majorité des cas, cette approche n'apporte pas de résultats supérieurs aux techniques chirurgicales utilisées actuellement. Grâce à leurs propriétés de différenciation, les cellules souches mésenchymateuses (CSM) représentent une nouvelle source de cellules ayant des potentiels thérapeutiques intéressants. Cependant, la complexité du processus de différenciation des CSMs vers des chondrocytes articulaires matures rend difficile l'obtention de cartilage fonctionnel après implantation. Il est donc important de mieux comprendre le processus de différenciation de ces cellules afin de mieux contrôler leur devenir in vivo. C'est pourquoi, le laboratoire s'intéresse au rôle des micro-ARNs (miARNs) dans la régulation du processus de différenciation des CSMs. L'objectif de mon projet de thèse a consisté à identifier des miARNs modulés dans la différenciation chondrocytaire des CSM humaines primaires et à étudier leur rôle et leur régulation au cours de la chondrogenèse. Nous avons identifié deux miARNs : miR-29a dont l'expression diminue progressivement au cours de la différenciation et miR-574-3p dont l'expression augmente rapidement puis est maintenue jusqu'à la fin de la différenciation. Ces deux miARNs sont régulés par le facteur de transcription SOX9 mais de manière opposée : SOX9 inhibe miR-29a et induit miR-574-3p. Nous montrons que SOX9 interagit avec YY1 pour réguler miR-29a mais pas miR-574-3p, ce qui pourrait expliquer les effets opposés de SOX9 sur l'expression des deux miARNs. Nous montrons également que ces miARNs sont des inhibiteurs de la différenciation chondrocytaire et avons identifié FOXO3A et RXRα comme cibles respectives de miR-29a et miR-574-3p. L'inhibition de FOXO3A ou RXRα avant l'induction de la différenciation, en utilisant des siARNs spécifiques ou en sur-exprimant les miARNs correspondants, bloque la différenciation des CSM. Ces résultats confirment sur des CSMs adultes, que ces protéines jouent un rôle important dans la chondrogenèse et que miR-29a et miR-574-3p participent aux processus de régulation de la différenciation chondrocytaire. En conclusion, nous avons identifié deux nouveaux miARNs contrôlés par SOX9 et régulant négativement la chondrogenèse grâce à la modulation de deux gènes cibles, dont l'expression est nécessaire avant d'induire la différenciation chondrocytaire
Roles of miR-29a and miR-574-3p during the chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells. With the constant increase of the lifespan, osteoarticular pathologies such as osteoarthritis or rheumatoid arthritis, characterized by articular cartilage degradation, are important public health problems. In absence of spontaneous regeneration, cartilage engineering approaches are being considered. Current techniques rely on autologous chondrocyte transplantation but in the majority of cases, this approach gives similar results as current surgeries. Due to their capacity of differentiation toward chondrocytes, mesenchymal stem cells (MSC) represent a new source of cells with therapeutic potential. However, production of a functional cartilage in vivo after implantation of expanded MSC is hampered by the difficulty to reproduce the complexity of the differentiation process to get mature chondrocytes from MSC. The objective of my Ph.D thesis aimed to identify micro-RNAs (miRNAs) modulated during chondrogenic differentiation of primary human MSCs and to study their role as well as their regulation in this process. We identified two miRNAs: miR-29a whose expression decreases progressively during the differentiation and miR-574-3p whose expression rapidly increases and stays constant until the end of the differentiation. Both miRNAs are regulated by the transcription factor Sox9 but in an opposite manner: Sox9 inhibits miR-29a and induces miR-574-3p. We show that YY1 directly interact with Sox9 to regulate miR-29a but not miR-574-3p; this interaction likely explaining the opposite effects of Sox9 on miR-29a and miR-574-3p expression. Moreover we showed that miR-29a and miR-574-3p are both inhibitors of chondrogenesis and we identified FOXO3A and RXRα as their respective targets. In conclusion, we identified two new miRNAs which are regulated by Sox9 and inhibitors of chondrogenesis. They act through the modulation of two target genes, whose role during chondrogenic differentiation of adult MSC was previously not characterized

Les microARN (miARN) représentent une classe de petits ARN non codants régulateurs de l’expression génique. Ils sont impliqués dans de nombreuses fonctions cellulaires et moléculaires essentielles. De plus, leur dérégulation joue un rôle important dans le processus de tumorigenèse. En effet, certains miARN ont été décrits comme des oncogènes ou des gènes suppresseurs de tumeur. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans ce contexte. Ainsi, une première étude a consisté à identifier les miARN exprimés de manière différentielle dans les cellules tubulaires rénales proximales en réponse à une exposition au cadmium, un composé environnemental présentant des propriétés carcinogènes. Cette étude permet de suggérer que certains de ces miARN pourraient présenter un intérêt en tant que biomarqueurs d’exposition au cadmium.Dans une seconde étude, nous avons évalué les propriétés pro-tumorales de miR-92a-3p dans les cancers pulmonaires non à petites cellules. Nos données obtenues in vitro suggèrent que le ciblage de miR-92a-3p par des oligonucléotides antisens pourrait représenter une stratégie thérapeutique pertinente. Un modèle murin d’adénocarcinome pulmonaire (modèle CCSPCre-LSL-KrasG12D) a été mis en place et permettra de tester l’effet pharmacologique de ce type d’inhibiteurs.Au total, ces travaux soulignent l’importance des miARN en tant que biomarqueurs et cibles thérapeutiques dans le domaine du cancer
MicroRNAs (miRNAs) represent a class of small non-coding RNAs that regulate geneexpression. They are involved in many essential cellular and molecular processes such as celldeath or differentiation. In addition, their deregulation plays an important role in thetumorigenesis. Indeed, many miRNAs have been described as oncogenes or tumor suppressorgenes. In this context, this thesis work focused on the potential role played by miRNAs inkidney and lung cancers. Indeed, a first part consisted in identifying miRNAs differentially expressed in proximal renal tubular cells in response to cadmium exposure, an environmental compound with carcinogenic properties. This data suggests that some of these miRNAs could be of interest as biomarkers of cadmium exposure.In the second part of this thesis, we evaluated the tumorigenic properties of miR-92a-3p innon-small cell lung cancers. Our in vitro data suggests that targeting miR-92a-3p by antisense oligonucleotides could represent a relevant anticancer therapeutic strategy. Furthermore, amouse model of pulmonary adenocarcinoma (CCSP-Cre-LSL-KrasG12D model) has been developed to test the pharmacological effect of this therapeutic strategy.Overall, this work highlights the importance of miRNAs as biomarkers and therapeutic targets in the field of cancer

Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont des cellules stromales présentes dans différents types de tissus. En plus de leur capacité à se différencier en plusieurs lignées (chondrocytes, adipocytes et ostéoblastes), les CSM présentent également des propriétés immunosuppressives. Bien que ces mécanismes soient loin d'être entièrement compris, leur capacité immunosuppressive a récemment été démontrée comme étant modulée par des miARN. L'arthrose est la forme la plus courante de maladies articulaires sans traitement curatif et se caractérise principalement par la dégradation du cartilage articulaire, avec des altérations osseuses sous-chondrales et une inflammation synoviale. Les CSM pourraient offrir un potentiel thérapeutique intéressant pour le traitement de l'arthrose.Nos travaux ont montré qu'une injection autologue de CSM d'origine adipeuse (ASC) dans une articulation arthrosique améliore la douleur et les niveaux fonctionnels chez les patients. Nous avons souligné la tolérance immunitaire systémique induite à la suite d'injections intra-articulaires d'ASC. Enfin, nous avons étudié le profil d'expression des miARN des CSM humaines lors de leur stimulation par des cellules mononuclées du sang préalablement activés. Nous avons identifié le miR-29a et le PSAT1 comme de nouveaux candidats pour réguler l'activité immunosuppressive médiée par les CSM
Mesenchymal Stem Cells (MSCs) are stromal cells present in a number of different tissue types. In addition to their ability to differentiate into multiple lineages (chondrocytes, adipocytes and osteoblasts), MSCs also display immunosuppressive properties. Whilst these mechanisms are far from fully understood, their immunosuppressive capacity has recently been shown to be modulated by miRNAs. OA is the most common form of joint diseases without curative treatment and mainly characterized by the degradation of articular cartilage, with subchondral bone alterations and synovial inflammation. MSC might provide therapeutic potential for treatment of OA.Here, we showed that an autologous injection of adipose-derived MSC (ASC) into an osteoarthritic joint improved pain and function levels in patients. We underscored the systemic immune tolerance induced following intra-articular injections of ASCs. Finally, we investigated the miRNA expression profile of human MSCs upon their stimulation by peripheral blood mononuclear cells. We identified miR-29a and PSAT1 as new candidates to regulate immunosuppressive activity mediated by MSCs

Les micro-ARNs (miRNAs) sont de petits ARNs (20-25 nt) qui ont un rôle important dans les mécanismes d'interférence ARN. Les miRNAs sont des inhibiteurs de l'expression génique qui interviennent au niveau post-traductionnel en s'hybridant à des sites spécifiques de leurs ARNm cibles. Ce mécanisme induit la dégradation de l'ARNm ou l'inhibition de sa traduction. Puisque l'hybridation partielle du miRNA est suffisante pour induire une inhibition, chaque miRNA peut avoir des centaines de cibles. Les miRNAs sont impliqués dans de nombreuses fonctions biologiques et en particulier dans processus neuronaux. Plus de la moitié des miRNAs connus sont exprimés dans le cerveau de mammifère avec une distribution spécifique du miRNA considéré. A l'échelle sub-cellulaire il y a également une distribution hétérogène des miRNAs. De plus, il a été montré récemment une implication des miRNAs dans la régulation de la traduction locale dans les neurones. En effet, des miRNAs et des protyeines impliquées dans la biogenèse et la fonction des miRNAs ont été retrouvés dans le soma, les dendrites et les axones. Il a été montré que la dérégulation des miRNAs été impliquée dans de nombreux mécanismes pathologiques. Cette thèse a pour objectif de révéler le rôle des miRNAs dans la plasticité synaptique. Nous avons étudié l'implication des miRNAs dans les mécanismes de la plasticité synaptique homéostatique et dans la plasticité dysfonctionnelle rencontrée en condition de douleur cancéreuse.Notre hypothèse était que la régulation de la traduction locale des récepteurs AMPA dans les dendrites en condition d'homéostasie synaptique implique les miRNAs. Par bio-informatique, qRT-PCR et test luciférase, nous avons identifié le miRNA miR-92a comme régulateur de la traduction de l'ARNm de GluA1. Des immunomarquages des récepteurs AMPA et des enregistrements des courants miniatures AMPA montrent que miR-92a régule spécifiquement l'incorporation synaptique de nouveau récepteurs AMPA contenant GluA1 en réponse à un blocage de l'activité synaptique. La douleur est un symptôme très fréquemment associé au cancer et constitue un challenge pour les médecins puisque aucun traitement spécifique et efficace n'existe. C'est sans doute le résultat d'un manque de connaissances des mécanismes moléculaires responsables de la douleur cancéreuse. En combinant les screening des miRNA et des ARNm, nous avons mis en évidence une voie de régulation impliquant miR-124, un miRNA enrichi dans le système nerveux. Ainsi, dans un modèle de douleur cancéreuse chez la souris, la diminution de miR-124 est associée à une augmentation de ces cibles : calpain 1, synaptopodine et tropomyosine 4. Toutes ces protéines ont précédemment été identifiées comme des molécules clef de la fonction et de la plasticité synaptique. Des experiences in vitro ont confirmé que miR-124 exercait une inhibition multiple de calpain 1, synaptopodine et tropomyosine 4. La pertinence clinique de cette découverte a été vérifiée par le screening du liquide cérébro-spinal de patients souffrant de douleur cancéreuse qui montre également une diminution de miR-124. Ce résultat suggère un fort potentiel thérapeutique du ciblage de miR-124 dans les douleurs cancéreuses. Enfin, l'injection intrathécale de miR-124 dans des souris cancéreuses a permis de normaliser l'expression de la synaptopodine et de stopper la douleur cancéreuse lors de la phase initiale de la maladie
MicroRNAs (miRNAs) are a type of small RNA molecules (21-25nt), with a central role in RNA silencing and interference. MiRNAs function as negative regulators of gene expression at the post-transcriptional level, by binding to specific sites on their targeted mRNAs. A process results in mRNA degradation or repression of productive translation. Because partial binding to target mRNA is enough to induce silencing, each miRNA has up to hundreds of targets. miRNAs have been shown to be involved in most, if not all, fundamental biological processes. Some of the most interesting examples of miRNA activity regulation are coming from neurons. Almost 50% of all identified miRNAs are expressed in the mammalian brain. Furthermore, miRNAs appear to be differentially distributed in distinct brain regions and neuron types. Importantly, miRNAs are reported to be differentially distributed at the sub-cellular level. Recently, miRNAs have been suggested to be involved in the local translation of neuronal compartments. This has been derived from the observations reporting the presence of miRNAs and the protein complexes involved in miRNA biogenesis and function in neuronal soma, dendrites, and axons. Deregulation of miRNAs has been shown to be implicated in pathological conditions. The present thesis aimed at deciphering the role of miRNA regulation in neuronal plasticity. Here we investigated the involvement of miRNA in synaptic plasticity, specifically in homeostatic synaptic plasticity mode. In addition, we investigated the involvement of miRNAs in the maladaptive nervous system state, specifically, in bone cancer pain condition.We hypothesized that local regulation of AMPA receptor translation in dendrites upon homeostatic synaptic scaling may involve miRNAs. Using bioinformatics, qRT-PCR and luciferase reporter assays, we identified several brain-specific miRNAs including miR-92a, targeting the 3’UTR of GluA1 mRNA. Immunostaining of AMPA receptors and recordings of miniature AMPA currents in primary neurons showed that miR-92a selectively regulates the synaptic incorporation of new GluA1-containing AMPA receptors during activity blockade.Pain is a very common symptom associated with cancer and is still a challenge for clinicians due to the lack of specific and effective treatments. This reflects the crucial lack of knowledge regarding the molecular mechanisms responsible for cancer-related pain. Combining miRNA and mRNA screenings we were able to identify a regulatory pathway involving the nervous system-enriched miRNA, miR-124. Thus, miR-124 downregulation was associated with an upregulation of its predicted targets, Calpain 1, Synaptopodin and Tropomyosin 4 in a cancer-pain model in mice. All these targets have been previously identified as key proteins for the synapse function and plasticity. Clinical pertinence of this finding was assessed by the screening of cerebrospinal fluid from cancer patient suffering from pain who presented also a downregulation of miR-124, strongly suggesting miR-124 as a therapeutic target. In vitro experiments confirmed that miR-124 exerts a multi-target inhibition on Calpain 1, Synaptopodin and Tropomyosin 4. In addition, intrathecal injection of miR-124 was able to normalize the Synaptopodin expression and to alleviate the initial phase of cancer pain in mice

Les microARNs (miARNs), petits ARNs non codants, sont des fins régulateurs de l’expression des gènes. Les miARNs jouent des rôles essentiels dans les processus biologiques physiologiques mais aussi pathologiques. Cependant, leurs rôles durant l’ovogenèse chez les vertébrés demeurent peu documentés. D’une manière similaire aux gènes ovocytes-spécifiques, nous avons proposé l’hypothèse que les miARNs ovaire-prédominants joueraient des rôles essentiels durant l’ovogenèse et/ou le développement embryonnaire précoce. L’objectif de ma thèse était, dans un premier temps, d’identifier les miARNs ovaire-prédominants chez le médaka (Oryzias latipes). Ensuite, dans un deuxième temps, de caractériser le rôle de MiR202, un miARN gonades-prédominant chez les vertébrés. Par une analyse transcriptionnelle à grande échelle, nous avons identifié 66 miARNs ovaire-prédominants chez le médaka, qui, pour la plupart, n’ont jamais été identifiés ni chez le poisson ni dans l’ovaire. Neuf d’entre eux ont été validés par PCRq. Parmi ces derniers, 3 miARNs (MiR4785, MiR6352 et MiR729) présentent une expression ovarienne stricte. De plus, nous avons mis en évidence une isoforme de MiR202 qui est ovaire-prédominante. L’analyse de l’expression de MiR202 durant l’ovogenèse et le développement embryonnaire a montré une expression de ce dernier durant tous les stades de l’ovogenèse. Cependant, il n’est détecté que durant les premiers stades de développement embryonnaire, précédent l’activation du génome zygotique, en cohérence avec un potentiel effet maternel. Afin de caractériser la fonction de MiR202, nous avons réalisé une inactivation fonctionnelle de ce dernier chez le médaka par le système CRISPR/Cas9. La déplétion de mir202 a causé une baisse de fécondité et un arrêt du développement avant le stade une cellule. Une analyse transcriptionnelle globale des ovaires mir202-/-, nous a permis d’identifier plusieurs gènes modulés par MiR202. Parmi eux, six3, cible potentielle de MiR202, semble réguler plusieurs gènes essentiels durant l’ovogenèse ou le développement embryonnaire. Ces travaux nous ont permis d’identifier plusieurs miARNs ovaire-prédominants. Parmi eux, nous avons montré que MiR202 joue un rôle essentiel durant l’ovogenèse et sa contribution en tant que gène à effet maternel est indispensable au développement embryonnaire précoce chez le médaka
MicroRNAs (miRNAs) are small non-codant RNAs that emerged as key regulators of gene expression. MiRNAs play important roles in both normal physiological and pathological pathways in many organisms. The involvement of miRNAs in vertebrate oogenesis remains however poorly documented. Based on the assumption that ovarian-specific or ovarian-predominant genes usually play important roles in oogenesis or early development in vertebrates, we searched for ovarian-predominant miRNAs in the medaka (Oryzias latipes) ovary, in one hand. In another hand, we studied the function of MiR202, a gonadal predominant miRNA in vertebrates. Using genome-wide expression analysis, we identify 66 miRNAs predominantly expressed in the ovary, most of them have never been described neither in fish nor in ovaries. Nine were validated by QPCR. Among them, 3 miRNAs exhibit a strict ovarian expression (MiR4785, MiR6352 and MiR729). Further, we identify a novel miR202 isomiR that exhibits an ovarian predominant expression. MiR202 expression analyses during oogenesis and early embryonic development revealed an expression in all oogenesis stages. However, it was only detected in early developmental stages before onset of zygotic genome activation (ZGA), suggesting that this MiR202 is maternally inherited in medaka. To decipher MiR202 function, CRISPR/Cas9 system was used to functionally inactivate this miRNA in medaka. Mir202 depletion causes a reduced fecundity and an early embryonic developmental arrest. Global gene expression profiling of mir202-/- ovaries revealed that many genes are regulated by MiR202. Among them, six3, that could be a putative target of MiR202, seems to be involved in the regulation pathway of many genes that are essential in oogenesis and embryonic development. During my PhD, we identify many ovarian-predominant miRNAs. Among them, we showed that MiR202 plays an essential role during oogenesis and plays a key role during early embryonic development as a maternal effect gene

Les plaquettes jouent un rôle majeur dans le maintien de l’hémostase, ainsi que dans les phénomènes de thrombose et d’occlusion vasculaire. Elles ne contiennent pas d’ADN génomique, mais recèlent néanmoins un transcriptome complexe. Bien que les ARN messagers (ARNm) plaquettaires peuvent être traduits de novo, notamment en réponse aux stimuli physiologiques, les mécanismes contrôlant cette synthèse demeurent obscurs. Notre équipe a démontré que les plaquettes humaines contiennent une quantité abondante et diversifiée de microARN, suggérant leur implication dans le contrôle de la traduction des ARNm plaquettaires. Suite à une stimulation, les plaquettes libèrent des microparticules (MP), qui permettent de véhiculer des signaux biologiques, dont du matériel génétique, à des cellules réceptrices. L’implication des microARN plaquettaires dans la communication intercellulaire via les MP reste à être approfondie. Mes travaux de doctorat, portant sur l'étude des complexes ribonucléoprotéiques au sein des plaquettes, ont montré l’implication des microARN et de la protéine T-cell-restricted intracellular antigen-1 (TIA-1) dans la reconnaissance et la régulation des ARNm plaquettaires, apportant ainsi de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de la synthèse protéique de novo suite à l’activation des plaquettes. De plus, l’étude de la communication intercellulaire entre les plaquettes et les macrophages a permis de montrer que les MP plaquettaires (i) livrent des microARN aptes à réguler l’expression d’ARNm endogènes chez les cellules réceptrices, et (ii) reprogramment les fonctions primaires des macrophages, laissant entrevoir de nombreuses implications physiologiques. Les résultats de ma thèse suggèrent que les microARN plaquettaires contribuent au maintien de l’hémostase, en participant à la régulation de la synthèse protéique des plaquettes et en modulant l’expression génique des cellules environnantes. L’étude de la fonction des microARN plaquettaires a permis de mettre en relief la complexité de la régulation de l’hémostase et du système circulatoire.
Platelets play an important role in hemostasis, as well as in thrombosis and coagulation processes. Lacking genomic DNA, they nevertheless harbor a complex transcriptome. Although platelet messenger RNAs (mRNAs) can be used for de novo protein synthesis, especially in response to physiological stimuli, mechanisms controlling this synthesis remain unclear. Our team demonstrated that human platelets contain an abundant and diverse array of microRNAs, suggesting their involvement in the control of platelet mRNA translation. Following stimulation, platelets release microparticles (MPs) that convey biological signals and genetic material to recipient cells. The involvement of platelet microRNAs in the intercellular communication via MPs remained incompletely understood. The study of microRNA-containing ribonucleoprotein complexes inside platelets revealed the involvement of microRNAs and of the protein T-cell-restricted intracellular antigen-1 (TIA-1) in the recognition and regulation of platelets mRNAs, thereby improving our understanding of the molecular mechanisms regulating de novo protein synthesis upon platelet activation. Moreover, the study of intercellular communication between platelets and macrophages demonstrated that platelet MPs could (i) deliver functional microRNAs capable to regulate endogenous mRNA expression in recipient cells, and (ii) reprogram primary functions of macrophages, suggesting numerous physiological effects. My thesis results suggest that platelet microRNAs contribute to maintain the hemostatic balance, in regulating the synthesis of essential proteins and by modulating gene expression of surrounding cells. The study of platelet microRNA functions underscores the complexity of the regulatory processes of hemostasis and of the circulatory system.

La littérature indique que les miARN sont régulés à plusieurs niveaux de leur biogenèse et de leur activité. Cependant, il existe très peu d’information concernant la régulation de la stabilité des miARN. Le projet de thèse a consisté à étudier la dégradation spécifique d’un miRNA cellulaire (miR-27) induite par un transcrit viral (m169) au cours de l’infection par le cytomégalovirus murin (MCMV). Ce miARN est déstabilisé par un mécanisme moléculaire appelé ‘target-RNA directed miRNA degradation’ (TDMD). En suivant deux grands axes de recherche j’ai entrepris : premièrement l’étude et la caractérisation des déterminants moléculaires et des facteurs cellulaires impliqués dans le mécanisme de TDMD ; puis dans un second temps, la mise en place d’une approche protéomique permettant l’identification des partenaires de la protéine AGO2 potentiellement impliqué dans le TDMD dans des cellules infectées ou non par le MCMV
Several regulatory mechanisms have been uncovered at every level of the biogenesis and the activity of miRNAs. However, there is less information about the regulation of the stability of miRNAs. The PhD project entailed the study of a process, which specifically enables the degradation of a cellular miRNA (miR-27) induced by a viral transcript (m169) during an infection by the mouse cytomegalovirus (MCMV). This miRNA is destabilized by a process called ‘target-RNA directed miRNA degradation’ (TDMD). I first undertook the study and the characterization of the molecular determinants and the cellular factors implicated in TDMD. Moreover, I started to set up a protocol in order to identify AGO2 partners of viral or host origin during MCMV infection, which would potentially be implicated in TDMD

Depuis la découverte fondatrice de la présence de cellules souches neurales (NSCs) multipotentes dans le cerveau des mammifères adultes, plusieurs études ont révélé l'importance de ces cellules pour le maintien de l'homéostasie du cerveau. Notamment, des perturbations dans l'équilibre des NSCs ont été associées au vieillissement et à diverses pathologies neurologiques, ce qui suscite un intérêt croissant pour ces cellules. Les NSCs résident dans des zones germinatives restreintes; dans le rongeur adulte les NSCs sont localisées principalement dans deux niches neurogéniques bien établies dans le télencéphale, ce qui contraste avec la situation chez le poisson zèbre adulte où des niches de NSCs actives ont été identifiées dans tout le cerveau, y compris dans le télencéphale dorsal (pallium). Aussi bien chez les rongeurs que le poisson zèbre, les NSCs adultes présentent les deux propriétés fondamentales des cellules souches: elles sont multipotentes, c’est-à-dire capables de générer de nouveaux neurones et cellules gliales, et ont la capacité d'auto-renouvellement à long terme, permettant leur maintien au long de la vie adulte. A la différence des progéniteurs neuronaux embryonnaires (NPCs), une caractéristique de ces NSCs adultes est qu’elles résident la plupart du temps dans un état d’arrêt réversible du cycle cellulaire appelé quiescence. Cet état, activement maintenu, est censé protéger la réserve de NSCs d’un épuisement prématuré, d’où l'importance de déchiffrer les mécanismes moléculaires de régulation de l’équilibre entre la quiescence et l’activation de ces cellules vers la neurogenèse.Les microARNs constituent une classe de petits ARN régulateurs, qui jouent un rôle crucial dans le contrôle d’états cellulaires et des transitions entre ces états. Ils sont capables de réagir rapidement à des signaux à la fois intra- et extracellulaires, qui peuvent moduler aussi bien leur niveau d’expression que leur impact fonctionnel, leur donnant ainsi la capacité de coordonner diverses signaux pour induire des transitions d'état cellulaire. Un microARN en particulier, miR-9, a été montré comme jouant un rôle clé et conservé au cours de la neurogenèse embryonnaire. L'objectif principal de cette étude était d'étudier, pour la première fois, un rôle potentiel de miR-9 dans le contrôle des NSCs, dans un contexte physiologique dans lequel la majorité des NSCs sont quiescentes - le pallium adulte du poisson zèbre. Nous avons constaté que miR-9 est exclusivement exprimé dans une sous-partie des NSCs, met vraisemblablement en évidence un « sous-état » de quiescence. De plus, nous avons pu montrer que miR-9 ancre les NSCs dans un état de quiescence, en partie via le maintien d’un niveau élevé d’activation de la voie de signalisation Notch. De façon surprenante, nous avons également identifié une modification de la localisation subcellulaire de miR-9 au cours du temps: alors que miR-9 est localisé dans le cytoplasme de tous les NPCs chez l’embryon ou le juvenile, chez le poisson adulte miR-9 est localisé dans le noyau des NSCs en quiescence. En outre, la localisation nucléaire de miR-9 dans ces NSCs quiescentes est fortement corrélée avec la localisation nucléaire des protéines effectrices des microARNs, les protéines Argonaute (Agos), ce qui suggère un rôle fonctionnel de miR-9 dans le noyau. De fait, l'élucidation du mécanisme de transport nucléo-cytoplasmique de miR-9/Agos nous a permis de manipuler leur localisation, et d’observer un impact de cette localisation sur l’état de quiescence vs activation des NSCs. L’ensemble des résultats de cette étude identifient ainsi miR-9 comme un régulateur essentiel de la quiescence des NSCs, fournissent pour la première fois un marqueur moléculaire d’un sous-état de quiescence spécifique du cerveau adulte et suggèrent l'implication d'un mécanisme inédit de régulation par les microARNs dans le maintien de l'homéostasie des réserves de NSCs
Since the seminal discovery of multipotent neural stem cells (NSCs) in the adult mammalian brain, multiple studies have unravelled the importance of these cells for maintaining brain homeostasis. Notably, disturbances in NSC equilibrium have been linked to physiological aging and various neurological pathologies thus sparkling interest in harnessing them for use in regenerative medicine. NSCs reside in distinct germinal zones; in the adult rodent brain NSCs are found mainly in two well-established neurogenic niches in the telencephalon which contrasts with the situation in the adult zebrafish where NSC niches are widespread throughout the brain, including in the dorsal telencephalon or pallium. In both the rodent and zebrafish brains, adult NSCs display fundamental stem cell properties: they are multipotent, e.g. capable of generating new neurons and glia throughout adult life, and have the capacity for long-term self-renewal. Similar to stem cells in other adult tissues, and in contrast to embryonic neural progenitors, a hallmark of these adult NSCs is their relative proliferative quiescence. Quiescence is an actively maintained, reversible state of cell-cycle arrest and generally thought to protect against exhaustion of the stem cell pool. In line with this, disrupting the balance between quiescent and activated NSCs leads to a premature depletion or permanent cell-cycle exit of these cells highlighting the importance of fully deciphering the mechanisms regulating this equilibrium. microRNAs, a major class of small pleiotropic regulatory RNAs, play crucial roles in reinforcing developmental and transitional states. They are capable of reacting to environmental cues, both cell-intrinsic and -extrinsic, with varying outputs such as changing their regulatory functions and expression levels, thus enabling them to coordinating diverse cues to induce cell-state transitions. One microRNA in particular, miR-9, is a highly conserved master regulator of embryonic neurogenesis and in the embryonic zebrafish brain, it establishes a primed neural progenitor state enabling them to quickly respond to cues to differentiate or proliferate. The primary goal of this study was to investigate, for the first time, a potential role for miR-9 in influencing NSC state in a physiological context in which the majority of NSCs are quiescent – the adult zebrafish pallium. We found that miR-9 is exclusively expressed in quiescent NSCs and highlights a “sub-state” within quiescence. In part by maintaining high levels of Notch signalling, a known quiescence promoting pathway, miR-9 anchors NSCs in the quiescent state. Strikingly, we identified a conserved age-associated change in the subcellular localization of the mature miR-9 from the cytoplasm of all embryonic/juvenile neural progenitors to the nucleus of a subset of quiescent NSCs in the adult brain. Moreover, the nuclear expression of miR-9 in these quiescent NSCs is highly correlated with nuclear localization of the microRNAs effector proteins Argonaute (Agos), suggestive of a functional role for nuclear miR-9. Indeed, the elucidation of the nuclear-cytoplasmic transport mechanism of miR-9/Agos enabled us to manipulate their nuclear to cytoplasmic ratios which directly impacted NSC state. Altogether, these results identify miR-9 as a crucial regulator of NSC quiescence, provide for the first time a molecular marker for an age-associated sub-state of quiescence and suggest the involvement of a novel and unconventional microRNA-mediated mechanism to maintain homeostasis of NSC pools

L’inhibition, par p16INK4a, de la progression du cycle cellulaire est considérée comme liée à un arrêt de la progression en phase G1 du à l’inhibition de l’activité de CDK4/6. Nous montrons que l’expression ectopique de p16INK4a dans trois lignées cellulaires malignes, p16-/- et pRb+/+, issues de tissus différents, provoque un allongement de la durée de la phase S et du cycle cellulaire total. L’ensemble de nos travaux sur p16INK4a sauvage et son mutant p16G101W indique que p16INK4a induit un allongement de la phase S i) indépendamment de l’origine tissulaire des cellules analysées et ii) en partie lié aux conséquences de l’inhibition de l’activité de CDK4/6 et peut-être des MAP-kinases. Dans sa localisation nucléaire, p16INK4a interviendrait dans la régulation du cycle cellulaire indépendamment de sa liaison à CDK4. L’expression de CDK1 est inhibée par p16INK4a dans les trois lignées analysées. Dans les cellules MCF7 et U87, cette inhibition est post-transcriptionnelle, médiée par la région 3’non traduite de l’ARNm de CDK1, et est associée à une modification de l’équilibre d’expression, tissu-spécifique, des microARN régulant potentiellement CDK1. Nous démontrons que CDK1 est une cible de miR- 410 et miR-650 induits par p16INK4a et le rôle de l’inhibition de la voie pRb/E2F par p16INK4a dans l’induction de miR-410. Ainsi, p16INK4a régule l’expression des gènes à différents niveaux en modifiant l’équilibre fonctionnel des facteurs de transcription et, en conséquence, des miARN
The inhibition of cell cycle progression by p16INK4a, have been considered to result from arrest in G1 phase due to inhibition of CDK4/6 activity. We show that ectopic expression of p16INK4a in three human malignant cell lines, p16-/- and pRb +/ +, derived from different tissues, led to an increase in the length of S phase and of the entire cell cycle. Our studies using wild-type p16INK4a and p16G101W mutant indicated that p16INK4a induces a lengthening of S phase i) independently of tissue origins and ii) partly linked to the inhibition of CDK4/6 activity and possibly MAP-kinases. In the nucleus, p16INK4a may intervene in regulating the cell cycle independently of binding to CDK4. The expression of CDK1 is inhibited by p16INK4a in three cell lines analyzed. In MCF7 and U87cells, this inhibition is post-transcriptional, mediated by the 3' non translated region of CDK1 mRNA, and is associated with changes in the balance of the expression of microRNAs, which regulate potentially CDK1. We demonstrate that CDK1 is a target of miR-410 and miR-650, both induced by p16INK4a and the role of the inhibition of pRb/E2F pathway by p16INK4a in the induction of miR-410. Thus, p16INK4a regulates gene expression at different levels by modifying the functional balance of transcription factors and, consequently, the microRNAs

Les pathologies ischémiques constituent l’une des principales causes de mortalité dans le monde. En situation ischémique, afin d’éviter une nécrose tissulaire, la stimulation de l’angiogenèse est permise par la synthèse de facteurs pro-angiogéniques comme des chimiokines ou des microARNs (miRs). CXCL12 (SDF-1α), est une chimiokine exprimée par les cellules endothéliales en situation d’ischémie. Le miR-126 (miR-126-3p et miR-126-5p) est impliqué dans l’angiogenèse en accélérant le recrutement de progéniteurs endothéliaux attiréspar CXCL12, en stimulant l’expression de ses récepteurs à la surface des cellules endothéliales. En revanche, le rôle de CXCL12 dans la régulation de l’expression des miR-126 et leur implication dans le processus angiogénique induite par cette dernière demeure inconnue. Durant ma thèse, je me suis intéressé à l’implication des miR-126 et des glycosaminoglycannes (GAGs) dans l’angiogenèse induite par CXCL12.Nos résultats montrent pour la première fois que CXCL12 induit l’expression du miR-126-3p in vitro dans les cellules HUVEC et ex vivo dans des aortes de rats. De plus, le miR-126-3p est nécessaire à la formation de réseaux vasculaires (in vitro et ex vivo) et au processus de migration des HUVEC induite par CXCL12. Par ailleurs, nous montrons que CXCL12 induit une diminution de l’expression protéique de SPRED-1 (une cible connue du miR-126-3p) et cette inhibition stimule de façon plus importante la formation de réseaux vasculaires induite par CXCL12. Enfin, nous montrons que les GAGs sont nécessaires à la formation de réseauxvasculaires (in vitro et ex vivo) induite par CXCL12
Ischemic diseases are one of the leading causes of death in the world. In ischemic tissue, in order to avoid tissue necrosis, angiogenesis is stimulated through pro-angiogenic factors synthesis such as chemokines or microRNAs (miRs). CXCL12 (SDF-1α), is a pro-angiogenic chemokine expressed by endothelial cells in ischemic conditions. miR-126 (miR-126-3p and miR-126-5p) is involved in angiogenesis by accelerating endothelial progenitor’s recruitment induced by CXCL12, by stimulating the expression of its receptors on the endothelial cells surface. On the other hand, the role of CXCL12 in miR-126 regulation and their involvement in angiogenic processes induced by CXCL12 remains unknown. During my thesis, I was interested in the involvement of miR-126 and glycosaminoglycans (GAGs) in CXCL12-induced angiogenesis. Our results showed for the first time that CXCL12 induces miR-126-3p expression in vitro in HUVEC and ex vivo in rat aorta. In addition, miR-126-3p is necessary for the formation of vascular networks (in vitro and ex vivo) and for CXCL12-induced HUVEC migration process. In addition, we showed that CXCL12 induces a decrease of SPRED-1 protein expression (aknown target of miR-126-3p) and this inhibition have stimulated the formation of vascular networks induced by CXCL12 more significantly. Finally, we showed that GAGs are necessary for the formation of vascular networks (in vitro and ex vivo) induced by CXCL12

La leucémie myéloïde chronique (LMC) est une hémopathie maligne causée par l‘apparition du chromosome Philadelphie dans la cellule souche hématopoïétique (CSH), conduisant à l‘expression de la protéine de fusion BCR-ABL1. L‘activité tyrosine kinase dérégulée de cette oncoprotéine provoque l‘activation de plusieurs voies de signalisation critiques dans la leucémogenèse. Si les inhibiteurs de tyrosine kinase (ITK) ciblant BCR-ABL1 représentent des traitements dans l'ensemble très efficaces, plusieurs études montrent que les cellules leucémiques les plus immatures de la moelle osseuse y sont insensibles. Cette thèse propose de compléter les connaissances relatives aux effets de BCR-ABL1 dans la cellule, et plus généralement aux propriétés des CSH de LMC. Notre intérêt s‘est focalisé sur le rôle potentiel des microARN. Dans un premier travail, nous nous sommes intéressés à l‘effet de l‘activité BCR-ABL1 sur le protéome et sur l‘expression des microARN dans la lignée cellulaire K562. Les résultats montrent que BCR-ABL1 régule l'expression d'un microARN fréquemment surexprimé dans les cancers, miR-21. Cet effet dépend du facteur de transcription STAT5, cible bien connue de l'activité kinase de BCR-ABL1. Dans une seconde partie, nous avons montré que dans la moelle osseuse des patients LMC, la fraction cellulaire enrichie en cellules souches (les cellules CD34+CD38low) exprime quatre microARN particuliers: mir-10a, mir-150, miR-155 et miR-146a. Deux de ces microARN (miR-150 et miR-155) sont trouvés spécifiquement dans les cellules des patients, et pas dans celles des individus sains
In chronic myeloid leukemia (CML), the activity of the constitutively active tyrosine kinase BCR-ABL1 drives the activation of the PI3K/AKT, JAK/STAT, and RAS/RAF/MEK/ERK pathways. Among other consequences, activated or inhibited transcription factors induce important modifications of the CML cells gene expression pattern that could impact cell cycle control, apoptosis and genetic instability, leading to the expansion of the oncogene-transformed cells and to the acquisition of potentially harmful de novo mutations. However, indirect BCR-ABL1-dependant regulations might also occur, for instance through the action of microRNAs (miRNAs). Among the ~2000 miRNAs reported in humans, numerous species are up- or down-regulated in various cancer models. In the context of CML however, there is no clear consensus regarding the role of specific miRNAs, despite several studies. The first aim of this thesis was to study the effects of a clinically relevant concentration of imatinib, a tyrosine-kinase inhibitor (TKI) that blocks BCR-ABL1, on the CML cell line K562: both the microRNA expression profile and the cells proteome were analyzed. Using microarray hybridization, RT-qPCR experiments and a functional assay, we identified miR-21 as one of the most significantly down-regulated microRNA in cells that were treated with imatinib. In parallel, a semi-quantitative proteomic approach identified the tumor suppressor programmed cell death protein 4 (PDCD4) as the most over-expressed protein in imatinib-treated cells. We showed that miR-21 can bind to PDCD4 3'UTR and decrease its expression. The STAT5 - miR-21 - PDCD4 pathway was conserved in CML primary CD34+ cells, and to some extent in acute myeloid leukemia (AML) models as well; the known functions of miR-21 and PDCD4 suggest that their regulation by BCR-ABL1 could participate in the antileukemic response triggered by tyrosine kinase inhibitors. In the second part of this manuscript, we was interested in the immature stem cells population that cannot be eliminated by TKI. The underlying mechanisms of this resistance are not fully understood. The TKI-resistant CML stem cells reside in the CD34+/CD38low subpopulation, that can be sorted from the mononuclear cells fraction using FACS. In this project, we propose to describe the microRNA repertoire of the CML CD34+/CD38low cells to highlight the potential role of microRNA in the resistance mechanisms by identifying some of their targets, using bioinformatic and experimental approaches. This combination of miRNome and functional analysis would allow to increase the knowledge of the biology of the TKI-resistant CML stem cells. Our results have shown that the cellular fraction enriched in stem cells (CD34+CD38low) expressed specifically four microRNA: miR-10a, miR-146, miR-150 and miR-155. It is also interested to notice that only two of them, miR-150 and miR-155, are highly expressed in CML-patient CD34+CD38low cells compared to normal cells

Mon travail de thèse s’est focalisé sur l’étude du rôle des miARN comme modulateurs de l’expression des gonadotropines en réponse à un traitement par la GnRH. Dans un premier temps, nous avons étudié les miARN-132 et -212 fortement induits en réponse à la GnRH dans les cellules gonadotropes. Nous démontrons que l’induction de la production de FSH par la GnRH est dépendante de l’activation des miR-132/212 dans les cellules hypophysaires de rat et dans la lignée cellulaire gonadotrope LβT2. Nous montrons à l’aide de cette lignée que l’élévation de miR-132/212 inhibe l’expression de la lysine déacétylase SIRT1, favorisant ainsi l’acétylation inhibitrice d’un répresseur transcriptionnel de la FSH, conduisant donc à l’activation de l’expression de la FSH (Lannes et al, 2015). J’ai ensuite étudié l’action d’un miARN fortement inhibé en réponse à la GnRH, miR-125b. Nous démontrons que miR-125b bloque la signalisation Gαq/11 en réprimant plusieurs effecteurs de cette voie, sans réguler la voie Gαs. Lors de l'exposition à la GnRH, miR-125b est inactivé par transfert d’un groupement méthyle par l’ARN méthyltransférase NSun2, activée par phosphorylation Gαs/PKA-dépendante. Nous observons que l’induction demiR-132 et de la phosphatase PP1α en réponse à la GnRH dépend de la voie Gαq/11 et est induite par l’inactivation de miR-125b. Nous démontrons que NSun2 est une cible de miR-132 et que la phosphorylation de NSun2 est supprimée par la phosphatase PP1α. Des analyses cinétiques nous ont permis de décrypter le mécanisme de désensibilisation à la stimulation GnRH. Lors de la phase d’induction par la GnRH, l’activation de la voie Gαs/PKA inactive miR-125b permettant une levée d’inhibition de la voie Gαq/11 et par là, l’induction des gènes des gonadotropines, de miR-132 et PP1α. L’activation de ces derniers contribue à l’inactivation de NSun2 et à un retour de miR-125b à son état d'équilibre permettant de nouveau l’inhibition de la voie Gαq/11 et donc de l’expression des gonadotropines (Lannes et al, 2016). Notre étude montre pour la première fois le rôle crucial d’une boucle de régulation entre deux miARN dans le mécanisme de la désensibilisation de la réponse à la GnRH. Le caractère ubiquitaire des acteurs de cette boucle de régulation laisse penser qu’elle pourrait jouer un rôle plus général. Les travaux complémentaires effectués montrent que la GnRH induit la sécrétion de plusieurs miARN. In vitro, nous avons démontré que la GnRH provoque une libération calcium-dépendante de miR-125b et de miR-132 dans le milieu extracellulaire par les cellules gonadotropes. In vivo, nous mettons en évidence chez la rate et la femme, une augmentation sérique des miARN-125b et -132 au moment de la décharge ovulante de LH induite par la GnRH. Ces résultats suggèrent que la cellule gonadotrope hypophysaire est capable d’émettre un message original, sous la forme de miARN, dans la circulation sanguine. Mes travaux de thèse éclairent le rôle clé joué par les miARN dans la réponse de la cellule gonadotrope à la stimulation prolongée à la GnRH. Ils mettent en évidence l’effet bloquant d’un seul miARN, miR-125b sur la signalisation liée à la protéine Gαq/11, une voie activée par nombre de récepteurs. Ils révèlent l’existence d’une boucle de régulation responsable de la désensibilisation à la GnRH mais qui pourrait être plus largement répandue. Enfin, la sécrétion des miARN dans la circulation sanguine induite par la GnRH que nous mettons en évidence pour la première fois ouvre des perspectives particulièrement intéressantes sur la nature du signal généré par les cellules gonadotropes et permet d’envisager l’existence de nouveaux tissus cibles
GnRH is a hypothalamic neurohormone that stimulates synthesis and release of the pituitary gonadotropins, LH and FSH. Mammalian GnRH receptor lacks a C-terminal tail and is thus not submitted to homologous desensitization. Desensitization of gonadotrope cells to sustained exposure to GnRH relies on post-receptor mechanisms operating at different levels of the Gαq/11-mediated signalling pathway. GnRH was shown to modulate the expression of microRNAs (miRNAs), a new class of signalling regulators composed of small single-stranded RNAs that regulate gene expression at a post-transcriptional level. The purpose of my PhD thesis was to investigate the role of miRNAs in contributing to the regulation of gonadotrope cells by GnRH and notably to its desensitization effect. I first demonstrated that a GnRH-induced rise in miR-132 and miR-212 in rat primary pituitary culture cells and in the LβT2 murine gonadotrope cell line was necessary for efficient stimulation of FSH production. We then showed that the miR-132/212-mediated action of GnRH involved a posttranscriptional decrease of SIRT1, a lysine deacetylase. The lower level of SIRT1 allowed an increase in the acetylated form of FOXO1, a transcriptional repressor of Fshb, leading to its exit from the nucleus and to an increase in FSH expression (Lannes et al, 2015). Then, I focussed on the involvement of miR-125b, a miRNA that was strongly inhibited in response to GnRH. We showed that miR-125b blocked the Gαq/11 signalling pathway, through the repression of several effectors of this pathway, without affecting the Gαs signalling pathway. Upon exposure to GnRH, miR-125b was inactivated by methylation on adenosine by the NSun2 RNA methyltransferase. This later enzyme was activated by a Gαs/PKA-dependent phosphorylation. We observed that the induction of miR-132 and PP1α phosphatase in response to GnRH depends on a Gαq/11 activation allowed by the inactivation of miR-125b. We demonstrated that NSun2 is a target of miR-132 and that phosphorylation of NSun2 is suppressed by PP1α. Kinetic analyses enabled us to decipher the desensitization mechanism to GnRH stimulation. During the induction phase, the Gαs/PKA activation led to lower miR-125b levels, allowing Gαq/11 signalling and hence, transcriptional activation of gonadotropins genes. Co-activation of miR-132 and PP1α contributed to the inactivation of NSun2 and a return of miR-125b back to its equilibrium state leading to Gαq/11 signalling inhibition and therefore, to the arrest of gonadotropins expression (Lannes et al, 2016). Our study shows for the first time the crucial role of a miRNAs regulatory loop in the GnRH-induced mechanism of desensitization. The ubiquitous nature of the actors of this regulatory loop suggests that it may play a more general role. Additional works carried out showed that GnRH induces the secretion of several miRNAs. In vitro, we demonstrated that the GnRH causes a calcium-dependent release of miR-125b and miR-132 in the extracellular medium by the gonadotrope cells. In vivo, we highlighted a miRNA-125b and -132 increase in serum at the time of the ovulating LH surge induced by GnRH in rats and women. These results suggest that the pituitary gonadotropic cell is capable of transmitting an original message in the form of miRNA, into the bloodstream. My PhD work unravels the key role played by miRNAs in the gonadotrope cells response to GnRH-sustained stimulation. They highlight the blocking effect of a single miRNA, miR-125b on the Gαq/11 signalling, a pathway activated by many other membrane receptors. They indicate the existence of a regulation loop responsible for the desensitization to GnRH but which could be more widespread. Finally, the secretion of miRNAs in blood flow induced by the GnRH that we show for the first time opens up particularly interesting perspectives on the nature of the signal generated by the gonadotrope cells and allows to consider the existence of new target tissues

Contexte : l'adénocarcinome pancréatique (PDAC) est un cancer mortel dontle pronostic est extrêmement sombre. La mucine membranaire MUC4 estnéoexprimée dans les lésions néoplasiques pancréatiques précoces et est associéeà la progression du PDAC et à la chimiorésistance. Dans les cancers, les microARNs(miARNs, petits ARNs non codants) sont des régulateurs cruciaux de lacancérogenèse, de la réponse aux chimiothérapies et même des processusmétastatiques. Dans cette étude, nous avons voulu caractériser les miARNs activésen aval de la signalisation associée à MUC4 dans l'adénocarcinome pancréatique et de mettre en évidence leurs rôles dans la cancérogenèse pancréatique et la résistance aux chimiothérapies.Méthodes : Afin d’identifier les miARNs potentiellement régulés par MUC4, unmiRnome a été réalisé sur les cellules cancéreuses invalidées pour MUC4 (MUC4-KD) et leurs contrôles Mock. Nous avons sélectionné, pour cette étude, le miR-210-3p qui est sous exprimé suite à l’invalidation de MUC4. Nous avons ensuite vouludéterminer ses rôles biologiques dans les PDACs. Le niveau d'expression de miR-210-3p a été analysé par RT-qPCR dans des lignées cellulaires cancéreuses pancréatiques (PANC89, PANC89 Mock et MUC4-KD, PANC-1 et MiaPACA-2), ainsi que dans des tissus de souris et de patients. La régulation réciproque entre MUC4 etmiR-210-3p a été étudiée par des tests fonctionnels tels que des mesures d’activité luciférase et des expériences d'immuno-précipitation de la chromatine. Des lignées cellulaires exprimant stablement le miR-210-3p ou un anti-miR-210-3p ont été établies en utilisant la technologie Crispr/Cas9 ou la transduction lentivirale. Nous avons évalué l'activité biologique de miR-210-3p in vitro en mesurant la prolifération et la migration cellulaire et in vivo en mesurant la croissance tumorale après xénogreffe sous-cutanée des cellules Capan-1 LV-miR-210-3p. Enfin, nous avons évalué l’effet de miR-210-3p sur la réponse aux chimiothérapies gemcitabine et FOLFIRINOX par la réalisation de tests MTT.Résultats : L’invalidation de MUC4 induit une baisse significative de l’expression de miR-210-3p dans les cellules cancéreuses pancréatiques PANC89MUC4-KD. Le miR-210-3p est surexprimé dans les PDACs et son expression est corrélée à l'expression de MUC4 dans les cellules cancéreuses pancréatiques, dans des échantillons de tissus PDAC humains, ainsi que dans des tissus murins du modèle préclinique Pdx1-Cre ; LstopL-KrasG12D développant des lésions PanINs.MUC4 active transcriptionnellement l’expression de miR-210-3p via l’altération de la voie de signalisation NF-κB. Des expériences d'immunoprécipitation de la chromatine ont montré la liaison de la sous-unité p50 de NF-κB sur les régions promotrices dumiR-210-3p. Nous avons mis en évidence une régulation réciproque puisque le miR-210-3p réprime l'expression de MUC4 transcriptionnellemment via l’inhibition de la voie du TGF-β SMAD dépendante et post-transcriptionnellement via le 3’UTR. La surexpression transitoire et stable de miR-210-3p dans les cellules PANC89, PANC-1 et MIA PaCa-2 conduit à une baisse significative de la prolifération et de la migration cellulaire. En revanche l’anti-miR-210-3p induit les effets inverses. Enfin,nous avons montré que le miR-210-3p inhibe la croissance et la prolifération des tumeurs pancréatiques in vivo. Nos résultats préliminaires suggèrent également un rôle de miR-210-3p dans la réponse aux chimiothérapies.Conclusion : Nous avons mis en évidence pour la première fois l’existence d’une boucle de régulation entre une mucine et un miARN [...]
Background: Pancreatic adenocarcinoma (PDAC) is a deadly cancer with anextremely poor prognosis. MUC4 membrane-bound mucin is neoexpressed in earlypancreatic neoplastic lesions and is associated with PDAC progression andchemoresistance. In cancers, miRNA (small noncoding RNAs) are crucial regulatorsof carcinogenesis, chemotherapy response and even metastatic processes. In thisstudy, we aimed at identifying and characterizing miRNAs activated downstream ofMUC4-associated signaling in pancreatic adenocarcinoma. MiRnome analysiscomparing MUC4-KD versus Mock cancer cells showed that MUC4 inhibitionimpaired miR-210-3p expression. Therefore, we aimed to better understand themiR-210-3p biological roles.Methods: miR-210-3p expression level was analyzed by RT-qPCR in PDACderivedcell lines (PANC89 Mock and MUC4-KD, PANC-1 and MiaPACA-2), as wellas in mice’s and patients’ tissues. The MUC4-miR-210-3p regulation wasinvestigated using luciferase reporter construct and chromatin immunoprecipitationexperiments. Stable cell lines expressing miR-210-3p or anti-miR-210-3p wereestablished using Crispr/Cas9 technology or lentiviral transduction. We evaluated thebiological activity of miR-210-3p in vitro by measuring cell proliferation and migrationand in vivo using a model of subcutaneous xenograft.Results: miR-210-3p expression is correlated with MUC4 expression inPDAC-derived cells and human samples, and in pancreatic PanIN lesions of Pdx1-Cre; LstopL-KrasG12D mice. MUC4 enhances miR-210-3p expression levels viaalteration of the NF-κB signaling pathway. Chromatin immunoprecipitationexperiments showed p50 NF-κB subunit binding on miR-210-3p promoter regions.We established a reciprocal regulation since miR-210-3p repressed MUC4expression via its 3′-UTR. MiR-210-3p transient transfection of PANC89, PANC-1and MiaPACA-2 cells led to a decrease in cell proliferation and migration. Thesebiological effects were validated in cells overexpressing or knocked-down for miR-210-3p. Finally, we showed that miR-210-3p inhibits pancreatic tumor growth andproliferation in vivo.Conclusion: We identified a MUC4-miR-210-3p negative feedback loop inearly-onset PDAC, but also revealed new functions of miR-210-3p in both in vitro andin vivo proliferation and migration of pancreatic cancer cells, suggesting a complexbalance between MUC4 pro-oncogenic roles and miR-210-3p anti-tumoral effects

La dysautonomie familiale (FD) est une neuropathie causée par une mutation du gène IKBKAP induisant un épissage alternatif du pré-ARNm et une déficience de la protéine IKAP/hELP1. La compréhension des mécanismes moléculaires à l'origine de la spécificité tissulaire et le développement de thérapies curatives nous ont amené à identifier une signature des microARN caractéristique de la FD reliée au facteur d'épissage neurone-spécifique NOVA1, à partir de cellules souches olfactives humaines ecto-mésenchymateuses d'individus sains ou de patients FD. De plus, nous avons identifié le protéasome 26S comme étant suractivé chez les patients et dont le blocage corrige l'épissage aberrant du pré-ARNm d'IKBKAP tout en augmentant l’expression d’IKAP/hELP1. Ainsi, l'ensemble de ce travail apporte des perspectives de recherche novatrices pour de nombreuses pathologies neurodégénératives.Nous avons mené un projet de recherche secondaire concernant l’identification de biomarqueurs sanguins pour une maladie très fréquente, la dépression. Nous avons conduit une étude translationnelle à l'aide d'un modèle animal de stress chronique (UCMS) et identifié des signatures transcriptionnelles communes entre le sang et deux régions cérébrales, le gyrus cingulaire et le gyrus dentelé. Plusieurs biomarqueurs candidats ont été validés sur des échantillons sanguins chez la Souris et l'Homme, avec une corrélation entre la variation d'expression d'ACSL1, RALGPS1 et MPP1 et l'évolution du score clinique des patients. En conclusion, ce travail identifie de nouveaux biomarqueurs potentiels de la dépression et renforce la légitimité d'analyser des tissus périphériques dans le cadre d'une pathologie mentale
Familial dysautonomia (FD) is a neuropathy caused by a mutation in the IKBKAP gene inducing an alternative pre-mRNA splicing and a deficiency of the protein IKAP/hELP1. The understanding of molecular mechanisms underlying tissue specificity and the development of curative therapies led us to identify a particular microRNA signature in FD associated to the neuron-spécific splicing factor NOVA1, from human olfactory ecto-mesenchymal stem cells of control individuals and FD patients. Moreover, we identified the 26S proteasome as being overactived in patients and whose inhibition corrects aberrant IKBKAP pre-mRNA splicing concomitantly to an increase of IKAP/hELP1 expression level. Taken together, these results bring innovative research perspectives for many neurodegenerative diseases.We conducted a secondary project concerning the identification of blood biomarker for a very prevalent disease, major depression. We conducted a translational study using animal model of chronic stress (UCMS) and identified common transcriptional signatures between blood and two brain regions, cingulate gyrus and dentate gyrus. Several candidate biomarkers were validated as similarly dysregulated in blood of mice and men, with correlation of expression variation of ACSL1, RALGPS1 and MPP1 in relation to clinical score evolution. In conclusion, this work identifies new potential biomarkers for depression and reinforces the legitimacy to analyze peripheral tissues in the context of mental disorders

L’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est caractérisée par l’obstruction des artères pulmonaires, principalement due au phénotype pro-prolifératif/anti-apoptotique des cellules musculaires lisses de la paroi des artères pulmonaires (CMLAP). L’augmentation progressive des résistances vasculaires pulmonaires aboutit à une élévation de la pression pulmonaire qui va induire rapidement une insuffisance cardiaque droite et conduire au décès des patients à moyen terme. Plusieurs études ont démontré l’implication du facteur de transcription NFAT (nuclear factor of activated T cell) dans le maintien du phénotype pro-prolifératif/anti-apoptotique des CMLAP-HTAP. Cependant les voies de signalisation responsables de l’activation constitutive d’NFAT restent peu connues. Durant mon doctorat, j’ai étudié les mécanismes responsables de l’activation d’NFAT dans l’HTAP. Nous nous sommes intéressés au rôle des microARN et notamment à miR-204. Ainsi, les facteurs circulants augmentés dans HTAP, diminue l’expression de miR-204 via l’activation du facteur de transcription STAT3. Par un mécanisme de rétro-action positive, la diminution de miR-204 induit une suractivation de STAT3 aboutissant au phénotype pathologique. Ainsi, l’augmentation exogène de miR-204 permettrait de soigner l’HTAP in vitro et in vivo. Nous avons montré que miR-204 va également moduler l’expression de Runx2, facteur de transcription connu pour être impliqué dans la calcification. Dans les CMLAP-HTAP, la diminution de miR-204 est associée à une augmentation de l’expression de Runx2, connu comme un régulateur positif de l’activation du facteur de transcription HIF-1 impliqué dans l’HTAP. Ainsi la modulation de miR-204 affecte la prolifération et l’apoptose des CMLAP-HTAP par plusieurs axes de signalisation. Enfin, nous avons démontré l’implication du facteur de transcription Krüppel Like Factor 5 (KLF5) dans l’HTAP. La surexpression de KLF5 dans l’HTAP est secondaire à l’activation de STAT3, tandis que son inhibition diminue la prolifération et favorise l’apoptose des CMLAP-HTAP. In vivo, l’administration de siKLF5 renverse l’HTAP en diminuant les pressions pulmonaires, l’hypertrophie ventriculaire droite, la prolifération et augmentant l’apoptose des CMLAP des artères pulmonaires distales. Finalement, j’ai étudié différents aspects du développement de l’HTAP et notamment de l’activation de l’axe STAT3/NFAT. Nous avons pu mettre en évidence que cibler cette voie de signalisation par différents moyens (mimic miR-204, siRunx2, siSTAT3, siKLF5) semble une bonne stratégie pour traiter l’HTAP. Mots clés : l’hypertension artérielle pulmonaire, thérapeutique, prolifération, apoptose, microARN, facteur de transcription, réparation à l’ADN.
Pulmonary arterial hypertension (PAH) is characterized by the obstruction of the pulmonary arteries, mainly due to the pro-proliferative and anti-apoptotic phenotype of the pulmonary artery smooth muscle cells (PASMC). The progressive increase of pulmonary vascular resistance first leads to an increase of pulmonary pressure and then leads to a right heart failure, which generates patient’s death within few years. Many studies demonstrated the implication of the transcription factor NFAT (nuclear factor of activated T cell), which maintains the pro-proliferative and anti-apoptotic phenotype in PAH-PASMC. However, pathways that lead to the constitutive NFAT activation remain unclear. During my doctorate, I studied mechanisms responsible for the activiation of NFAT in HTAP. We study the role of the microRNA and more exactly to miR-204. Thus, the circulating factors, which are increased in PAH and which decreased miR-204 expression in PAH, via the transcription factor STAT3 activation. Through a positive regulation loop mechanism, the decrease of miR-204 induces an overactivation sustain of STAT3 leading to the pathologique phenotype. Thus, the exogenous increase of miR-204 could treat PAH in vitro as well as in vivo. We demonstrated that miR-204 is able to modulate the expression of the transcription factor Runx2 known to be implicated in calcification. In PAH-PASMC, the decrease of miR-204 is associated to an increase of Runx2 expression, known as positive regulator of the HIF-1 activation implicated in PAH. Thus miR-204 modulations affected the proliferation and apoptosis of PAH-PASMC through many molecular axes. Finaly we reveal the implication of the transcription factor Kruppel Like Factor 5 (KLF5) in PAH. The KLF5 overexpressed in PAH is associated to the STAT3 activation, wherease its inhibition decreased the proliferation and promoted apoptosis in PAH-PASMC. In vivo, si KLF5 reversed PAH by decreasing pulmonary pressures, right ventricular hypertrophy, proliferation and increasing apoptosis in PASMC from distal PA. Finally, I studied many aspects implicated in PAH development and especially the STAT3/NFAT axis activation. We showed that targeting this pathway using many technics (mimic miR-204, siRunx2, siSTAT3, siKLF5) seem to be an interesting strategy to treat PAH. Key words: Pulmonary arterial hypertension, therapeutic, proliferation, apoptosis, microRNA, and transcription factor.

La spermatogenèse est un processus cyclique de différenciation aboutissant à la production de spermatozoïdes haploïdes, à partir de spermatogonies diploïdes. Ce processus est soumis à de nombreuses régulations, notamment au niveau post-transcriptionnel. Les microARN (miARN) sont de petits ARN non codant de 20 à 25 nucléotides, impliqués dans le contrôle de multiples processus biologiques, telles que la prolifération, l’apoptose et la différenciation. Afin d’étudier si les miARN pouvaient jouer un rôle dans la spermatogenèse, nous avons dans un premier temps, caractérisé les miARN exprimés lors de ce processus. Ainsi, nous avons montré que miR-34c avait une expression préférentielle dans la lignée germinale. Par ailleurs, l’expression de miR-34c n’est pas contrôlée par P53 dans les cellules germinales au contraire des cellules somatiques. Nous avons ensuite constaté que la surexpression de miR-34c dans les cellules HeLa provoquait une réorientation du transcriptome de ces cellules vers un profil germinal, ainsi que l’apparition de certains gènes préférentiellement exprimés dans le testicule. Puis, nous avons identifié les cibles de miR-34c pertinentes dans la différenciation germinale. TGIF2 et NOTCH2 constituent des cibles directes de ce miARN, impliquées dans des voies de régulation de la spermatogenèse (respectivement la voie du TGFβ et la voie Notch). Ces résultats établissent une connexion inédite entre un miARN, miR-34c, et la spermatogenèse. De plus, des cellules Souches Embryonnaires déjà engagées vers la lignée germinale (cellules ES VASA+) voient leur phénotype accentué par la surexpression de miR-34c
Spermatogenesis is a cyclic process in which diploid spermatogonia differentiate into haploid spermatozoa. This process is highly regulated, notably at the post-transcriptional level. MicroRNAs (miRNAs), single stranded non coding RNA molecules of about 20-25 nucleotides, are implicated in the regulation of many important biological pathways such as proliferation, apoptosis and differentiation. We wondered whether miRNAs could play a role during spermatogenesis. First, miRNA expression repertory was tested in germ cells and we present data showing that miR-34c was highly expressed only in these cells. Moreover, in male gonads, miR-34c expression is largely P53-independent, in contrast to somatic cells. The exploration of the expression profile of HeLa cells over-expressing miR-34c showed a shift towards testis lineage and the presence of preferentially expressed in testis genes. Furthermore, we identified miR-34c direct target genes (TGIF2 and NOTCH2) that are involved in germ lineage differentiation control (TGFβ and Notch pathway respectively). These results established a link between a miRNA miR-34c and spermatogenesis. Moreover, in ES cells over-expressing DDX4 gene (VASA-ES cells), already primed and engaged in the germ cell lineage, ectopic expression of miR-34c has a more drastic effect. We could detect an up-regulation of germ specific genes. These data suggest that miR-34c could play a role by enhancing the germinal phenotype of cells already committed in this lineage

Les microARNs sont une classe de petits ARNs non codants qui régulent l'expression des gènes via un mecanisme d'interference par ARN. Les microARNs humains sont produits par une série de réactions enzymatiques. En particulier, dans le cytoplasme le precurseur de miRNA (pre-miRNA) est reconnu et clivé par un complexe contenant l'enzyme RNAse III Dicer et plusieurs cofacteurs protéiques. La proteine TRBP (HIV TAR RNA binding protein) est l'un de ces cofacteurs et augmente la stabilité du complexe, influe sur la cinétique, la position du clivage et a role potentiel dans la reconnaissance du substrat et dans le transfet du produit vers le complexe RISC (RNA-induced silencing complex) effecteur de l'interference par ARN. TRBP est composé de 3 domaines de liaison aux ARN doubles brin (dsRBDs). La région d'interaction de TRBP avec les ARNs est composé des deux premiers dsRBDs liés par une région interdomaine non charactérizée. La présente étude rapporte la caractérisation biophysique in vitro de la région d'interaction avec les ARNs de TRBP dans l'état apo de TRBP ou dans l'état lié avec les deux precurseurs cytoplasmique successifs du microARN oncogène miR-155 comprenant la tige boucle pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* résultat du clivage de pre-miR-155 par Dicer. L'étude montre que la région d'intéraction de TRBP avec les ARNs est monomerique, est composée de deux dsRBDs independants en solution et que la région interdomaine de 60 résidus est flexible. Le premier dsRBD, non caractérisé précédement en solution est le siège d'un equilibre plié/déplié integral dans une grande gamme de conditions physico-chimiques. Les deux premiers dsRBDs de TRBP peuvent interagir avec un même precurseur de microARN et deux régions d'interaction de TRBP avec les ARNs peuvent interagir avec un même precuseur. La région d'interaction de TRBP avec les ARNs interagit avec pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* avec des affinités très similaires. Dans le complexe avec une région d'interaction de TRBP avec les ARN liée à pre-miR-155 ou au duplexe miR-155/miR-155*, aucune indice de contact entre les deux dsRBDs n'a été detecté et la protéine interagit avec les deux precurseurs par la même surface d'interaction. Les informations récoltées suggèrent que TRBP peut jouer un rôle avant et après le clivage des pre-miARN par Dicer, notamment dans le complexe de chargement de RISC.

La Lipoprotéine lipase (LPL) est une enzyme essentielle de la lipolyse intravasculaire dont la régulation est complexe. La découverte des miRs, régulateurs de l'expression posttranscriptionnelle des gènes via leurs interactions avec les régions 3' non traduite (3'UTR), apporte de nouvelles perspectives pour la compréhension de la régulation de la LPL et de ses gènes régulateurs. Nous présentons à travers deux études, l'implication des microARNs (miRs) dans la régulation de la LPL et d'un de ses gènes activateurs APOA5. Dans le premier travail, nous avons mis en évidence la création d'un site de liaison fonctionnel du miR-485-5p par expliquons ainsi le mécanisme potentiellement impliqué dans l'association de ce polymorphisme aux hypertriglycéridémies sévères et modérées en population générale. Dans un second travail, nous avons identifié un haplotype de la LPL, incluant la mutation p.Ser474Ter (rs328) et sept single nucleotide polymorphisme (SNPs) de la région 3'UTR, significativement associés à une diminution des triglycérides (TG) plasmatiques en population générale. Nous avons ensuite démontré la fonctionnalité des sept SNPs de la région 3'UTR par la suppression de sites de liaison de plusieurs miRs. Ainsi ces résultats suggèrent que l'association du variant p.Ser474Ter (rs328) à la triglycéridémie pourrait au moins partiellement être liée à son déséquilibre de liaison avec les sept SNPs fonctionnels de la région 3'UTR. Nos travaux sont parmi les premiers à mettre en évidence l'implication des miRs dans la régulation de la LPL et de ses gènes régulateurs chez l'homme. Ils permettent ainsi d'accroitre la connaissance des mécanismes impliqués dans la régulation de la lipolyse intravasculaire. Enfin, ils éclairent les mécanismes fonctionnels mis en jeu par deux polymorphismes significativement associés à la triglycéridémie
The lipoprotein lipase (LPL) is a key enzyme which regulates plasma triglycerides (TG) intravascular lipolysis involving a complex regulation. The microRNAs (miR) are implicated in gene post-transcriptional regulation through their interaction with the 3’untranslated region (3’UTR). Their discovery provides new insights in the understanding of the LPL regulation and its regulator genes. We present two works regarding the implication of miRs in the regulation of the LPL and one of its activator APOA5. First, we identified a functional miR-485-5p binding site creation induced by the minor C allele of the c.*158C>T (rs22667882) located in APOA5 3’UTR.We therefore provide an explanation of the mechanism potentially involved in this polymorphism association with both mild and severe hypertriglyceridemia in general population. In a second work, we identified a LPL haplotype harboring p.Ser474Ter (rs328) polymorphism and seven single nucleotide polymorphisms (SNPs) located in the 3’UTR. This haplotype is significantly associated with lower plasma triglycerides (TG) concentration in general population. We demonstrated that the SNPs located in the 3’UTR induce several functional miRs binding-site suppressions that could lead to an increase of LPL expression. Finally, p.Ser474Ter association with triglyceridemia could be at least partially explained by its strong linkage disequilibrium with these functional 3’UTR SNPs. These works are amongst the first studies to bright to light the miRs implication in the regulation of LPL or its regulator genes in human. They provide a better knowledge of the mechanisms involved in intravascular lipolysis. Finally, they also explain the functional mechanisms of two polymorphisms, significantly associated with the plasma TG concentration

Les microARN (miARN) constituent une classe de petits ARN non-codants qui jouent un rôle clé dans la régulation de l’expression des gènes au niveau post-transcriptionnel. De nombreuses études ont démontré que la surexpression de certains miARN est liée au développement de plusieurs types de cancer. C’est pour cette raison les miARN représentent une nouvelle classe de cibles thérapeutiques à haute potentielle. Dans ce contexte, l’objectif de mon travail de thèse était la découverte de nouveaux inhibiteurs de la production de miARN oncogène. Dans ce but, j’ai suivi deux approches, différentes mais complémentaires : (i) le criblage d’une petite librairie de composés et (ii) la conception et la synthèse de nouveaux conjugués en tant que ligands de précurseurs de miARN (pré-miARN). En particulier, nous avons ciblé les miARN-372 et -373 qui sont oncogènes dans plusieurs cancers, tels que le cancer gastrique. Nous avons ainsi démontré que certains des composés criblés ou synthétisés sont capables de se lier efficacement à la structure secondaire en tige-boucle de pré-miARN avec une haute affinité, conduisant à l’inhibition de la production des miARNs correspondants. Par ailleurs, nous avons montré que certains composés possèdent une activité anti-proliférative spécifique pour les cellules de cancer gastrique et que cette activité est directement liée à une diminution de la production de miARN ciblés et au rétablissement de la traduction de ARN messenger
MicroRNAs (miRs) are a class of small non-coding RNAs that act as regulators of gene expression at the post-transcriptional level. Increasing evidence has indicated that the deregulation of miR expression is linked to various human cancers and therefore, miRs represent a new class of potential drug targets. In this context, my PhD project focused on the discovery of new inhibitors of oncogenic miRs production. Toward this aim, two different but complementary approaches were followed: (i) the screening of small libraries of compounds and (ii) the design and synthesis of new classes of conjugates as binders of miRNA precursors (pre-miRs). In particular, we focused our attention on miR-372 and miR-373, two oncogenic miRs overexpressed in various cancers, such as gastric cancer. We showed that some of the screened or of the newly synthesized compounds are able to efficiently bind to stem-loop structured precursors of the targeted miRs with high affinity, thus inhibiting the production of their corresponding mature miRs at the level of Dicer cleavage. Moreover, we found compounds bearing a specific anti-proliferative activity in gastric cancer cells overexpressing targeted miRs and this activity is directly linked to a decrease in the production of oncogenic miR-372 and -373 and to the restoration of normal mRNA translation

Les microARN constituent une classe de petits ARN non codants d'une vingtaine de nucléotides, issus de transcrits cellulaires, qui inhibent l'expression de gènes cibles au niveau post-transcriptionnel. Chez les mammifères, bien qu'ils puissent agir sur une cible parfaitement complémentaire (mode parfait), les microARN ont presqu'exclusivement des cibles partiellement complémentaires (mode imparfait). Puisqu'en mode imparfait une coupure endonucléolytique de la cible est impossible, il est généralement proposé que le mode imparfait soit moins efficace que le mode parfait : conduisant à un silencing moins efficace, nécessitant plus de complexes effecteurs (miRISC) et facilement saturable par une augmentation du nombre de cible. Dans ce travail j'ai développé une approche expérimentale reposant sur l'expression de protéines fluorescentes pour mesurer précisément le silencing au niveau de chaque cellule. J'ai fait trois observations inattendues sur l'efficacité de la régulation par les microARN : i) le silencing en mode parfait et imparfait nécessite des quantités similaires de petit ARN, ii) une augmentation, même très importante, de l'expression du gène cible ne lui permet pas d'échapper à la régulation, iii) le silencing n'est pas intrinsèquement plus faible en mode imparfait (qu'en mode parfait) mais n'est pas actif dans toutes les cellules. Si les deux premiers points sont facilement explicables dans le cadre de l'induction de la dégradation de l'ARNm cible sur un mode catalytique via la déadénylation de l'ARNm, le troisième indique l'existence d'une régulation forte du silencing qui est spécifique du mode imparfait. De plus, comme dans les deux modes le silencing dépend principalement du même partenaire, Ago2, cette régulation intervient après l'assemblage du complexe minimal (Ago2/petit ARN). Ainsi, les différences entre les modes parfait et imparfait ne se situent pas au niveau proposé puisque lorsque la cellule est compétente, leurs efficacités sont comparables. Par contre, mes travaux mettent en évidence l'existence d'un contrôle de la régulation en mode imparfait dont la nature reste à préciser.

Les tumeurs gliales du cerveau et en particulier les glioblastomes sont des tumeurs de très mauvais pronostic. Les paramètres qui contrôlent des phénotypes comme l'agressivité, la migration, ou la chimio-résistance de ces tumeurs sont mal connus. Dans ce contexte tumoral, il est envisagé que les microARN (ARN non-codants d'une vingtaine de bases) soient des acteurs essentiels des phénomènes de modification phénotypique parce qu'ils sont capables d'orchestrer l'expression de nombreux gènes. Nous avons montré que les microARN sont des marqueurs tissulaires précieux pour le diagnostic permettant de différencier les deux types principaux de gliomes à partir de prélèvements tumoraux. Nous avons aussi observé que plusieurs microARN sont, en outre, sécrétés par les cellules gliales saines ou cancéreuses au sein de microvésicules appelées exosomes. Le contenu en ARN de ces exosomes a été caractérisé par analyse moléculaire transcriptomique (ARN messagers et microARN) par techniques d'hybridation sur puces à ADN Affymetrix. Les profils ARN exosomaux sains et cancéreux sont distincts, mais ils ne reflètent pas intégralement le profil ARN des cellules dont ils sont issus. Des conditions de stress hypoxique ou l'utilisation de composés pharmacologiques (GW4869 et 5-aza-2'-désoxycitidine) n'affectent pas la quantité d'exosomes produite par la lignée de glioblastome (U87) en culture. Les profils ARN sont cependant modifiés, et le contenu des exosomes produits semble donc être un mécanisme actif et régulé. Enfin, des exosomes cancéreux incubés avec des cellules saines ont très peu d'effet sur le phénotype de celles-ci. Les microARN tissulaires et exosomaux seraient donc des acteurs importants de la physiopathologie du gliome et de sa progression, dont les rôles restent encore à préciser.

Les maladies cardiovasculaires (MCV) sont la première cause de décès dans le monde. Les problèmes majeurs dans la gestion de ces patients sont le diagnostic et la prédiction du pronostic. Les microARN (miARN) sont de petits ARN simple brin non codants qui inhibent l’expression des gènes. Les miARN circulants sont apparus comme biomarqueurs potentiels des MCV. Les miARN pourraient être également utiles pour la réparation cardiaque post infarctus du myocarde (IM). Nous avons émis l’hypothèse que les miARN pourraient être utilisés comme biomarqueurs des MCV et outils thérapeutiques dans la réparation cardiaque post-IM. Nous avons évalué la capacité diagnostique des miARN chez des patients avec douleurs thoraciques. Les miR-208b et miR-499 sont de potentiels biomarqueurs diagnostiques chez les patients avec IM mais n’améliorent pas la valeur diagnostique des biomarqueurs traditionnels. Le miR-423-5p permet de prédire la réhospitalisation des patients atteints d’insuffisance cardiaque aiguë et les miR-21 et miR-122 sont associés aux séquelles neurologiques de patients après arrêt cardiaque. Les miARN circulants seraient de potentiels biomarqueurs diagnostiques/pronostiques des MCV. Nous avons également montré qu’inhiber le miR-16 permet de stimuler la prolifération, la différenciation et les capacités pro-angiogéniques des cellules endothéliales progénitrices et que le miR-150 est impliqué dans l’effet de l’adénosine sur leur recrutement post-IM. Les miARN pourraient être utilisés pour améliorer la revascularisation post-IM. En conclusion, nos études contribuent à la caractérisation de plusieurs miARN dont l’utilité clinique dans le domaine cardiovasculaire reste à confirmer
Cardiovascular diseases are the leading cause of death in the world. Major issues in the management of these patients lie on the diagnosis and the prediction of the prognosis. MicroRNAs (miRNAs) are small single-stranded non-coding RNAs that inhibit gene expression. Circulating miRNAs appeared as potentials biomarkers of cardiovascular diseases. MicroRNAs could be also useful to stimulate cardiac repair. We hypothesized that miRNAs could be used as biomarkers of cardiovascular diseases, and also as therapeutic tools to improve cardiac repair after myocardial infarction. We evaluated the diagnostic capacity of miRNAs in patients with chest pain. MicroRNA-208b and miR-499 were potential diagnostic biomarkers in patients with myocardial infarction, without improving the diagnostic accuracy of traditional biomarkers. MicroRNA-423-5p predicted the rehospitalization of patients with acute heart failure and miR-21 and miR-122 are associated with neurological damage after cardiac arrest. Overall, our results indicate that circulating miRNAs could be useful diagnostic and prognostic biomarkers of cardiovascular diseases. We also showed that inhibiting miR-16 could stimulate the proliferation, differentiation and pro-angiogenic capacities of endothelial progenitor cells and that miR-150 is involved in the effect of adenosine on the recruitment of these cells after myocardial infarction. These results suggest that miRNAs could be used to improve the revascularization after myocardial infarction. In conclusion, our studies contributed to the characterization of several miRNAs, which clinical utility in the cardiovascular field remains to be confirmed

La maturation nucléaire des primary microARN (pri-miARN) catalysée par le complexe DGCR8-Drosha (Microprocesseur) est hautement régulée. Cependant peu de choses sont connues quant à l'organisation spatiale de la biogénèse des microARN dans le noyau des mammifères. Nous avons pu visualiser pour la première fois, dans des cellules vivantes et à l'échelle du noyau unique, le cheminement intra-nucléaire d'un pri-miARN exprimé de manière endogène et généré par le cluster de microARN du chromosome 19 (C19MC) depuis son site de transcription jusqu'aux molécules uniques de pri-miARN liées à DGCR8 dans le nucléoplasme. Nous avons pu montrer que le microprocesseur et dans un moindre cas les protéines RHA, ILF3, hnRNP C1/C2 et EWS se concentrent au niveau des pri-miARN non épissés du C19MC à proximité de leurs gènes. La combinaison d'expériences de Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP), Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy (FCCS) et de depletion par ARN interférence (RNAi), apporte des évidences d'un recrutement de DGCR8 et Drosha au niveau des pri-miARN du C19MC sous la forme d'un complexe préformé qui se dissocie séparément. Notre étude par une approche d'imagerie de cellules vivantes suggère que suite à l'interaction avec les pri-miARN et probablement de manière concomitante avec le clivage effectué par Drosha, le microprocesseur subit des changements conformationnels qui permettent le relargage de Drosha alors que DGCR8 reste lié de façon plus stable aux pri-miARN
Nuclear primary microRNA (pri-miRNA) processing catalyzed by the DGCR8-Drosha (Microprocessor) complex is highly regulated. Little is known, however, about how microRNA biogenesis is spatially organized within the mammalian nucleus. Here, we image for the first time, in living cells and at the single-gene level, the intra-nuclear trafficking of endogenously-expressed pri-miRNAs generated at the human imprinted Chromosome 19 MicroRNA Cluster (C19MC), from transcription sites to single molecules of DGCR8-bound pri-miRNA in the nucleoplasm. We report that Microprocessor and, to lesser extent, RHA, ILF3, hnRNP C1/C2, and EWS proteins, concentrate onto unspliced C19MC pri-miRNA retained in close proximity to their genes. A combination of Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP), Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy (FCCS) and RNAi experiments provides direct visual evidence that DGCR8 and Drosha are targeted to C19MC pri-miRNAs as a preformed complex but dissociate separately. Our live-cell imaging study supports the view that, upon pri-miRNA loading and most likely concomitantly with Drosha-mediated cleavages, Microprocessor undergoes conformational changes that trigger the release of Drosha while DGCR8 remains stably bound to pri-miRNA

De nombreuses études ont montré l'intérêt thérapeutique de molécules dérivant des microARN (inhibiteurs ou analogues) en cancérologie. Cependant avant d'espérer en faire de futurs médicaments, il est indispensable d'élaborer des systèmes permettant leur délivrance préférentielle dans les cellules cancéreuses. Dans ce travail, nous avons développé deux plateformes innovantes basées sur les microARN : la première utilise les propriétés optiques des quantum dots (QD) et est destinée à l'imagerie des microARN ; la seconde repose sur la sérum albumine humaine (SAH) et a une finalité de délivrance ciblée de microARN. La mise en place de ces plateformes a nécessité la synthèse d'une petite chimiothèque de bioconjugués lipidiques dérivés des microARN (inhibiteurs ou analogues), le but étant d'exploiter l'effet hydrophobe pour les fixer à la surface des QD (ancrage hydrophobe dans la paroi lipidique des QD) et de la SAH (interaction avec les sites de liaison aux acides gras). Dans les deux cas, différentes études incluant des caractérisations physico-chimiques (MET, DLS), des expériences in vitro (SPR) et in cellulo (microscopie de fluorescence, criblage fonctionnel, RTqPCR) ont montré la potentialité de ces nouvelles plateformes
Exploitation of gene-silencing is a very promising strategy in human therapeutics. Several engineered small non coding RNAs (inhibitors or mimics) are already in preclinical and clinical trials. However a key impediment to the wider success of these approaches remains the specific delivery of RNA-derived molecules into cancerous cells. This work aimed at developing two innovative microRNA-based plateforms : the first one relying on quantum dots (QD) is dedicated to microRNA imaging and the second one based on human serum albumin (HSA) represents a new targeted delivery system. The implementation of both plateforms required the synthesis of a small library of microRNA derived lipidic bioconjugates (inhibitors or mimics), the aim being to exploit the hydrophobic effect for their loading on QD (hydrophobic anchoring in the hydrophobic QD surface) and on HSA (interaction with fatty acid binding sites). In both cases, different studies including physico-chemical caracterizations (TEM, DLS), in vitro (SPR) and in cellulo experiments (fluorescence microscopy, functional screening, RTqPCR) demonstrated the great promises held by these new plateforms

Récemment, plusieurs études ont permis de mettre en évidence un lien possible entre la maturation des snoARN et celle des microARN, deux familles d’ARNnc impliquées respectivement dans la maturation d’autres ARN, tels les ARNr, et dans la régulation de l’expression des gènes. En effet, ces études ont montré que certains microARN pouvaient être issus de la maturation d’un snoARN précurseur, formant alors une nouvelle classe d’ARNnc, les sdARN (ARN dérivés de snoARN). Le manque d’informations disponibles sur les mécanismes de maturation possibles des sdARN nous a conduit à réaliser un crible double-hybride chez la levure S. cerevisiae entre différentes protéines impliquées dans la biogenèse des snoARN et des microARN. Ce crible a permis d’identifier une nouvelle interaction entre les protéines TRBP, impliquée dans la maturation du pré-microARN en microARN, et RPAP3, un protéine du complexe d’assemblage hR2TP. L’observation de cette interaction soulève plusieurs questions, telles que son implication possible dans la maturation de microARN à partir de snoARN précurseurs, ou encore sur l’implication possible de TRBP et RPAP3 dans la biogenèse des snoRNP ou des microARN, respectivement. Nous avons alors entrepris de caractériser l’interaction entre TRBP et RPAP3. Par des approches de biologie moléculaire, de biochimie et de biologie structurale, nous avons d’une part confirmé l’existence du complexe in vitro et in vivo et identifié les domaines respectifs de TRBP et de RPAP3 impliqués dans l’interaction, ainsi qu’identifié plusieurs mutations intéressantes au niveau de l’interface d’interaction. L’utilisation de ces mutants devrait nous permettre d’étudier l’effet de la perte d’interaction entre TRBP et RPAP3 sur la maturation de différents ARNnc. Enfin, nos travaux ont également permis d’observer que l’interaction entre TRBP et RPAP3 n’était pas compatible avec la formation du complexe entre TRBP et la RNase Dicer. Or, il avait été montré que l’absence de TRBP au niveau de Dicer entraînait dans certains cas la génération de microARN avec des extrémités, et donc des spécificités, altérées (iso-miRs). La formation d’un complexe entre les protéines TRBP et RPAP3 pourrait donc constituer un moyen possible de réguler la disponibilité de TRBP et, indirectement, l’activité de Dicer
Recently, several studies have described a possible link between snoRNA and microRNA maturation, two ncRNA families involved in the maturation of other RNAs, such as rRNA, and in the regulation of gene expression, respectively. Indeed, these studies have shown that some microRNAs could be maturated from a snoRNA precursor, forming a new class of ncRNAs, the sdRNAs (snoRNA-derived RNAs). The mechanism of sdRNA maturation are still poorly understood. Therefore, we have performed a two-hybrid screen in the yeast S. cerevisiae between different proteins involved in microRNAs and snoRNAs biogenesis. Interestingly, we observed a novel interaction between TRBP, involved in the maturation of microRNAs, and RPAP3, a member of the hR2TP complex. The observation of this interaction raises several questions, such as its possible involvement in the maturation of microRNAs from snoARN precursors, or on the possible involvement of TRBP or RPAP3 in snoRNP or microRNA biogenesis, respectively. Using various molecular biology and biochemical approaches, we undertook the functional and structural characterization of the TRBP/RPAP3 interaction. First, we confirmed the interaction both in vitro and in vivo and we identified the TRBP and RPAP3 domains involved in the interaction, as well as several interesting mutations in the binding interface. Using these mutants should allow us to study the effects of this mutations on the maturation of differents ncRNAs. Additionally, we showed that the interaction between TRBP and RPAP3 and between TRBP and the RNase Dicer were mutually exclusive. Interestingly, it was shown that in the absence of TRBP, Dicer processig resulted, in some cases, in the generation of microRNAs with different ends, and thus, with altered specificity(iso-miRs). The interaction between TRBP and RPAP3 could therefore also constitute a possible way to regulate the availability of TRBP, and eventually the activity of Dicer

Les microARN sont de courtes molécules d’ARN qui jouent un rôle important dans la régulation posttranscriptionnelle des gènes. Ces molécules ont d’abord été découvertes chez le nématode Caenorhabditis elegans mais sont maintenant reconnues comme des régulateurs importants de l’expression génique chez plusieurs animaux et plantes. Pour accomplir cette fonction, les microARN doivent s’associer à un complexe protéique nommé le miRISC (microRNA-induced silencing complex) qui est composé principalement d’une protéine Argonaute et des protéines GW182. Les microARN sont liés directement par les protéines Argonautes et peuvent ainsi guider celles-ci à la région 3’ nontraduite d’un ARNm cible par complémentarité de base. Le miRISC peut ensuite induire différents mécanismes de répression allant de la répression traductionnelle à la dégradation de la cible. À ce jour, les mécanismes qui modulent l’activité du miRISC ainsi que les interacteurs de ce complexe sont peu caractérisés. L’objectif principal de mon doctorat était donc d’étudier les processus qui régulent l’activité du complexe effecteur des miARN, le miRISC. Dans un premier temps, nous avons évalué l’importance de composantes connues du miRISC, soit les protéines GW182. Pour ce faire, nous avons aboli l’interaction entre les protéines Argonautes et GW182 et nous avons étudié l’effet de cette perte d’interaction sur la fonction du miRISC au cours du développement de C. elegans. Nous avons ainsi démontré que l’association de GW182 au miRISC n’était pas nécessaire pour le développement embryonnaire de l’animal. Nous avons par la suite confirmé que certaines cibles de microARN embryonnaires n’étaient pas affectées par l’absence de GW182. Nous avons ainsi conclu que le miRISC pouvait exister et fonctionner sous différentes formes et que les protéines GW182 étaient dispensables à l’activité du miRISC dans certains contextes. Dans un deuxième temps, nous avons tenté d’identifier de nouveaux facteurs qui contribuent à l’activité du miRISC en réalisant un criblage génétique. Nous avons ainsi identifié la RabGAP tbc-11 comme un nouvel acteur contribuant à la fonction des microARN. Nous avons démontré que tbc-11 agit sur la petite GTPase rab-6 et que la régulation de celle-ci est importante pour assurer la localisation intracellulaire adéquate de la protéine Argonaute ALG-1. Nos résultats ont permis de démontrer qu’une localisation inadéquate de la protéine ALG-1 engendre un défaut dans la répression de cibles de iii microARN. Nous avons ainsi pu conclure que le transport vésiculaire joue un rôle important dans la fonction des microARN. Les travaux réalisés au cours de mon doctorat ont permis de démontrer que la localisation et la composition du miRISC contribuent à la modulation de sa fonction. Ces résultats ont pu approfondir nos connaissances sur les mécanismes utilisés par la cellule pour moduler l’activité des microARN, et ouvrent ainsi la voie à d’autres recherches pouvant étudier les fonctions des microARN dans divers contextes.
MicroRNAs are small RNA molecules that play an important role in post-transcriptional gene silencing. These molecules were first discovered in the nematode Caenorhabditis elegans but are now known as important regulators of gene expression in most animals and plants. To accomplish this function, microRNAs interact with a protein complex called the miRISC (microRNA-induced silencing complex) which is formed by an Argonaute protein and GW182 proteins. MicroRNAs interact directly with Argonaute and can guide them to the 3’ UTR region of a target mRNA by base pairing. The miRISC will then induce several repression mechanisms, ranging from translational repression to target decay. To this day, the mechanisms that modulate miRISC activity as well as the proteins that interact with the complex are poorly characterized. The main objective of my PhD was therefore to study the processes that regulate the activity of the effector complex of microRNAs, the miRISC. First, we evaluated the importance of a known component of the miRISC; the GW182 proteins. To accomplish this, we abolished the interaction between Argonaute and GW182 proteins and we studied the effect of this loss of interaction on miRISC function during C. elegans development. We have shown that the association of GW182 to the miRISC is dispensable for the animal’s embryonic development. We then confirmed that certain embryonic microRNA targets were not affected by the loss of GW182. These results allowed us to conclude that the miRISC can exist and function under different forms and that GW182 proteins are dispensable for the miRISC activity under certain conditions. Second, we wanted to identify new factors that contribute to miRISC silencing by performing a forward genetic screen. This allowed us to identify the RabGAP tbc-11 as a new factor contributing to microRNA function. We have shown that tbc-11 acts on the small GTPase rab-6 and that its regulation is important for proper intracellular localization of the Argonaute ALG-1. Our results have shown that an improper localization of ALG-1 leads to defects in microRNA target repression. We have therefore concluded that vesicular transport plays an important role in microRNA function. Our results have shown that the localization and composition of the miRISC contributes to the modulation of its activity. This study has deepened our knowledge on the mechanisms that modulate microRNA activity and opens the door for other research on microRNA function in different contexts.

Les microRNA sont de petites molécules d’ARN non-codantes de 22nt qui s’apparient avec des ARN messagers cibles et induisent leur dégradation, ou inhibent leur traduction. Ils jouent un rôle essentiel dans le contrôle du développement et de la différenciation cellulaire, et leur dérégulation induit des défauts de développement et des maladies génétiques. La compréhension des mécanismes de biogenèse et d’action des miRNA constitue donc une étape essentielle vers la compréhension et le traitement de ces désordres. J’ai construit un système indicateur « automiR » qui permet de suivre l’activité de miRNA artificiels dirigés contre la protéine fluorescente GFP. Dans ce système, les miRNA artificiels s’associent à la protéine Argonaute-2 pour réprimer l’expression de la GFP par clivage de l’ARN messager, et non à la protéine Argonaute-1 partenaire d’une majorité de miRNA chez la drosophile. Cette particularité constitue l’atout principal du système automiR. Il est maintenant établi qu’une fraction des miRNA agit via AGO2, mais cette voie de répression des gènes reste mal caractérisée. J’ai établi une lignée cellulaire exprimant le système automiR et je l’ai utilisée pour cribler des mutations et des produits chimiques inhibant les miRNA. Le crible génétique m’a permis identifier 20 gènes dont le rôle dans la répression par les miRNA n’avait pas encore été décrit. Leur caractérisation a révélé qu’ils sont requis, en aval de la biogenèse des miRNA, pour leur activité répressive. Le crible chimique m’a permis d’indentifier 64 composés inhibant l’activité des miRNA représentant de nouvelles thérapeutiques potentielles pour lutter contre les désordres liés à la surexpression de miRNA

H19 fut un des premiers gènes décrits comme étant soumis à l’empreinte parentale, un mécanisme qui conduit à une expression monoallélique des gènes en fonction de leur origine parentale. Cependant, sa fonction précise est restée longtemps inconnue. Nous avons récemment montré au laboratoire en utilisant des modèles perte- et gain-de-fonction que le locus H19 est impliqué dans le contrôle de la croissance embryonnaire via la trans-régulation d’un réseau de gènes soumis à l’empreinte parentale (IGN pour Imprinted Gene Network). L’objectif de ma thèse a été de disséquer les mécanismes moléculaires impliqués dans la régulation de cet IGN par H19, un gène qui a la particularité de produire un long ARN non codant ainsi qu’un micro ARN, le miR-675. En collaboration avec le groupe du Dr Wolf Reik, nous avons pu identifier la fonction du miR-675 comme un inhibiteur de la croissance placentaire à travers la répression du gène Igf1r, le récepteur du facteur de croissance Igf2. En parallèle, nous avons identifié un rôle pour la forme longue de l’ARN H19 dans l’embryon. Il réprime plusieurs cibles de l’IGN, dont le gène Igf2, par le recrutement de la protéine MBD1 au niveau de régions différentiellement méthylées impliquées dans le contrôle de l’expression de ces gènes. MBD1 est une protéine impliquée dans le maintien de marques épigénétiques répressives comme la triméthylation de H3K9, une marque d’histones perdue au niveau des gènes cibles de H19 dans notre modèle perte-de-fonction
The H19 locus produces a 2. 3kb non-coding RNA (ncRNA) as well as a micro RNA, the miR-675. It is located at the distal part of the chromosome 7 in mice close to the Igf2 gene. These genes were among the first genes described to be imprinted. Therefore, this locus served as a paradigm to understand molecular mechanisms that drive genomic imprinting, an epigenetic process that leads to monoallelic expression of genes in a parent-of-origin dependent manner. However, the precise function of the H19 locus still remains unclear. Our laboratory recently showed that H19 is a trans-repressor of nine genes, including Igf2, of an imprinted gene network (IGN) involved in growth control of the embryo. The main purpose of my PhD was to decipher mechanisms through which H19 exerts this control. In collaboration with the group of Wolf Reik, we participated to an in-depth analysis of the miR-675. We found that it was linked to the repression of placental growth through the direct targeting of the Igf1r mRNA that encodes for the receptor through which Igf2 exerts its growth promoting effect. Nevertheless, the miR-675 appears to have no effect on the expression of the IGN, thus leading to the conclusion that the H19 mediated downregulation of 9 genes of this network is achieved by the H19 full-length RNA. We showed that this RNA represses several of these targets through an interaction with the MBD1 protein. This protein is involved in the maintenance of the repressive H3K9me3 histone mark. We found that the H19 RNA is necessary to the recruitment of MBD1 to some of its targets, including the Igf2 gene

L'absence de réponse des patients atteints de rejet chronique médié par les anticorps (RCHA) aux traitements classiques démontre le besoin urgent de nouvelles options thérapeutiques. Par ailleurs, l'établissement d'une tolérance aux allogreffes rénales sans recours aux immunosuppresseurs est nécessaire pour éviter leurs effets secondaires. Une meilleure compréhension des mécanismes post-greffe est nécessaire tout comme le besoin de biomarqueurs pour prédire/diagnostiquer le devenir du greffon et distinguer parmi des patients sous traitement ceux pour lesquels il pourrait être arrêté, appelés patients «opérationnellement tolérants». Nous avons comparé les caractéristiques des lymphocytes B périphériques de ces deux groupes de patients à des patients ayant une fonction stable de leur greffon sous immunosuppresseurs et à des individus sains. Les patients tolérants présentent un phénotype B sanguin et l'expression de gènes particuliers qui pourraient contribuer à la maintenance de leur tolérance. Parmi les molécules régulant l'expression de gènes, les microARN ont été impliqués dans des mécanismes biologiques et pathologiques. La mesure d'expression des microARN dans les cellules mononuclées du sang périphérique de patients transplantés rénaux nous a permis d'identifier des microARN associés à la tolérance ou au RCHA. La surexpression de miR-142-3p dans les lymphocytes B de patients tolérants nous a conduit à analyser les voies de signalisation impliquées, notamment celle du TGFβ. Nos résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour la compréhension des mécanismes post-greffe, particulièrement celle des lymphocytes B, et l'utilisation de nouveaux biomarqueurs
The unresponsiveness of patients undergoing chronic antibody mediated rejection (CAMR) to classical treatment highlight the need for new clinical options. Furthermore, major side-effects of immunosuppression (IS) prompt the establishment of a tolerance to the allograft without the need for IS. In this context, a better understand of post-transplantation mechanisms is required as well as the need for biomarkers that could predict and/or diagnose graft outcome and distinguish among immunosuppressed patients, which ones could be weaned off IS, called “operational tolerants”. Here, we compared the characteristics of peripheral B cells from both patient groups, to that of others who had stable graft function but under IS, and to healthy volunteers. Thus, tolerants patients, have a particular blood B-cell phenotype and gene expression modifications that may contribute to the maintenance of their long-term drug free graft function. Among gene expression regulating molecules, microRNA, small non-coding RNA, are involved in biological mechanisms and diseases. We performed microRNA expression profiling from peripheral blood mononuclear cells from kidney transplanted recipients with operational tolerance, with CAMR or with stable graft function. Among them, we identified differentially microRNA associated either with tolerance or CAMR. The over-expression of miR-142-3p in B lymphocytes from tolerant patients lead us to analyze implicated pathways, including TGFβ signaling. Our investigations open new perspectives for the understood of post-transplantation mechanisms, particularly with the implications of B lymphocytes, and the use of new diagnostic/prognostic biomarkers

Les douleurs neuropathiques ayant une origine à la suite de blessures traumatiques du SNC ou du SNP sont particulièrement difficiles à traiter en utilisant les moyens thérapeutiques actuellement disponibles. Il est donc nécessaire d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques. Notre objectif était donc de définir les mécanismes impliqués dans ces douleurs neuropathiques. LIMK1 est l'un des acteurs possibles de la réorganisation épinière qui caractérise les lésions nerveuses. Une fonction très caractérisé de cette protéine, est la phosphorylation d'une famille de protéines appelées « cofilines ». Sa phosphorylation, ce qui induit la réorganisation du cytosquelette d'actine. Récemment, il a été montré qu’un microARN (miARNs) nomé miR-134 régule l'expression de LIMK1 en se liant au messager de LIMK1 (ARNm), inhibant sa traduction en protéine physiologiquement active. Notre hypothèse était que la régulation de LIMK1 par miR-134 pourrait jouer un rôle essentiel dans la sensibilisation à la douleur. Cette régulation pourrait ainsi être liée non seulement à la modulation neurochimique neuronale mais aussi à la plasticité fonctionnelle associée. Au cours de cette thèse, l’HIS a montré une diminution de miR-134 chez des rats SNL (neuropathique), cette sous-expression était concomitante à une augmentation de LIMK1 illustrée par l’IHC. Il est important de noter ici que l'ISH est une méthode de détection connue récemment et qui a été identifiée pour visualiser les miARNs. Des différents protocoles de l’HIS ont également été discutés dans le cadre de cette thèse. Ce résultat a été confirmé par Le qRT-PCR . Par la suite, afin de vérifier les changements comportementaux douloureux induits par miR-134 et LIMK1. Nous avons effectués des injections intrathécales de siRNA anti-LIMK1 pour inhiber l'expression endogène de LIMK1 chez les SNL. C’était intéressant de ne pas avoir trouvé aucun changement comportemenal chez les SNL après ce type d’injection. Une surexpression artificielle de miR-134 en utilisant un précurseur de miR-134 (premiR-134) chez les SNL a montré le même effet. Ensuite, nous avons essayé d'effectuer les mêmes injections chez les Sham (control), et c’était plus intéressant de trouver que ces injections (siRNA LIMK1 et premiR-134) ont provoqué une hypersensibilité douleureuse chez les sham. Cela a été illustré au moyen de deux tests de comportement; le Von Frey (VF) et la distribution pondérale dynamique (DWB). Pour etudier l'effet inverse, nous avons inhibé miR-134 en utilisant une sonde spécifique KD (Knock-Down); une diminution significative inattendue dans le seuil de retrait a été observée avec VF et DWB. qRT-PCR dans la plupart de ces cas, a confirmé la corrélation in vivo entre miR-134 et LIMK1. Enfin, nous avons cherché un mécanisme d'action possible qui pourrait réguler cette modulation. Des données récentes publiées ont montré une implication de l'ADF/cofiline sur le trafic des récepteurs AMPA (AMPAR). En accord avec les résultats mentionnés ci-dessus, la transfection du KD de miR-134 a montré une diminution dans AMPAR adressés à la membrane plasmique. Tout ensemble ces données suggèrent que l'effet antinociceptif de KD de miR-134 et la surexpression de LIMK1 sont indirectement régulé par l'insertion des AMPAR à la membrane plasmique.Il semble que miR-134 exerce un effet différent sur la douleur neuropathique que miR-103, discuté aussi dans le cadre de cette thèse. Il était demontré comme un régulateur de plusieurs cibles, les trois sous-unités formant les canaux calciques de type-L « Cav1.2 LTC ». MiR-103 a été trouvé également réprimés chez les SNL. La surexpression de miR-103 soulage la douleur neuropathique. Contrairement au miR-134, miR-103 exerce un rôle pronociceptive pendant la douleur neuropathique
Pains having a neuropathic origin following CNS or PNS traumatic injury are particularly difficult to treat using the actually available therapeutic means. It is thus necessary to identify new therapeutic strategies. Hence, our aim was to define the mechanisms implicated in these neuropathic pains. Nervous lesions are characterised by an anatomical reorganization of the neuronal network of the dorsal horn. Neurochemical alterations are also involved. Some of the molecular mechanisms underlying the neuronal plasticity (a main feature of neuropathic pain) have been emphasized here by a variety of complementary technical approaches. LIMK1 is one of the possible actors of this reorganization. Among this protein’s known functions, and the most characterized is the phosphorylation of a family of proteins known as cofilins. Their phosphorylation induces the reorganization of actin cytoskeleton. Recently, it has been shown that a miR-134 miRNA regulates LIMK1 expression by binding to the LIMK1 messenger, inhibiting its translation into physiologically active protein. Our hypothesis is that LIMK1 regulation by miR-134 might play an essential role in pain sensitization by modulating neuron neurochemical reorganization and the associated functional neuronal plasticity. Firstly, by means of IHC and ISH, we studied miR-134/LIMK1 distribution within the dorsal horn of the spinal cord in sham animal (control group) and in neuropathic pain model (SNL model). Important to note here that ISH is a known detection method recently identified to visualize miRNA. Different protocols of ISH were discussed in a part of this thesis. ISH showed a decrease in miR-134 expression in SNL rats concomitantly with an increase in LIMK1 illustrated by IHC. This finding has been confirmed by qRT-PCR techniques. Afterward, in order to check for the possible behavioural-induced changes of miR-134 and LIMK1. We intrathecally injected an anti-LIMK1 siRNA to inhibit endogenous LIMK1 expression in SNL rats. Interestingly no significant changes in pain behaviour have been observed. Artificial overexpression of miR-134 using a PremiR-134, showed the same effect. Then we tried to perform the same injections on sham rats, and more interestingly, siRNA LIMK1 and premiR-134 evoked pain hypersensitivity in shams rats. This was illustrated by means of two behaviour tests; Von Frey (VF) and the Dynamic Weight bearing (DWB). To explore the reverse effect, we inhibited miR-134 using a specific KD probe in SNL rats; unexpectedly a significant decrease in pain withdrawal threshold was observed with VF and DWB. qRT-PCR in most cases confirmed the in vivo correlation between miR-134 and LIMK1. Finally, we searched for the possible mechanism of action that could regulate this modulation. Recent published data showed an involvement of ADF/cofilin on AMPAR trafficking. In line with the above mentioned findings, miR-134 KD transfection showed a decrease in AMPAR addressed to the plasma membrane. Altogether suggest that the antinociceptive effect of miR-134 KD and LIMK1 overexpression are mediated by AMPAR insertion at the plasma membrane. It seems that miR-134 exerts a different effect on neuropathic pain than miR-103 another miRNA discussed within the frame of this thesis. MiR-103 has been proved to regulate multiple targets, the three subunits forming Cav1.2 LTC. Pain sensitization involves Cav1.2 activation which consequently alters gene expression during this form of plasticity. MiR-103 was found downregulated also in the SNL model. Conversely to miR-134, overexpression of miR-103 partially alleviates pain. It decreases pain withdrawal threshold of the Von Frey test. Unlike miR-134, miR-103 exerts a pronociceptive role during neuropathic pain

Le cancer du pancréas est la quatrième cause de décès par cancer dans les pays occidentaux. Ce cancer implique des changements dans les profils de méthylation de l'ADN ainsi que la surexpression des enzymes responsables de sa mise en place : les méthyltransférases de l'ADN. Cependant, le rôle exact joué par ces protéines dans la carcinogénèse restent à être prouvés. Nous avons d'abord cherché à déterminer l'évolution des profils de méthylation de l'ADN à travers l'étude de l'expression d'un microARN particulier : miR-148a. Nous avons confirmé la répression de miR-148a par la hyperméthylation dans plusieurs lignées cellulaires dérivées de cancer du pancréas ainsi que dans des échantillons de tumeurs humaines, et nous avons montré l'utilité de cette marque pour le diagnostic différentiel entre cancer du pancréas et pancréatite chronique. Nous avons de plus évalué le potentiel thérapeutique de miR-148a par transfert de gènes in vitro et in vivo. Nous n'avons observé aucun changement significatif dans le comportement des cellules/tumeurs surexprimant miR-148a. Ceci indique que sa répression est une altération mineure accompagnant la cancérogenèse plutôt qu'un phénomène crucial du développement tumoral. Nous avons enfin élargi notre étude pour déterminer si la seule surexpression de méthyltransférases de l'ADN est capable de transformer des cellules pancréatiques normales. Nous avons observé que la surexpression stable de ces protéines affecte considérablement le comportement des cellules in vitro, ainsi que leur profil de méthylation et d'expression génique. Ces résultats suggèrent fortement que la méthylation de l'ADN facilite la carcinogénèse, mais n'est pas suffisante pour déclencher la formation de tumeurs. Ces travaux contribuent à une meilleure compréhension de la carcinogénèse pancréatique, du rôle joué par la méthylation de l'ADN, et ouvrent de nouveaux horizons concernant le rôle potentiellement oncogène de la méthylation de l'ADN
Pancreatic cancer is the fourth leading cause of cancer death in Western countries. This cancer involves changes in DNA methylation patterns and overexpression of enzymes responsible for its implementation : the DNA methyltransferases. However, the exact role of these proteins in carcinogenesis remains to be proven. We first aimed to determine the changing in the DNA methylation pattern through the study of the expression of a specific microRNA : miR- 148a. We confirmed the repression of miR- 148a by DNA hypermethylation in several cell lines derived from pancreatic cancer as well as in human tumor samples, and we shown the usefulness of this mark in the differential diagnosis between pancreatic cancer and chronic pancreatitis. We also evaluated the therapeutic potential of miR- 148a gene transfer in vitro and in vivo. We observed no significant changes in the behavior of cells / tumors overexpressing miR- 148a. This indicates that its repression is a minor alteration accompanying carcinogenesis rather than a crucial phenomenon of tumor development. Finally, we extended our study to determine whether the single overexpression of DNA methyltransferases can transform normal pancreatic cells. We observed that the stable overexpression of these proteins significantly affects the behavior of cells in vitro, their methylation patterns and gene expression. These results strongly suggest that DNA methylation facilitates carcinogenesis, but is not sufficient to trigger the formation of tumors. This work contributes to a better understanding of pancreatic carcinogenesis, the role of DNA methylation and open new horizons for the potential oncogenic role of DNA methylation

Le cancer du sein est marqué par une grande hétérogénéité. C´est une maladie complexe, fortement influencée par l´environnement pourtant, elle dépend aussi d´une accumulation de mutations génétiques associées à la dérégulation épigénétique des voies clés. Les altérations présentes dans le profil d´expression génique observées dans la tumeur, peuvent être le résultat de mécanismes de régulation des gènes à différent niveaux, comme des modifications post-transcriptionnelles menées par le mécanisme d´ARN d´interférence sous forme de microARN (miARN). Ce mécanisme peut conduire au début et développement du cancer aussi bien qu’à la résistance aux thérapies. Les miARN font partie d’une classe d´ARN non-codants qui ont émergé ces dernières années comme l'un des principaux régulateurs de l'expression des gènes par sa capacité à réguler négativement l'activité des ARN messagers (ARNm). L´importance de cette régulation a été observée par la présence de ce type de contrôle dans plusieurs processus biologiques, parmi eux, des voies liées à la prolifération, différentiation et apoptose. Afin de mieux comprendre les mécanismes d’initiation et progression tumorale dans le cancer du sein, nous avons fait une analyse globale de l´expression des miARN, par la technique de microarray, dans la série de lignées cellulaires 21T. Cette série est un modèle in vitro de la progression tumorale, comprenant la lignée 16N, obtenue à partir de l’épithélium normal infecté par des virus HPV-16, les lignées 21PT et 21NT, qui correspondent au carcinome in situ et les lignées 21MT1 et 21MT2 obtenues à partir d´une effusion pleurale métastatique à l’endroit de la métastase. Etant donné que les miARN jouent un rôle dans la régulation de l´apoptose et d´autres mécanismes de réponse aux dommages fait à l´ADN et que l´irradiation dans des formes différentes est couramment utilisée comme outil diagnostique, par exemple dans des mammographies, nous avons évalué l´expression de miARN après avoir soumis les cellules à des irradiations de haute et basse énergie, et au traitement avec de la doxorubicine. Les tests ont été faits sur les lignées non tumorales (MCF-10A et HB-2) et sur les lignées tumorales (MCF-7 et T-47D). On a pu observer que le rayon X de basse énergie est capable de causer des cassures double brin à l´ADN et de conduire les cellules à l´apoptose. Une légère altération dans les profils d´expression des miARN impliqués dans cette voie, comme let-7a, miR-34a et miR-29b, a aussi été remarquée. En ce qui concerne la réponse aux dommages fait à l´ADN, une upregulation dans l´expression de miR-29b, qui sous des conditions physiologiques normales est régulée négativement, a été observée après les traitements. Le microARNome de la série 21 montre une importante sous-expression de miR-205, un enrichissement du facteur pro-métastatique ZEB-1 et une réduction conséquente dans les niveaux d’e-cadherine, observée par western blot, seulement dans les lignées métastatiques (21MT). L´ensemble des résultats, suggèrent que miR-29b peut être un bio-marqueur potentiel du stress génotoxique et que miR-205 peut participer du processus de transition épithélium-mésenchyme et, en outre, quand il est sous-exprimé, peut augmenter le potentiel métastatique des cellules de la série 21T
Breast tumors are characterized by their high heterogeneity. Breast cancer is a complex disease, which has its development strongly influenced by environmental factors, combined with a progressive accumulation of genetic mutations and epigenetic dysregulation of critical pathways. Changes in gene expression patterns may be a result of a deregulation in epigenetic events as well as in post-transcriptional regulation driven by RNA interference endogenously represented by microRNA (miRNA). These mechanisms are capable to promote the initiation, maintenance and progression of carcinogenesis and are also implicated on the development of therapy resistance. miRNAs form a class of non-coding RNAs, which have emerged in recent years as one of the major regulators of gene expression through its capacity to silence messenger RNAs (mRNAs) containing a partially complementary sequence. The importance of regulation mediated by miRNAs was observed on their ability to regulate a wide range of biological processes, including cell proliferation, differentiation and apoptosis.To gain insights into the mechanisms involved in breast cancer initiation and progression we conducted a miRNA global expression on 21T series that are an in vitro model of breast cancer progression, comprising cell lines derived from the same patient, which include a normal epithelia (16N), primary in situ ductal carcinoma (21PT and 21NT) and cells derived from pleural effusion of lung metastasis (21MT-1 and 21MT-2). Considering the importance of miRNAs in the regulation of apoptosis, and that irradiation in different spectra is commonly used in diagnostic procedures, as mammography and on radiotherapy, we evaluated the miRNA expression after cell low and high energy irradiation and doxorubicin treatment to determine whether miRNAs are useful biomarkers to detect cell response after DNA damage. The experiments were done on the non-tumoral cell lines MCF-10A and HB-2 and on the breast carcinoma derived cell lines MCF-7 and T-47D. We observed that low energy X-rays is able to promote DNA strand breaks and apoptosis and to slightly change the expression of miRNAs involved on this pathway, such as let-7a, miR-34a and miR-29b. Regarding DNA stress response pathways, an upregulation on miR-29b expression, that in normal conditions is downregulated in tumor cell lines could be observed after all treatments. The microRNAome of 21T series revealed a significant downregulation of miR-205, an enrichment of the pro-metastatic factor ZEB-1, potential target for miR-205 and the consequent reduction of e-cadherin levels in 21MT cells checked by western blot. Our results indicate that miR-29b is a possible biomarker of genotoxic stress and that miR-205 can participate on the metastatic potential of 21T cells

Les cellules multiciliées (MCC) possèdent à leur surface apicale des centaines de cils mobiles générant un flux directionnel liquidien nécessaire par exemple pour le nettoyage des voies respiratoires. La fabrication de ces cils (multiciliogénèse) requiert une séquence d’évènements cellulaires dont un arrêt du cycle cellulaire, une réorganisation du réseau apical d’actine, une multiplication massive des centrioles suivie de leur migration au pôle apicale et de leur maturation en corps basal, à partir desquels les cils s’allongent.Mon laboratoire d’accueil a mis en évidence le rôle conservé de la famille de microARN miR-34/449 dans le contrôle de la multiciliogénèse en inhibant la voie de signalisation Notch ainsi qu’en induisant un arrêt du cycle. Au cours de ma thèse, j’ai mis en évidence un nouveau niveau de régulation de ces microARN par lequel ils contrôlent la réorganisation apicale du cytosquelette d’actine, en modulant l’expression et l’activité de certaines petites GTPases. Par ailleurs, j’ai identifié et caractérisé des séquences variantes des miR-34/449 canoniques, appelées isomiR. Tandis que ces isomiR partagent des fonctions semblables à celles de leurs homologues canoniques, ils apportent également une complémentarité d’action en modulant des transcrits cibles spécifiques. Enfin, le dernier axe de mon travail a permis d’identifier le rôle de la voie de signalisation BMP dans la multiciliogénèse ainsi que d’élucider certains des mécanismes moléculaires par lesquels elle contrôle ce phénomène. L’ensemble de nos découvertes offre une opportunité inédite pour développer des stratégies thérapeutiques dans le traitement de maladies associées à des désordres ciliaires
Vertebrate multiciliated cells (MCC) project hundreds of motile cilia at their apical surface which coordinately beat to generate a directional fluid flow necessary for many biological functions including airway cleansing. Biogenesis of multiple cilia (multiciliogenesis) follows different key cellular steps corresponding to a cell cycle arrest, a massive multiplication of centrioles which then migrate to the apical surface to form basal bodies, from which cilia elongate. In 2011, my host laboratory evidenced that the miR-34/449 family of microRNAs control vertebrate multiciliogenesis by inducing the cell cycle arrest and by repressing the Notch pathway. My thesis work has revealed a new role of miR-34/449 by demonstrating that they modulate expression and activity of small GTPases to drive the apical reorganization of the actin network, a prerequisite for basal body anchoring. Besides, I have identified and characterized variant sequences of canonical miR-34/449 family, named isomiRs. Whereas these isomiRs share common biological functions with canonical miR-34/449 miRNAs, they may also contribute to a complementary effect by targeting specific transcripts. Finally, the last part of my work has contributed to the identification of the conserved role of the BMP pathway in the control of multiciliogenesis. I have evidenced some molecular mechanisms by which the BMP signal controls this phenomenon. Importantly, I demonstrated that BMP inhibition promotes regeneration of tracheal MCC in vivo in an asthmatic mouse model. Overall, our findings offer an unprecedented opportunity to develop novel therapeutic strategies to treat diseases associated with ciliary disorders

Les maladies fibroprolifératives se caractérisent par l’accumulation de constituants de la matrice extracellulaire en réponse à une agression chronique et répétée conduisant à la destruction de l’architecture tissulaire. Les myofibroblaste, sous l’influence du TGFβ, représentent les cellules effectrices majoritaires dans ce processus. Les miARN, régulateurs négatifs de l’expression génique, interviennent dans de nombreux mécanismes physio-pathologiques dont la fibrose tissulaire mais leur mécanismes d’action et la synergie potentielle entre miARN co-régulés au sein d’un même cluster restent mal compris. Nos travaux ont consisté à caractériser l’implication du cluster miR-199/214 généré à partir du LncARN DNM3os, dans la fibrose pulmonaire. Nous avons montré que les miARN de ce cluster participent à l’activation et à la différenciation des fibroblastes en myofibroblastes via la régulation des voies canoniques et non canoniques du TGF-β. Ce cluster agit également en tant qu’inhibiteur de la réparation épithéliale. In vivo, l’inhibition de l’un de ces « fibromiRs », a permis, dans un modèle murin, de réduire significativement les lésions de fibrose. Par ailleurs, de par leur présence et leur stabilité dans les fluides biologiques, les miARN représentent également une nouvelle classe de biomarqueurs diagnostiques ou pronostiques non invasifs. Nous avons ainsi montré que les niveaux sériques de miR-21-5p étaient augmentés chez les patients présentant une fibrose rénale sévère. Ces travaux soulignent l’importance des miARN dans la pathogénèse des maladies fibroprolifératives et montrent qu’ils représentent de nouvelles cibles thérapeutiques ou des biomarqueurs non invasifs
Fibrotic diseases are characterized by the accumulation of extracellular matrix components in response to chronic aggression leading to the destruction of tissue architecture. Myofibroblasts, controlled by TGFβ, are central effectors in this process. MiRNAs, negative regulator of gene expression, are involved in many patho-physiological mechanisms, including tissue fibrosis but their mechanisms of action and the potential synergistic activity between co-regulated miRNAs within the same cluster remain poorly understood. Our work consisted in characterizing the involvement of the miR-199/214 cluster, generated from LncRNA DNM3os, in pulmonary fibrosis. We have shown that these miRNAs are involved in the activation and the differentiation of fibroblasts to myofibroblasts through the regulation of canonical and non-canonical TGF-β pathways. This cluster also acts as an inhibitor of epithelial repair. In vivo, the inhibition of one of this “FibromiR”, significantly decrease fibrosis, in a murine lung fibrosis model. In addition, because of their presence and their stability in biological fluids, miRNAs also represent a new class of non-invasive diagnostic or prognostic biomarker. We showed that serum levels of miR-21-5p were increased in patients with severe kidney fibrosis. These studies highlight the importance of miRNAs in pathogenesis of fibrotic disorders and show that they represent new therapeutic targets or non-invasive biomarkers

Les courts ARN non codants tels que les microARN, les piARN et les siARN sont de petites molécules d’ARN de 20 à 30 nucléotides de long qui sont très bien conservées au cours de l’évolution. Elles s’associent à des protéines Argonautes afin de former un complexe effecteur appelé RISC (RNA induced silencing complex). Ces courtes séquences, ne codant pour aucune protéine, agissent comme de puissants régulateurs de l’expression des gènes. De nombreuses évidences supportent qu’une dérégulation du niveau d’expression de ces courts ARN non codants contribue au développement et au maintien de nombreuses pathologies telles que le cancer. De ce fait, il est essentiel pour la cellule de contrôler la stabilité des courts ARN non codants. Le contrôle de la maturation et de la stabilité de ces courts ARN non codants sont des mécanismes peu connus. L’objectif principal de mon doctorat a donc été de mieux comprendre comment le niveau des courts ARN non codants est contrôlé. Afin d’étudier plus en détail comment le niveau des microARN est régulé, nous avons identifié la phosphatase PPM-2 (PP2Cα chez l’humain) et l’E3 ubiquitine ligase HECD-1 (HectD1 chez l’humain) comme étant de nouveaux interacteurs du complexe de dégradation des microARN. Nous avons utilisé des approches de génétique et de biologie moléculaire chez le nématode C. elegans, pour étudier le rôle de la perte de fonction de ppm-2 et d’hecd1 dans la voie des courts ARN non codants. Nos travaux ont montré que la perte de fonction de ppm-2 induit des défauts développementaux qui sont associés à des défauts de la voie des microARN. De plus, l’absence de ppm-2 exacerbe les phénotypes développementaux observés dans des animaux où la voie des microARN est altérée. De manière intéressante, chez le mutant ppm-2, nous avons constaté que d’autres voies de courts ARN non codants, telles que la voie des piARN et celle de l’endosiARN nucléaire, sont affectées. Du point de vue moléculaire, nous avons observé une déstabilisation du niveau d’expression de plusieurs protéines Argonautes dans le mutant ppm-2. En effet, ces dernières sont envoyées à la dégradation par la voie du protéasome seulement chez des animaux mutés pour ppm-2. Concernant l’étude de HECD1, nous avons remarqué que la perte de fonction de cette ubiquitine ligase entrainait une diminution de la progéniture et une létalité embryonnaire attribuable à des défauts dans la gamétogénèse. De plus, nous avons observé une accumulation de miARN fonctionnels chez des animaux mutés pour hecd-1. L’ubiquitine ligase HECD-1 pourrait être impliquée dans la transcription ou la dégradation des miARN. En conclusion, nos résultats suggèrent que PPM-2 permet de contrôler la stabilité des protéines Argonautes en les dirigeant dans une voie alternative de dégradation et que l’ubiquitine ligase HECD-1 pourrait être impliquée dans la régulation des miARN en modulant leur transcription ou leur dégradation. Mes travaux de doctorat nous ont permis de mettre en lumière un nouveau modulateur des courts ARN non codants, PPM-2, qui agit via le contrôle de la régulation des Argonautes. Les avancées de la recherche dans le domaine des courts ARN non codants pourra permettre le développement de nouvelles thérapies.
Les courts ARN non codants tels que les microARN, les piARN et les siARN sont de petites molécules d’ARN de 20 à 30 nucléotides de long qui sont très bien conservées au cours de l’évolution. Elles s’associent à des protéines Argonautes afin de former un complexe effecteur appelé RISC (RNA induced silencing complex). Ces courtes séquences, ne codant pour aucune protéine, agissent comme de puissants régulateurs de l’expression des gènes. De nombreuses évidences supportent qu’une dérégulation du niveau d’expression de ces courts ARN non codants contribue au développement et au maintien de nombreuses pathologies telles que le cancer. De ce fait, il est essentiel pour la cellule de contrôler la stabilité des courts ARN non codants. Le contrôle de la maturation et de la stabilité de ces courts ARN non codants sont des mécanismes peu connus. L’objectif principal de mon doctorat a donc été de mieux comprendre comment le niveau des courts ARN non codants est contrôlé. Afin d’étudier plus en détail comment le niveau des microARN est régulé, nous avons identifié la phosphatase PPM-2 (PP2Cα chez l’humain) et l’E3 ubiquitine ligase HECD-1 (HectD1 chez l’humain) comme étant de nouveaux interacteurs du complexe de dégradation des microARN. Nous avons utilisé des approches de génétique et de biologie moléculaire chez le nématode C. elegans, pour étudier le rôle de la perte de fonction de ppm-2 et d’hecd1 dans la voie des courts ARN non codants. Nos travaux ont montré que la perte de fonction de ppm-2 induit des défauts développementaux qui sont associés à des défauts de la voie des microARN. De plus, l’absence de ppm-2 exacerbe les phénotypes développementaux observés dans des animaux où la voie des microARN est altérée. De manière intéressante, chez le mutant ppm-2, nous avons constaté que d’autres voies de courts ARN non codants, telles que la voie des piARN et celle de l’endosiARN nucléaire, sont affectées. Du point de vue moléculaire, nous avons observé une déstabilisation du niveau d’expression de plusieurs protéines Argonautes dans le mutant ppm-2. En effet, ces dernières sont envoyées à la dégradation par la voie du protéasome seulement chez des animaux mutés pour ppm-2. Concernant l’étude de HECD1, nous avons remarqué que la perte de fonction de cette ubiquitine ligase entrainait une diminution de la progéniture et une létalité embryonnaire attribuable à des défauts dans la gamétogénèse. De plus, nous avons observé une accumulation de miARN fonctionnels chez des animaux mutés pour hecd-1. L’ubiquitine ligase HECD-1 pourrait être impliquée dans la transcription ou la dégradation des miARN. En conclusion, nos résultats suggèrent que PPM-2 permet de contrôler la stabilité des protéines Argonautes en les dirigeant dans une voie alternative de dégradation et que l’ubiquitine ligase HECD-1 pourrait être impliquée dans la régulation des miARN en modulant leur transcription ou leur dégradation. Mes travaux de doctorat nous ont permis de mettre en lumière un nouveau modulateur des courts ARN non codants, PPM-2, qui agit via le contrôle de la régulation des Argonautes. Les avancées de la recherche dans le domaine des courts ARN non codants pourra permettre le développement de nouvelles thérapies.
Small non-coding RNAs, like microRNAs, piRNAs or siRNAs, are small RNA molecules, 20 to 30 nucleotides long that are conserved during evolution. They form an induced silencing complex (RISC) in association with Argonaute proteins to regulate gene expression. Small non-coding RNAs are involved in the regulation of genes implicated in cell proliferation, differentiation and development. Many evidences support that deregulation of the expression level of those small non-coding RNAs contribute to the development of pathologies such as cancer. It is therefore essential for cells to control small non-coding RNA stability. The control of maturation and stability of those small molecules are poorly understood. The main objective of my doctorate was to better understand how the stability of small non-coding RNAs is controlled. In order to study in more detail how miRNAs are regulated, we identified two factors involved in miRNA turnover in C. elegans. We found that the phosphatase PPM-2 (PP2Cα in human) and the E3 ubiquitin ligase HECD-1 (HectD1 in human) are new components of the miRNA degradation complex. Using the power of the nematode C. elegans and molecular biology, we characterized the role of the loss of function of PPM-2 and HECD-1 in small non-coding RNA pathways. Loss of this phosphatase induces developmental defects which are associated with a defect in the miRNA pathway. Genetically, the phosphatase mutant exacerbates the phenotypes that are observed in animals where the miRNA pathway is affected. Interestingly, we further observed that the loss of the phosphatase affects other small non-coding RNA pathways like the piRNA and the siRNA pathways. At the molecular level, we observed a decrease in the expression level of many Argonaute proteins in phosphatase mutant animals. Upon blocking proteasomal degradation with MG132, we noticed that Argonaute proteins are sent to proteasomal degradation in phosphatase mutant animals. Concerning HECD-1, we noticed that the loss of function of the E3 ubiquitin ligase leads to the decrease of progeny and embryonic lethality due to defects in gametogenesis. Moreover, we observed an accumulation of functional miRNAs. This protein can be implicated in transcription or turnover of miRNAs. VIIn conclusion, our data suggest that PPM-2 controls the stability of Argonaute proteins by sending them through an alternative degradation pathway and that HECD-1 could be implicated in miRNA regulation by modulating their transcription or degradation. My doctoral work helped to highlight a new modulator of small non-coding RNAs, PPM-2, which acts through the regulation of Argonaute protein. A better understanding of the mechanisms controlling the stability and the function of these strong regulators will be useful to develop new therapies.
Small non-coding RNAs, like microRNAs, piRNAs or siRNAs, are small RNA molecules, 20 to 30 nucleotides long that are conserved during evolution. They form an induced silencing complex (RISC) in association with Argonaute proteins to regulate gene expression. Small non-coding RNAs are involved in the regulation of genes implicated in cell proliferation, differentiation and development. Many evidences support that deregulation of the expression level of those small non-coding RNAs contribute to the development of pathologies such as cancer. It is therefore essential for cells to control small non-coding RNA stability. The control of maturation and stability of those small molecules are poorly understood. The main objective of my doctorate was to better understand how the stability of small non-coding RNAs is controlled. In order to study in more detail how miRNAs are regulated, we identified two factors involved in miRNA turnover in C. elegans. We found that the phosphatase PPM-2 (PP2Cα in human) and the E3 ubiquitin ligase HECD-1 (HectD1 in human) are new components of the miRNA degradation complex. Using the power of the nematode C. elegans and molecular biology, we characterized the role of the loss of function of PPM-2 and HECD-1 in small non-coding RNA pathways. Loss of this phosphatase induces developmental defects which are associated with a defect in the miRNA pathway. Genetically, the phosphatase mutant exacerbates the phenotypes that are observed in animals where the miRNA pathway is affected. Interestingly, we further observed that the loss of the phosphatase affects other small non-coding RNA pathways like the piRNA and the siRNA pathways. At the molecular level, we observed a decrease in the expression level of many Argonaute proteins in phosphatase mutant animals. Upon blocking proteasomal degradation with MG132, we noticed that Argonaute proteins are sent to proteasomal degradation in phosphatase mutant animals. Concerning HECD-1, we noticed that the loss of function of the E3 ubiquitin ligase leads to the decrease of progeny and embryonic lethality due to defects in gametogenesis. Moreover, we observed an accumulation of functional miRNAs. This protein can be implicated in transcription or turnover of miRNAs. VIIn conclusion, our data suggest that PPM-2 controls the stability of Argonaute proteins by sending them through an alternative degradation pathway and that HECD-1 could be implicated in miRNA regulation by modulating their transcription or degradation. My doctoral work helped to highlight a new modulator of small non-coding RNAs, PPM-2, which acts through the regulation of Argonaute protein. A better understanding of the mechanisms controlling the stability and the function of these strong regulators will be useful to develop new therapies.

La dermite atopique, une maladie inflammatoire de la peau, est connue pour son implication dans la sensibilisation aux allergènes via la barrière cutanée endommagée. Cette sensibilisation est associée au développement de certaines maladies allergiques, dont la rhinite allergique et l'asthme allergique. La cascade inflammatoire caractéristique de ces maladies inclut le recrutement de cellules pro-inflammatoires dont les éosinophiles qui sont alors augmentés et activés dans le sang. Jusqu'ici, très peu d'études ont analysé le transcriptome de ce type cellulaire et encore moins d'études se sont concentrées sur le profil différentiel des microARN (miARN) qui pourrait réguler la transcription et donc avoir un impact sur le niveau de certaines protéines et subséquemment sur la pathogénèse et la symptomatologie des maladies allergiques. Le but de cette étude était de mesurer les niveaux différentiels de miARN primaires (pri-miARN) dans les éosinophiles isolés de prélèvements sanguins d'individus atteints de maladies allergiques (dermite atopique, d'atopie, de rhinite allergique et d'asthme) et d'individus témoins (sans maladies allergiques). Les comptes différentiels ont également été évalués pour une série d'autres phénotypes liés aux maladies allergiques incluant des données de la fonction respiratoire et des données immunologiques. Dix-huit pri-miARN ont été identifiés comme différemment exprimés dans les éosinophiles d'individus atteints comparativement aux témoins. Ces 18 pri-miARN ont ensuite été groupés à l'aide de l'algorithme de Ward afin de les associer à un phénotype. Les groupes constitués ont été expliqués par le diagnostic d'asthme, l'historique familial de maladies respiratoires, l'historique familial de rhinite allergique et le compte cellulaire des neutrophiles sanguins. Cette étude a donc permis d'identifier 18 pri-=miARN primaires associés aux maladies allergiques ce qui contribue à documenter une part des mécanismes épigénétiques qui sous-tendent ces maladies.
The atopic dermatitis, an inflammatory disease affecting skin, is known to play an important role in allergen sensitization via the damaged skin barrier. This sensitization can lead to allergic diseases such as allergic rhinitis and allergic asthma. The inflammatory reactions leading to these diseases recruit a number of pro-inflammatory cells, including eosinophils, a cell type known for contributing to the damaging of epithelial cells. Few studies have focused on the impacts of the transcriptome on this cell type, and even fewer on the differential microRNA (miRNA) profiles that could regulate clinical manifestations and pathogenesis of diseases of the atopic march. Actually, the effect of miRNAs on these diseases is not entirely understood, but they could influence inflammatory pattens in these diseases and the proliferation of epithelial cells, thereby regulating these diseases in a post-transcriptional matter. The aim of this study was to find differential counts for primary miRNAS (pri-miRNAs) in eosinophil cells sampled isolated from blood of individuals affected with allergic diseases in order to better understand epigenetic mechanisms of these diseases. In order to do so, RNAs from individuals affected with atopic dermatitis, allergic rhinitis and asthma, as well as from non-affected individuals, were sequenced to evaluate differential pri-miRNA counts. These counts were also evaluated for respiratory function measures and immunology. 18 miRNAs from eosinophils were identified as differentially expresses between afflicted individuals and controls. These 18 miRNAs were then clustered using Ward's algorithm in order to find a phenotypic explanation to these miRNAs. Clusters were found to be explained by asthma diagnostic, familial history of respiratory diseases, familial history of allergic rhinitis and neutrophil cell count. These 18 miRNAs therefore allow to better understand epigenetic mechanisms underlying allergic diseases.

Les carcinomes thyroïdiens les plus fréquents développés à partir des cellules folliculaires sont les carcinomes papillaires (80%) et les carcinomes vésiculaires. Une nouvelle entité appelée « tumeurs de potentiel de malignité incertain » (TPMI), correspondant à des tumeurs difficiles à classer histologiquement, a été récemment proposée. Après recensement et analyse qualitative des collections d’échantillons thyroïde stockés dans le Centre de Ressources Biologiques du CHU de Nice et destinés à la recherche translationnelle, nous avons montré que certains fixateurs non formolés permettaient d’obtenir des acides nucléiques de meilleure qualité qu’avec le formol, sur des échantillons thyroïdiens fixés. Nous avons ensuite montré que la recherche de différents marqueurs immunohistochimiques et moléculaires n’apportaient pas d’aide diagnostique ou pronostique dans le cadre des TPMI. Dans le but de mieux connaître la physiopathologie, et de définir une signature de ces tumeurs, nous avons voulu caractériser, à l’aide de puces microRNA, le profil microRNA des TPMI. Leur profil s’est avéré être différent de celui des adénomes et des carcinomes thyroïdiens, mais nous n’avons pas pu individualiser un « set » de microRNA suffisamment significatif pour distinguer de façon très précise les TPMI des autres tumeurs thyroïdiennes. Notre travail s’est poursuivi par une analyse in vitro à partir de lignées cellulaires thyroïdiennes en étudiant les microRNAs modulés lors d’utilisation d’agents anti-cancéreux (inhibiteurs d’histones déacétylase). Nous avons pu mettre en évidence le rôle de certains microRNAs pouvant présenter un potentiel prédictif pour la réponse aux chimiothérapies
Papillary carcinomas and follicular carcinomas are the most frequent tumours of the thyroid gland. The term thyroid tumours of uncertain malignant potential (TT-UMP) has been proposed for a subgroup of tumours for which benignancy or malignancy cannot be assessed with certainty. We first describe how we set-up a biobank targeting diseases of a specific organ (thyroid gland), with the aim of developing translational research projects. We then evaluated formalin substitute fixatives on thyroid tumours and showed that some fixatives performed better for nucleic acid integrity than formalin fixative. We examined the impact on diagnosis of ancillary methods on TT-UMP, and showed that immunochemistry and molecular genetic profiling were not useful in detecting high-risk population. We then conducted an extensive expression profiling study at the microRNA level on thyroid tumours including TT-UMP in order to better characterize these entity. We demonstrated that TT-UMP microRNA profile differ slightly but specifically from carcinomas, but was not sufficient per se in distinguishing TT-UMP from the other thyroid tumour. We then characterize the antitumor activity of histone deacetylase inhibitors (HDACi) induced-microRNAs on thyroid cancer cells and showed that some microRNA might be used as biomarker for HDACi treatment efficacity

Gpr88, un récepteur orphelin couplé aux protéines G, est fortement et presque exclusivement exprimé dans les neurones épineux moyens du striatum. Ainsi, il pourrait participer dans les fonctions motrices et cognitives qui sont altérés dans les maladies neuropsychiatriques comme la schizophrénie (SZ). L'objectif de cette thèse était d’étudier l’implication de Gpr88 dans les dysfonctionnements liés à la SZ par inactivation locale de Gpr88 dans le Noyau Accumbens dans un modèle neurodévelopmental de SZ chez le rat. Ce modèle a été obtenu par un traitement néonatal à la phéncyclidine (PCP), un antagoniste non-compétitif des récepteurs N-méthyl-D-aspartate, qui produit des altérations à long terme dans le comportement du rat imitant les symptômes de la SZ. Afin de mieux comprendre le rôle de Gpr88 dans la symptomatologie de la SZ nous avons comparé les effets d’inactivation de Gpr88 et du gène codant pour les récepteurs dopaminergiques D2 (Drd2) dans la même structure. Les études réalisées ont permis de démontrer que la PCP néonatale provoque chez le rat adulte une hyperactivité en réponse à l’amphétamine et un déficit de discrimination de la nouveauté dans un contexte sociale. L'inactivation du Drd2 n’a pas modifié les altérations dans l'activité locomotrice et les déficits cognitifs induits par la PCP. Au contraire, l’inhibition de l’expression de Gpr88 a bloqué complètement l’hyperactivité induite par l'amphétamine et a amélioré le déficit de discrimination sociale provoquée par le traitement néonatale à la PCP. Ces résultats suggèrent que Gpr88 joue un rôle dans les manifestations associées à la SZ et pourrait représenter une nouvelle cible dans le traitement de la SZ
Based on genetic studies we have identified a new candidate gene (GPR88) for genetic predisposition to SZ. The Gpr88 gene encodes an orphan G protein-coupled receptor that is highly and almost exclusively expressed in the projecting medium spiny neurons of the striatum and, thus, may participate in motor functions and cognitive processes that are impaired in neuropsychiatric disorders such as schizophrenia (SZ). The aim of this thesis was to characterize the relevance of Gpr88 in SZ-related dysfunctions. In this perspective, we specifically inactivated the expression of Gpr88 in the Nucleus Accumbens by lentiviral-mediated microRNA transfer in a neurodevelopmental rat model of SZ. This model was obtained by a neonatal treatment with phencyclidine (PCP), a non-competitive N-methyl-D-aspartate receptor antagonist, which reproduces in rodents most symptoms of SZ. We compared the effects of the local inactivation of Gpr88 and of the dopamine receptor type 2 (Drd2) in the same structure. The results showed that neonatal PCP provoked in the adult rat a hyperlocomotion in response to amphetamine and social novelty discrimination deficits. The Drd2 inactivation was unable to modify the alterations in locomotor activity and the cognitive deficits induced by PCP. On the contrary, the silencing of Gpr88 resulted in the complete inhibition of the amphetamine-induced hyperlocomotion and in the improvement of the social novelty discrimination deficit elicited by the neonatal treatment with PCP. These results suggest that Gpr88 plays a role in SZ-associated behavior and may represent a novel potential target for the treatment of SZ

Depuis de nombreuses années, la lutte contre le cancer est un enjeu de santé publique majeur. Leglioblastome multiforme est une tumeur primitive du cerveau particulièrement agressive, avec unesurvie à 5 ans inférieure à 5%. Lors de ce travail de thèse, je me suis intéressée à la lutte contre cettepathologie sous différentes formes, en me concentrant sur l'aspect épigénétique. Dans un premiertemps, je me suis penchée sur les causes moléculaires à l’origine de l'apparition d'un glioblastome, afin d'améliorer sa prise en charge. Nous avons mis en évidence la capacité du diuron, un herbicidecouramment utilisé jusqu'en 2008 à induire la gliomagenèse lorsque son exposition est couplée à lasurexpression d'AKT dans des progéniteurs astrocytaires. Le diuron a aussi un impact sur la cytotoxicité des pDC et diminue leur capacité à détruire des cellules tumorales. Ensuite, nous avons démontré que TET2, une enzyme participant à la déméthylation de l'ADN n'était pas facteur pronostic au moment du diagnostic, mais que son augmentation était liée à un temps plus court entre deux résections, c’est-à-dire au moment de la rechute. La troisième partie de mon travail consistait à m'intéresser à la question du suivi de l'évolution de la réponse au traitement. Pour cela, nous avons démontré que la surexpression d'un exomiR était corrélée à la diminution du granzyme B dans le sang des patients. Enfin, nous avons étudié la mise au point de nouveaux traitements, basés sur les microARN, que ce soit tel quel ou sous forme d'une prodrogue méthylée. Derrière ce travail l'idée était de s'intéresser aux différentes phases par lesquelles le patient passe, pour essayer de répondre aux nombreux enjeux thérapeutiques et de participer à une meilleure prise en charge du patient à chaque stade
Since many years, fight against cancer is a major public health issue. Glioblastoma multiforme is aparticularly aggressive primary brain tumor, with a 5 years survival inferior to 5%. During my thesis, I focused on struggling this pathology under several forms, concentrated on epigenetics. First, I tried to find a way to anticipate glioblastoma emergence, in order to improve its care. We brought to light diuron capacity, an herbicide often used until 2008, to induce gliomagenesis when its exposure is coupled to AKT overexpression in astrocytary progenitors. Diuron also has a negative impact on NK cells cytotoxicity. Secondly, we demonstrated that TET2, an enzyme implicated in DNA demethylation was not a prognosis factor at diagnosis time, but its increase is correlated to a shorter time between two resections. Third part of my work consisted in interesting in monitoring the evolution to patient response to treatment. To this end, we demonstrated that an exomiR overexpression was correlated to granzyme B decrease in patients' blood. Finally, we studied development of new treatments, based on microRNA, unaltered or under a methylated prodrug form. With this work, the idea was to be concerned by several phases which patients undergo, in order to try to answer to numerous therapeutic issue and to participate to a better care of patients to every level : before, during and after disease

Présents chez tous les métazoaires, les microARNs jouent un rôle critique dans la régulation de gènes impliqués dans la prolifération et la différenciation cellulaire. Ces courtes molécules d'ARN altèrent la production protéique en liant spécifiquement les régions non codantes des ARNm. Les microARNs sont transcrits par l'ARN polymérase II (Pol II) sous forme d'un long transcrit primaire et vont passer par deux étapes de clivage successives pour former le microARN mature. Le microARN mature est pris en charge par une protéine Argonaute pour former le complexe effecteur de la voie, le miRISC. Chacune des étapes de la biogenèse des microARNs peut être régulée pour modifier la production globale ou spécifique des microARNs. Des études récentes ont démontré que la maturation et la stabilité des microARNs sont des facteurs importants pour conserver l'homéostasie cellulaire. De nombreuses évidences supportent qu'une altération du niveau cellulaire de ces petites molécules régulatrices contribue au développement et au maintien de diverses maladies, dont le cancer. À ce jour, il existe peu de connaissance sur le contrôle de la maturation et de la stabilité de ces courts ARNs non codants. Les deux Argonautes, alg-1 et alg-2 impliqués dans la voie des microARNs chez le nématode C. elegans sont synthétiques létaux. Un criblage génétique chez C. elegans visant à identifier de nouveaux gènes synthétiques létaux avec alg-2, a permis d'identifier la protéine DCS-1 comme étant impliqué dans la voie des microARNs. Chez C. elegans, la perte de dcs-1 affecte le niveau de plusieurs microARNs, affectant l'expression génique chez ces animaux. Des analyses biochimiques supportent que DCS-1 affecte l'activité d'une enzyme responsable de la dégradation des microARNs chez le nématode, et ce, de façon indépendante de son activité de dégradation de la coiffe des ARNm. De plus, dans l'optique d'identifier les membres du complexe de dégradation, une analyse par spectrométrie de masse a permis d'identifier plusieurs candidats potentiels. Une analyse préliminaire de l'un de ces candidats a permis de démontrer que sa perte de fonction entraîne l'apparition de phénotype associé à une diminution de l'activité de la voie des microARNs et affecte le niveau de certains microARNs. Cette protéine, PPM-2, est une phosphatase et pourrait affecter le statut de phosphorylation d'une protéine importante pour la stabilité ou la dégradation des microARNs. En conclusion, DCS-1 fait partie d'un complexe de dégradation des microARNs avec la protéine XRN-1. L'identification de ce nouveau complexe de dégradation permet de mieux comprendre les mécanismes responsables du contrôle de ces ARNs. Une meilleure connaissance des mécanismes régulant la production et la stabilité des microARNs pourrait mener au développement de nouvelles avenues thérapeutiques.
In all metazoans, microRNAs play a critical role in the regulation of genes implicated in cell proliferation and differentiation. These small non-coding RNAs form a silencing complex called miRISC and alter protein synthesis upon binding mRNA untranslated regions (UTRs). miRNAs are transcribed by RNA Pol II as a long transcript call the pri-miRNA. The pri-miRNA will go through two steps of cleavage to form the mature miRNA. This mature miRNA is then loaded onto an Argonaute protein to form the effector complex; the miRISC. Each step of miRNA biogenesis is tightly regulated. Recently, miRNA production and stability have been shown to be an important step in this pathway. Several proteins, such as p53, can modulate microRNA biogenesis and many other proteins are implicated in miRNA stabilization and degradation. A tight control of these regulatory RNA is essential since miRNA misregulation is associated with several diseases. Here we identified the ortholog of human decapping enzyme DcpS (DCS-1) as an important regulator of miRNA level in C. elegans by forming a degradation complex with XRN-1, idependantly of its catalytic activity. In C. elegans, the loss of dcs-1 affects the level of several microRNAs leading to a misregulation of their mRNA targets. Biochemical analysis, support that DCS-1 contributes to degradation of unbound microRNA, which is dependent on the 5' to 3' exonuclease XRN-1. In order to better understand the regulation of miRNAs, we sought to identify other members of this complex. An initial study of proteins identified by mass spectrometry revealed that the loss of ppm-2 induces several developmental defects associated with the loss of miRNAs. As PPM-2 is a phosphatase, our results suggest that it could affect the stability of the degradation complex by targeting one of its components or the miRNA loading on the Argonaute protein. In conclusion, our data support that DCS-1 is part of a degradation complex. Importantly, this study identified the first modulators of microRNA degradation in animals and proteins forming this complex are conserved in human suggesting that they could also be implicated in microRNA degradation in higher organisms. Since microRNA are misregulated in many human diseases, identification of factors modulating their stability could lead to new therapeutic approaches.

Les microARNs sont des régulateurs endogènes de l’expression protéique. MiR-378 et miR-378* se trouvent dans un intron du gène Ppargc1b qui code le co-activateur transcriptionnel PGC-1β, régulateur de la dépense énergétique et de la biogenèse mitochondriale. Ces deux miRs étant hautement exprimés dans les cellules cardiaques, nous avons voulu mieux comprendre leur rôle dans ces cellules et identifier leurs cibles à travers un crible protéomique. Nous avons surexprimé ces deux miRs dans des H9c2 et avons identifié 87 protéines sous exprimées en leur présence. Nos analyses bioinformatiques ont permis d’identifier 20 protéines prédites comme cibles des miRs, dont 10 ont été validées par Q-PCR et essais luciférase. Nos résultats montrent que ces miRs ciblent des protéines chaperonnes et/ou régulatrices du calcium impliquées dans le stress du réticulum endoplasmique (RE) comme la GRP78, la PPIA et la caluménine. MiR-378 inhibe également la lactate déshydrogénase A et réduit la prolifération cellulaire alors que miR-378* cible les protéines du cytosquelette : l’actine, la vimentine et la desmine. La surexpression de MiR-378* désorganise le cytosquelette de desmine dans le cardiomyocyte et induit une diminution de la surface du réseau mitochondrial, ainsi que des marqueurs de la chaîne respiratoire. Cette diminution est un effet direct de l’atteinte du réseau de desmine car son sauvetage par un vecteur AAV surexprimant la desmine bloque l’effet du miR. Nos résultats montrent que miR-378 et 378* établissent une lien entre le métabolisme énergétique, le remodelage du cytosquelette et les fonctions du RE via la régulation post-transcriptionnelle des protéines clés de ces voies
MicroRNAs are endogenous regulators of gene expression. MiR-378 and miR-378* are localized in the first intro of the Ppargc1b gene that codes the transcriptional co-activator PGC-1β, a regulator of energy expenditure and mitochondrial biogenesis. These miRs are highly expressed in cardiac cells. To better assess their role in cardiomyocytes, we identified miR-378 and 378* targets via a proteomic screen. We overexpressed these miRs in an H9c2 cell line and identified 87 down regulated proteins in their presence. Bioinformatic algorithms predicted 20 proteins as targets of the miRs. We validated 10 of them by Q-PCR and luciferase reporter assay. Our results show that these miRs target proteins involved in endoplasmic reticulum stress response such as chaperone and/or calcium buffering proteins GRP78, PPIA and calumenin. MiR-378 also targets lactate dehydrogenase A and impacts on cell proliferation whereas miR-378* targets cytoskeleton proteins actin, vimentin and desmin. MiR-378* disrupts the desmin network in the cardiomyocyte. Its overexpression decreases mitochondrial network area and the expression level of respiratory chain components. This decrease seems to be a direct effect of the damage to the desmin network since its rescue with a desmin-overexpressing-AAV blocks the deleterious effect of miR-378*. Our results show that the miR-378/378* hairpin establishes a connection between energy metabolism, cytoskeleton remodeling and endoplasmic reticulum function through post-transcriptional regulation of key proteins involved in theses pathways

Les dystrophies myotoniques sont les formes les plus courantes de dystrophies musculaires observées chez l’adulte. Les patients souffrent de défauts de la conduction et du rythme cardiaques. Les DM sont dues à l’expression d’ARN mutés contenant des expansions de répétitions des nucléotides CUG ou CCUG. Il a été montré que ces expansions de répétitions interfèrent avec la fonction de MBNL1 et CUGBP1. Les microARN (miARN) jouent un rôle important dans le fonctionnement du cœur. Nous avons identifié une diminution significative de l’expression de miR-1 dans des échantillons de cœur de patients DM. En accord avec cette diminution, les cibles de miR-1 sont surexprimées au niveau protéique dans le cœur de patients DM. De plus, nous avons observé une diminution de l’expression de la forme mature de miR-1 alors que la quantité de son précurseur, pré-miR-1, est inchangée, suggérant un défaut de la maturation de pré-miR-1 dans le cœur de patients DM. La surexpression de longues répétitions CUG ou la déplétion de MBNL1 par shARN inhibent la maturation de pré-miR-1 suggèrant une régulation de la maturation de miR-1 par MBNL1. D’autre part, nous avons montré que la voie Lin28-TUT4 inhibe la maturation de pré-miR-1 par Dicer. Finalement, MBNL1 et Lin28 entrent en compétition pour la liaison de pré-miR-1 suggérant un modèle selon lequel MBNL1 protégerait l’uridylation de pré-miR-1 par TUT4 en empêchant Lin28 de se lier. En conclusion, nos résultats démontrent une dérégulation de la maturation d’un miARN chez les patients DM. Enfin, nous proposons que la diminution de miR-1 dans le cœur de patients DM puisse participer aux défauts cardiaques observés chez les patients DM
Myotonic Dystrophy (DM) is the most common form of muscular dystrophy in adult and is characterized by several symptoms including cardiac conduction abnormalities and arrhythmia resulting in sudden death. DM is caused by expansions of CUG or CCUG repeats which interfere with pre-mRNAs processing through dysfunction of the MBNL1 and CUGBP1 RNA-binding proteins. Micro-RNAs (miRNA) play an important role in heart functions. Using microarray and qRT-PCR, we identified a downregulation of miR-1, in heart samples of Myotonic Dystrophic patients. In agreement with decreased level of miR-1 we found that targets of miR-1 are up-regulated at the protein level in DM1. Importantly, while we found a down-regulation of the mature miR-1, we observed no changes in the quantity of pre-miR-1 both in DM1 cell models and patient heart samples. We demonstrated that expanded CUG repeats and shRNA-mediated depletion of MBNL1 inhibit exogenous and endogenous pre-miR-1 processing. Furthermore, we found that MBNL1 binds UGC motifs located within the pre-miR-1 loop. Next, we observed that Lin28 binds pre-miR-1 loop and promotes uridylation of pre-miR-1 by TUT4. Finally, we demonstrated that MBNL1 and Lin28 compete for pre-miR-1 binding suggesting a model in which MBNL1 protects pre-miR-1 from uridylation by Lin28-TUT4. In conclusion, our results demonstrate for the first time that miRNA maturation is altered in Myotonic Dystrophic patients, and suggest a novel function to MBNL1 as a regulator of miRNA processing and a new target of Lin28-TUT4: miR-1. We propose that the down-regulation of miR-1 may be involved in the heart defects observed in DM patients

L’objectif du projet de thèse a été d’étudier le rôle du Facteur de Réponse au Serum (SRF) dans la régulation des microARNs (miRs) et de leurs cibles en aval dans le cœur en condition basale et en réponse à un stimulus hypertrophique. Des souris inactivées pour Srf dans le cœur adulte (SRFHKO) montrent un remodelage excentrique en réponse à des traitements hypertrophiques. Un crible Q-PCR a révélé 15 miRs diminués dans le cœur SRFHKO en conditions basales et par la phényléphrine (PE), incluant miR-1 et miR-133. De plus, 25 miRs sont induits par la PE à un niveau comparable chez les souris contrôles er SRFHKO. Nous avons identifié une boucle de régulation négative avec SRF régulant la transcription du NCX1 et de miR-1 et avec miR-1 diminuant le taux protéique du NCX1. Nous montrons ensuite que l’Annexine A5 (AnxA5), une protéine fixant les phosphatidylsérines et le calcium interagissant avec le NCX1, est une cible de miR-1 augmentée dans le SRFHKO. Une surexpression adénovirale de l’AnxA5 protège des cardiomyocytes en culture contre l’apoptose induite par un stress oxydant et abolit l’apoptose induite par une surexpression de miR-1. Enfin, nous montrons que la surexpression de l’AnxA5 prolonge les transitoires calciques dans des cardiomyocytes adultes stimulés par des pulses électriques et qu’elle diminue l’extrusion du calcium par le NCX1 après application de la caféine. En conclusion, notre étude a révélé un nouveau rôle du SRF dans la régulation de l’apoptose des cardiomyocytes et des flux calciques par une boucle de régulation fine impliquant miR-1 contrôlant le niveau protéique du NCX1 et de l’AnxA5 dans le cœur en état basal et hypertrophique

L'hyperchylomicronémie est une maladie rare et complexe impliquant plusieurs gènes qui sont eux-mêmes fortement régulés par plusieurs mécanismes et dont les voies métaboliques sont étroitement dépendantes de facteurs environnementaux. La survenue de la pathologie due à la présence de variants ou d'une association de variants sur ces gènes n'est pas toujours clairement définie. Ce qui suggère l'intervention d'autres mécanismes mal élucidés dans le développement des hyperchylomicronémies et la régulation du métabolisme des triglycérides. Nous avons essayé d'appréhender certains mécanismes causals dans la survenue de l hyperchylomicronémie en lien avec la présence de variants sur les gènes régulateurs APOC3 et LMF1 du métabolisme des triglycérides. Le gène APOC3 présente le variant SstI (rs5128) en région 3' non codante associée significativement à l'hypertriglycéridémie dans notre cohorte, nous avons cherché à caractériser sa régulation post-transcriptionnelle éventuelle par des microARN hépatiques ou intestinaux. Nos résultats ne confirment pas l'hypothèse d'une régulation du variant SstI du gène APOC3 par un microARN hépatique ou intestinal ciblant directement l'extrémité 3'UTR du gène APOC3. Le gène LMF1, nouveau gène candidat pour étudier les mécanismes des hyperchylomicronémies, est encore peu investigué. Nous avons mis en place son diagnostic génétique au sein du laboratoire ainsi qu'une technique in vitro permettant d'évaluer l'impact de la présence de certains variants codants de LMF1 sur l'activité post héparinique de la lipoprotéine lipase (LPL) par mesure de la lipolyse des triglycérides des VLDL. Nous avons mis en évidence des activités LPL significativement diminuées suggérant une dysfonction de LMF1 en présence des variants p.Gly172Arg (rs201406396), p.Arg354Trp (rs143076454), p.Arg364Gln (rs35168378), et des deux variants non-sens déjà décrits p.Tyr439Ter (rs121909397) et p.Trp464Ter (rs587777626). Ces travaux permettent de confirmer l'effet fonctionnel des variants LMF1 sur la régulation de la sécrétion de la LPL. Nous avons également retrouvé dans notre cohorte de 385 patients 18 variants sur la région 3' non codante du gène LMF1. Pour les trois variants : c*231C>A (rs75476513), c*512G>A (rs117039680), et c*530G>A (rs139657279), les résultats in vitro suggèrent une régulation post transcriptionnelle par les microARN. Ce qui pourrait ainsi expliquer le mécanisme de l'association de ces variants non traduits à l'hypertriglycéridémie. Ainsi, des interrelations des multiples gènes impliqués dans le métabolisme des triglycérides et leurs régulations à plusieurs niveaux simultanés modulent le phénotype d'hyperchylomicronémie. Il est nécessaire d'étudier tous les mécanismes complexes impliqués dans la régulation de la triglycéridémie afin de mieux appréhender la physiopathologie et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques
Hyperchylomicronemia is a rare and complex disease involving several genes which are themselves highly regulated by several mechanisms and whose metabolic pathways are closely dependent on environmental factors. The occurrence of this disease due to the presence of variants or a combination of variants on these genes is not always clearly defined. This suggests the intervention of other ill-defined mechanisms in the development of hyperchylomicronemia and the regulation of triglyceride metabolism. We have tried to understand certain causal mechanisms in the occurrence of hyperchylomicronemia in relation to the presence of variants on the APOC3 and LMF1 known regulatory genes of triglyceride metabolism. APOC3 gene carries the SstI variant (rs5128) in the 3' untranslated region significantly associated with hypertriglyceridemia in our cohort. We sought to characterize its possible post-transcriptional regulation by hepatic or intestinal microRNA. Our results obtained in vitro do not support the hypothesis of a regulation of the SstI variant of the APOC3 gene by a hepatic or intestinal microRNA directly targeting the 3'UTR of APOC3 gene. LMF1 gene, a new candidate gene for studying the mechanisms of hyperchylomicronaemias, is still under investigation. We have established its genetic diagnosis in the laboratory and set up an in vitro method to evaluate the impact of LMF1 coding variants by measuring the release of post-heparin lipoprotein lipase (LPL) activity. We found decreased LPL activities suggesting a LMF1 dysfunction in the presence of variants p.Gly172Arg (rs201406396), p.Arg354Trp (rs143076454), p.Arg364Gln (rs35168378), and the two nonsense variants already described p.Tyr439Ter (rs121909397) and p.Trp464Ter (rs587777626). This study confirms the functional effect of LMF1 variants on the regulation of LPL secretion. In addition, we found 18 variants on the 3' untranslated region of LMF1 gene. For three variants : c*231C>A (rs75476513), c*512G>A (rs117039680), and c*530G>A (rs139657279), in vitro results suggest a post-transcriptional regulation by microRNA. These findings are an involvement of these untranslated variants in the occurrence of hypertriglyceridemia.Thus, complex interrelations of multiple genes involved in triglyceride metabolism and their simultaneous multi-level regulation modulate the phenotype of hyperchylomicronemic patients. It is necessary to study all the complex mechanisms involved in the regulation of triglyceridemia in order to better understand pathophysiology of hyperchylomicronemia and to develop new therapeutic targets

Au cours de ma thèse, j’ai étudié la contribution de miR-205 dans le développement du cancer du sein. MiR-205 a été choisi suite à l'analyse comparative de l'expression du miRome entre la lignée « normale » MCF10A et une lignée cancéreuse dérivée MCF10A-CA1a. J’ai démontré que l’expression de miR-205 augmente durant la tumorigenèse tandis que miR-205 est non détectable dans la lignée cellulaire ayant un potentiel métastatique. De plus, j’ai montré que les cellules souches du cancer du sein expriment miR-205, contrairement à la population non souche. En utilisant des cultures de cellules épithéliales 3D, j’ai corrélé la fonction tumorigène de miR-205 à la répression de l'apoptose et non à une prolifération accrue. De plus, le niveau d'expression de la E-Cadhérine dépend de la quantité de miR-205 dans les différentes lignées cellulaires de MCF10A. Les études de perte de fonction suggèrent que la E-Cadhérine est impliquée dans le phénotype acini miR-205-Dépendant, en corrélation avec la transformation de cellules épithéliales du sein. L’ensemble de ces résultats met en lumière la complexité et la duplicité des miRNA durant le processus de cancérisation. Ce type d’étude ouvre des perspectives d’utilisation des miRNA dans le cadre des diagnostics et/ou thérapeutiques
During the time I was working on my thesis, I aimed to understand the role of miR-205 in breast cancer development. MiR-205 was chosen from the comparative analysis of total micro-RNAs expression in non-Transformed and tumorigenic cell lines of the MCF10A breast epithelial cell model. I demonstrated the complexity of miR-205 functions during breast epithelial cell transformation by showing miR-205 overexpression in transformed non-Invasive cell lines and miR-205 down-Regulation in cell line with metastatic potential. Moreover, we demonstrated increased level of miR-205 expression in breast cancer stem cells in comparison with non-Stem cells. Using 3D cultures of breast epithelial cells, I succeeded to correlate the tumorigenic function of miR-205 with its role in modulation of acinar size, and to attribute it to the apoptosis repression but not increased proliferation. Further, I was able to show that miR-205 exercises its oncogenic functions via targeting ZEB1, an inhibitor of E-Cadherin. Indeed, E-Cadherin expression level depends on the amount of miR-205 in different MCF10A cell lines. Downregulating E-Cadherin restored normal acinar morphology in miR-205 expressing cells, consistent with E-Cadherin being involved in the miR-205-Dependent acini phenotype that correlates with tumorigenic breast epithelial cell transformation