Tesis sobre el tema "Inhibiteurs CDK4"

Les vésicules extracellulaires (VEs), nanoparticules dérivées des membranes cellulaires, sont vectrices de matériels biologiques et circulent via les fluides de l’organisme. Elles se positionnent aujourd’hui comme des biomarqueurs potentiels de la progression du cancer et de la réponse aux thérapies. Le cancer du sein (CS) demeure la première cause de décès par cancer chez la femme, malgré de nombreuses stratégies thérapeutiques innovantes qui permettent d’améliorer la prise en charge et le taux de survie. Ainsi, l’identification de biomarqueurs spécifiques représente un réel espoir pour surveiller l’évolution de la maladie et prédire l’efficacité des traitements. L’objectif principal de ce projet de recherche a été de caractériser les VEs plasmatiques en tant que biomarqueurs potentiels de la réponse au traitement par inhibiteurs de CDK4/6 chez les patientes atteintes d’un cancer du sein métastatique (CSM) positif aux récepteurs hormonaux (RH+). Pour faciliter la recherche translationnelle sur l’utilisation des VEs en tant que biomarqueur circulant, nous avons établi une procédure en trois étapes, applicable en clinique : 1- les VEs ont été isolées du plasma par chromatographie d’exclusion de taille (SEC) semi-automatisée ; 2- la concentration plasmatique des VEs (i.e., vésiculémie) a été déterminée à l’aide du VideoDrop, un microscope utilisant le phénomène d’interférométrie ; et 3- la signature sphingo-lipidique a été analysée par spectrométrie de masse. Nous avons d’abord déterminé la vésiculémie dans une population saine afin d’établir une valeur de référence, en tenant compte des critères de sexe et d’âge. Ensuite, nous avons suivi l’évolution de la vésiculémie physiologique sur une période de 24 mois afin de la comparer avec celle des patientes atteintes d’un CSM RH+ à différents stades de leur prise en charge thérapeutique. Nos résultats révèlent que l’augmentation de la vésiculémie deux mois après le début du traitement est significativement associée à une progression précoce de la maladie. De plus, nous avons analysé la composition lipidique des VEs pour renforcer leur potentiel comme biomarqueurs de progression de la maladie. Une signature spécifique de 16 sphingolipides associés aux VEs nous a permis d’établir un score identifiant avec une précision de 82% les patientes résistantes au traitement par inhibiteurs de CDK4/6. Finalement, cette caractérisation des VEs plasmatiques comme biomarqueurs nous a conduit à explorer leur potentiel chez des patientes atteintes d’un CSM triple négatif et HER2+
Extracellular vesicles (EVs), nanoparticle entities derived from cellular membranes, transport biological materials and circulate through body fluids. They are currently positioned as potential biomarkers for cancer progression and therapeutic response. Despite numerous innovative therapeutic strategies improving management and survival rates, breast cancer (BC) remains the leading cause of cancer-related death in women. Thus, the identification of specific biomarkers represents a significant hope for monitoring disease progression and predicting treatment efficacy. The primary objective of this research project was to characterize plasma EVs as potential biomarkers of response to CDK4/6 inhibitors treatment in metastatic breast cancer (MBC) patients with hormone receptor-positive (HR+) status. To facilitate translational research on the use of EVs as circulating biomarkers, we established a three-step procedure clinically applicable: 1- EVs were isolated from plasma using semi-automated size-exclusion chromatography (SEC); 2- plasma EV concentration (i.e., vesiclemia) was determined using the VideoDrop, a microscope utilizing interferometry; and 3- the sphingo-lipidic signature was analyzed by mass spectrometry. We initially measured vesiclemia in a healthy population to establish a reference value, accounting for sex and age. Subsequently, we monitored the physiological vesiclemia evolution over 24 months and compared it with that of MBC HR+ patients at different treatment stages. Our results reveal that an increase in vesiclemia two months after treatment initiation is significantly associated with early disease progression. Furthermore, we analyzed the lipid composition of EVs to reinforce their potential as biomarkers of disease progression. A specific signature of 16 EV-associated sphingolipids enabled us to establish a score identifying CDK4/6 inhibitor-resistant patients with82% accuracy. Finally, this characterization of plasma EVs as biomarkers led us to explore their potential in MBC patients with triple-negative and HER2+ status

Les CDK/cyclines jouent un rôle majeur dans la progression du cycle cellulaire et dans le maintien de la prolifération des cellules cancéreuses, constituant ainsi des biomarqueurs clés et des cibles pharmacologiques attractives. Plus particulièrement, l’activité de CDK4/cycline D, kinase responsable de la progression de la phase G1 et de la transition G1/S, est dérégulée dans de nombreux cancers dont le mélanome. Cette hyperactivation est associée à des mutations, à l’amplification ou à la surexpression de CDK4, cycline D, p16INK4a ou encore pRb.Comme aucune approche sensible et directe n’existe pour évaluer l’activité de CDK4/cycline D dans des conditions physiologiques et pathologiques, le premier objectif de ma thèse a consisté à développer un biosenseur fluorescent permettant d’étudier cette kinase in vitro et in cellulo. Une fois caractérisé et validé in vitro, le biosenseur a été appliqué à la détection d’altérations de CDK4/cycline D dans des biopsies de peau humaine et de xénogreffes de mélanome dans des essais fluorescents d’activité kinase, ainsi que dans des cellules cancéreuses vivantes par microscopie de fluorescence et vidéo microscopie.Par ailleurs, peu d’inhibiteurs sont actuellement disponibles pour inhiber CDK4/cycline D et la plupart d’entre eux ciblent la poche de fixation de l’ATP. C’est pourquoi le second objectif de ma thèse a consisté à identifier des inhibiteurs non compétitifs de l’ATP, soit par élaboration rationnelle de peptides, soit par criblage de petites molécules. A cette fin, deux biosenseurs fluorescents ont été développés qui permettent d’identifier respectivement des composés ciblant l’interface entre CDK4 et cycline D ou des inhibiteurs allostériques capables de perturber la dynamique conformationnelle de CDK4. Des essais de criblage par fluorescence réalisés avec ces biosenseurs ont conduit à l’identification de touches qui ont été validées et caractérisées in vitro et dans des essais de prolifération cellulaire, et qui constituent des candidats prometteurs pour une chimiothérapie sélective du mélanome
CDK/cyclins play a central role in coordinating cell cycle progression, and in sustaining proliferation of cancer cells, thereby constituting established cancer biomarkers and attractive pharmacological targets. In particular, CDK4/cyclin D, which is responsible for coordinating cell cycle progression through G1 into S phase, is a relevant target in several cancers including melanoma, associated with mutation of CDK4, cyclin D, p16INK4a and pRb.As there are no sensitive and direct approaches to probe CDK4/cyclin D activity in physiological and pathological conditions, the first goal of my thesis has consisted in engineering a fluorescent biosensor to probe this kinase in vitro and in cellulo. Once characterized and validated in vitro, the biosensor was applied to detect CDK4/cyclin D alterations in biopsies from human skin and melanoma xenografts in fluorescence-based activity assays, and in living cancer cells by fluorescence microscopy and timelapse imaging.Moreover, only few inhibitors are currently available to target CDK4/cyclin D and most of them bind the ATP pocket. As such, the second major goal of my thesis project has consisted in identifying non-ATP competitive inhibitors, either through rational design of peptides or by screening small molecule libraries. To this aim, two fluorescent biosensors were engineered which discriminate compounds that target the interface between CDK4 and cyclin D, or that perturb the conformational dynamics of CDK4, respectively, from ATP-pocket binding compounds. Fluorescence-based screening assays performed with these biosensors lead to identification of hits, which were validated and characterized in vitro and in cell proliferation assays, and which constitute promising candidates for selective chemotherapy in melanoma

Les kinases cycline-dépendantes (CDK) sont des protéines régulatrices essentielles du cycle cellulaire. Elles contrôlent la prolifération cellulaire et sont souvent déréglées dans les cancers. De nombreux inhibiteurs de CDKs ont été élaborés et sont actuellement le sujet d'essais cliniques. Bien que Cdk1 soit un régulateur essentiel de cycle cellulaire, Cdk2 n’est pas nécessaire pour la progression du cycle cellulaire, mais favorise la tumorigenèse. Par conséquent, Cdk2 est une cible thérapeutique prometteuse. L’utilisation des inhibiteurs de kinases pour modifier la prolifération cellulaire s’apparente à appliquer une sélection Darwinienne. Cette sélection peut être modélisée mathématiquement. Cette approche a montré que des avantages sélectifs, mêmes marginaux, peuvent être d'une importance majeure dans la compétition inter-cellulaire et la progression du cancer. Selon ce principe, nous avons fait l’hypothèse que le fait que la Cdk2 ait un rôle mineur dans la progression du cycle cellulaire lui confèrerait le statut de cible pertinente pour une thérapie du cancer. Selon cette hypothèse, son inhibition serait bien tolérée, permettant de réduire le niveau d’activité CDK et ainsi agir contre la prolifération déréglée des cellules. Nous avons supposé qu’au lieu d’éliminer entièrement les cellules les plus prolifératives, qui seraient les plus sensibles au traitement, il serait potentiellement intéressant de les exploiter pour concurrencer l’émergence des cellules résistantes, moins prolifératives. L'utilisation d'un traitement continu à faible dose avec les inhibiteurs Cdk2 pourrait permettre de maintenir cet équilibre. L'objectif de la thèse était d'étudier si Cdk2 confère un avantage prolifératif aux cellules cancéreuses, si les cellules peuvent développer une résistance aux inhibiteurs de CDKs, et si oui, déterminer quels étaient les mécanismes de résistance qui permettent de réduire le « fitness » des cellules prolifératives. Pour répondre à ces questions, nous avons généré des lignées cellulaires ayant des degrés variés de résistance à un inhibiteur spécifique de Cdk2 (inhibant également Cdk1 à des concentrations élevées). Nous avons caractérisé leur capacité à proliférer en comparaison avec des cellules parentales et des cellules isogéniques n’exprimant plus Cdk2 en raison d’un « knock-out » du gène. Bien que dans ces premières cellules le gène Cdk2 est retrouvé non muté et que l'expression de la protéine Cdk2 reste inaltérée, l'activité kinase de Cdk2 est diminuée. Les cellules résistantes à l’inhibiteur prolifèrent efficacement in vitro. Cependant, lors des expériences de compétition avec les cellules parentales, sensibles aux inhibiteurs, elles sont perdantes. Ceci montre que le développement d’une résistance à un inhibiteur de kinase entraîne un désavantage sélectif. Malgré une prolifération normale en l’absence de compétiteurs, ce désavantage est mis en évidence dans une population mixte, validant ainsi l’hypothèse de départ. Nous avons constaté que les Cdk2 KO et les cellules résistantes à l’inhibiteur (R50) ont un métabolisme altéré. Ces cellules sont sensibles à l'épuisement des nutriments et du glucose ainsi qu’à l'hypoxie, malgré un taux de consommation d'oxygène normal, ce qui indique une augmentation de la glycolyse aérobique. Les cellules R50 surexpriment la protéine Cdk6, ce qui peut contribuer à la résistance à l'inhibition Cdk2. De plus elles sont sensibles à l’inhibition des Cdk4/6, cibles référencées dans le traitement de certaines classes de cancer du sein. Enfin, les cellules Cdk2 KO présentent un point de contrôle de la phase S perturbé. Ces résultats suggèrent que des inhibiteurs pharmacologiques ciblant Cdk2 pourraient être synergique avec d’autres traitements, par exemple l’inhibition concomitante de la réplication de l'ADN, de la glycolyse, ou de Cdk6. Cela pourrait ainsi diminuer la prolifération des cellules cancéreuses et empêcher l’émergence d'une résistance thérapeutique
Cyclin-dependent kinases (Cdk) are essential regulators of the cell cycle that support cell proliferation and are often deregulated in cancer. While Cdk1 is an essential regulator of the cell cycle, Cdk2 is not required for cell cycle progression but promotes tumorigenesis. Therefore, Cdk2 is a promising drug target. Many Cdk inhibitors have been developed and are currently undergoing clinical trials. Darwinian selection can be modelled mathematically, and such studies have shown that even marginal selective advantages can be of great importance in outcomes of cell-cell competition and cancer progression. We hypothesised that the non-essential role of Cdk2 for cell cycle progression may mean that it is a good target for cancer therapy as continual inhibition should be tolerated and should counteract deregulated cell proliferation in cancer. However, as with all chemotherapeutic agents, the development of clinical resistance is likely. We further hypothesized that applying a low-dose treatment with Cdk2 inhibitors should minimize chances of developing resistance, by maintaining competition between robustly proliferating cells that are sensitive to treatment, and resistant cells.The aim of the thesis was to investigate whether Cdk2 confers a proliferative advantage to cancer cells, whether cells can develop resistance to Cdk inhibitors, and if so, whether the mechanisms allowing resistance reduce cellular proliferative fitness.To answer these questions, we have created cell lines with varying degrees of resistance to a selective Cdk2 inhibitor (that at high doses, also inhibits Cdk1) and have characterised their proliferation capacity in comparison with parental cells and isogenic Cdk2 knockout cells. Although in these cells the Cdk2 gene is not mutated and the expression of Cdk2 protein remained unaltered, the kinase activity of Cdk2 is decreased. Similarly, Cdk2 gene knockout (Cdk2 KO) cells have reduced sensitivity to Cdk2 inhibition. Inhibitor-resistant cells proliferate efficiently but are outcompeted by parental, inhibitor-sensitive cells in competition experiments, confirming that inhibitor resistance entails a selective disadvantage. We found that the proliferation of both Cdk2 knockout and inhibitor-resistant (R50) cells is sensitive to nutrient and glucose depletion as well as hypoxia, despite a normal oxygen consumption rate, indicating increased aerobic glycolysis. R50 cells have highly upregulated Cdk6, which may contribute to resistance to Cdk2 inhibition. Moreover, they are sensitised to Cdk4/6 inhibition, which is currently authorised as a treatment for some classes of breast cancer. Finally, Cdk2 knockout cells have an impaired S-phase checkpoint. These results suggest that pharmacological inhibitors targeting Cdk2 might be synthetically lethal with other treatments, eg inhibition of DNA replication, of glycolysis, or of Cdk6. This might diminish cancer cell proliferation and prevent emergence of therapeutic resistance

Les kinases cycline-dépendantes (CDKs) sont des régulateurs essentiels du cycle de division cellulaire (CDK1, 2, 3, 4, 6, 7), de l’apoptose (CDK1, 5), et de la transcription (CDK7, 9). Les inhibiteurs pharmacologiques de CDKs constituent une nouvelle famille de produits anti-cancéreux potentiels : dix sont actuellement en clinique, dont la roscovitine issue de notre laboratoire. Ma thèse a porté sur l’identification, l’optimisation et la caractérisation détaillée des effets biochimiques et cellulaires de trois nouvelles classes d’inhibiteurs de kinases : indirubines-7-bromées (7BIO), meriolines et nouveaux analogues de la roscovitine (N&N1 et C&R8). Le 7BIO induit une mort cellulaire non-apoptotique par un mécanisme encore inconnu (pas de relargage de cytochrome C, pas d’activation de caspases). En revanche les meriolines et les roscovitine de seconde génération induisent une mort apoptotique classique suite à l’inhibition de CDK9. Qui conduit à une disparition d’un facteur de survie cellulaire essentiel, Mcl-1. Ces trois familles chimiques ont des effets anti-prolifératifs et tumoraux prometteurs
Cyclin-dependent kinases (CDKs) are key regulators of cell division cycle (CDK1, 2, 3, 4, 6, 7), apoptosis (CDK1, 5), and transcription (CDK7, 9). Pharmacological inhibitors of CDKs constitute a new family of potential antitumor agents: ten are under clinical trials, among which roscovitine, was discovered in our laboratory. My thesis is about identification, optimisation and characterization of biochemical and cellular effects of three new kinase inhibitory classes: 7-bromo-indirubins (7BIO), meriolin and new analogs of roscovitine (N&N1 and C&R8). 7BIO induces non-apoptotic cell death through an unknown mechanism (no release of cytochrome C, nor caspase activation). On the other hand, meriolins and second generation roscovitine analogs induce a classical apoptosis due to CDK9 inhibition, thus leading to disappearance of the cell survival factor, Mcl-1. These three classes of chemicals display promising anti-proliferative and antitumor properties

En dehors de son activité inhibitrice de MMPs, le TIMP-1 présente d'autres activités biologiques telles que des effets mitogéniques et anti-apoptotiques sur différentes lignées cellulaires. Nous avons montré que le TIMP-1 induit la survie des cellules érythroleucémiques humaines UT-7 en activant la voie JAK2/PI 3-kinase/Akt. Récemment, nous avons montré que le TIMP-1 se fixe à une pro-MMP-9 localisée à la membrane plasmique des cellules UT-7 et que l'expression membranaire de la pro-MMP-9 est nécessaire à l'effet anti-apoptotique du TIMP-1. Dans une première partie, nous montrons que CD44 permet l'ancrage de la pro-MMP-9 à la surface cellulaire et que cette protéine joue un rôle crucial dans l'effet anti-apoptotique du TIMP-1 puisque si l'on éteint l'expression de CD44, la pro-MMP-9 n'est plus localisée à la surface cellulaire et le TIMP-1 n'est plus capable d'induire la survie cellulaire. Dans la signalisation anti-apoptotique du TIMP-1, JAK2 est la première tyrosine kinase qui est phosphorylée suite à une stimulation par le TIMP-1. Dans une deuxième partie, nous avons étudié l'interaction entre CD44 et la tyrosine kinase JAK2. Nous montrons que CD44 est associée de manière constitutive à JAK2 et que cette interaction se fait via le domaine FERM de JAK2. D'autres kinases pourraient intervenir dans la signalisation anti-apoptotique du TIMP-1, parmi lesquelles les Src kinases. Dans une troisième partie, nous avons étudié l'implication de la Src kinase Lyn dans l'effet anti-apoptotique du TIMP-1. Nous montrons que la Src kinase Lyn joue un rôle crucial dans l'effet anti-apoptotique du TIMP-1 en amont de la PI 3-kinase
Besides its ability to inhibit MMP activity, TIMP-1 exhibits other biological functions such as mitogenic and anti-apoptotic effects on various cell lines. We showed that TIMP-1 induced UT-7 erythroid cell survival through activation of the JAK2/PI 3-kinase/Akt pathway. Recently, we showed that TIMP-1 specifically bound to pro-MMP-9 localized at the UT-7 plasmic membrane and that pro-MMP-9 membrane expression is crucial for TIMP-1 anti-apoptotic effect. In a first part, we showed that CD44 anchored pro-MMP-9 at the cell surface and that this protein played a crucial role in TIMP-1 anti-apoptotic effect since CD44 silencing abrogated pro-MMP-9 cell surface localisation and enabled TIMP-1-mediated cell survival. In TIMP-1 anti-apoptotic signalling pathway, JAK2 is the first tyrosin kinase phosphorylated following TIMP-1 stimulation. In a second part, we studied the interaction between CD44 and tyrosin kinase JAK2. We showed that CD44 is associated in a constitutive manner to JAK2 via the JAK2 FERM domain. Other kinases could be implicated in TIMP-1 anti-apoptotic pathway, among them the Src kinases. In a third part, we studied the implication of Lyn Src kinase in TIMP-1 effect. We showed that Lyn played a crucial role in TIMP-1 anti-apoptotic effect upstream the PI 3-kinase

Les kinases dépendantes des Cyclines (Cdk) contrôlent le déroulement du cycle cellulaire, mais leur étude est difficile car des mécanismes de compensation se développent lorsqu'une Cdk est absente. Cdk2 est principalement impliquée dans la phase de réplication de l'ADN, cependant l'ablation génétique de Cdk2 chez la souris n'a pas d'effet sur leur développement: les fonctions de Cdk2 sont compensées par d'autres Cdk. L'inhibition chimique permet de bloquer une Cdk et de limiter les compensations. Pour étudier les rôles de Cdk2, nous l'avons inhibé avec NU6102 qui sélectif pour Cdk2 dans le modèle xénope. Nous avons aussi développé des mutants de Cdk2 résistants à NU6102 pour vérifier sa sélectivité et avons cherché à mieux comprendre les paramètres qui déterminent l'affinité entre Cdk2 et un ligand. D'autre part, nous déterminons in vitro que NU6102 serait plus sélectif pour Cdk2 que pour les autres Cdk chez l'humain, et avons décrit les phénotypes induits par cet inhibiteur dans les cellules humaines en cultures. Ces résultats ne permettent pas de confirmer la sélectivité de NU6102 mais montrent que NU6102 a des caractéristiques intéressantes pour être utilisé dans le traitement contre le cancer. L'activité des Cdk est essentielle à l'initiation de la réplication de l'ADN, mais aucun substrat essentiel n'a été identifié chez les métazoaires. Nous avons réalisé un crible des protéines chargées sur la chromatine en présence et en absence d'activité Cdk dans le modèle xénope, afin d'identifier des substrats qui pourraient être impliqués dans la réplication. Ces résultats suggèrent que l'activité Cdk, qui initie la réplication au niveau des origines de réplication de l'ADN, pourrait être impliquée dans d'autres fonctions cellulaires
Cycline Dependant Kinases (Cdk) control cell cycle progression. The study of their roles is often difficult because of functional redundancy; when a given Cdk is absent, others may compensate. The main role of Cdk2 in the cell cycle is in the initiation of DNA replication, but absence of Cdk2 is compensated for by Cdk1. For example, mice with a genetic knockout of Cdk2 are viable. The chemical inhibition of Cdks may limit compensation by other Cdks. Therefore, to study Cdk2 roles, we have studied chemical inhibition by NU6102, which seems to be selective for Cdk2 in the Xenopus model. To verify the selectivity and study parameters that determine selectivity, we have designed and produced mutants of Cdk2 which are resistant to NU6102, allowing restoration of function in the presence of inhibitor. Moreover, we demonstrate in vitro that NU6102 is selective for Cdk2 compared to other human Cdks, and we describe phenotypes induced by NU6102 in cultured cells, which are interesting in the light of potential applications of NU6102 in cancer chemotherapy. Cdk activity is essential for initiation of DNA replication, but in metazoans no essential substrates are known. To identify potential Cdk substrates during DNA replication, we have performed a proteomics screen of the proteins loaded onto chromatin in the presence or absence of Cdk activity, in the Xenopus model. The results suggest that Cdk activity is not only required for assembling DNA replication complexes onto origins of replication, but may also be implicated in other cellular functions

L'activité fonctionnelle des cellules immunes est régulée par un équilibre entre des signaux activateurs et inhibiteurs. Les récepteurs inhibiteurs KIR (Killer cell Ig-like Receptors) exprimés par les cellules NK et par les lymphocytes T effecteurs mémoires lient les molécules du CMH-I et suppriment l'activation cellulaire via le recrutement de SHP-1. Pour mieux comprendre le rôle des KIR sur les cellules T CD4⁺, des transfectants KIR2DL1 ont été obtenus à partir d'une lignée T Jurkat et de lymphocytes T CD4⁺ primaires. Suite à une stimulation du TCR, la production d'IL-2 est augmentée dans les cellules T CD4⁺ transfectées par le KIR2DL1 indépendamment de son engagement, mais suite à son engagement l'activation induite par le TCR est inhibée. La co-stimulation du signal positif initié par le TCR via le KIR2DL1 nécessite des ITIM intacts et fait suite à leur phosphorylation. Il s'en suit le recrutement de SHP-2 et une augmentation de la phosphorylation de PKCθ et ERK. Lors du contact avec une cellule cible, la synapse est caractérisée par une augmentation du recrutement des p-Tyr, de SHP-2 et de la PKCθ. L'interaction avec une cellule cible exprimant les ligands du KIR2DL1 induit sa forte accumulation à la synapse et le recrutement de SHP-1/SHP-2 qui inhibent la production d'IL-2. Le KIR2DL1 induirait deux signaux opposés dans les cellules T CD4⁺ dépendant ou non de son engagement. Les résultats inattendus observés sur la régulation des cellules T CD4⁺ par le KIR2DL1, de part la dualité fonctionnelle des ITIM est fondamentale pour déterminer la capacité du système immunitaire à développer une réponse appropriée, c'est à dire à maintenir la balance tolérance/immunité
The functional activity of immune cells is controlled by a balance between activators and inhibitors signals. The Inhibitory killer Ig-like receptors (KIR) expressed on NK cells and memory effectors T-cell recognize the CMH-I molecules and inhibit cellular activation by SHP-1 recruitment. To better understand the fonction of KIR receptors on CD4⁺ T-cells, KIR2DL1 transfectants were obtained from human T-cell line and from primary CD4⁺ T-cells. Following TCR stimulation, IL-2 production is increased in CD4+ T cells transfected by KIR2DL1 independently of its engagement. When KIR2DL1 is engaged by its cognate ligand the TCR activation is inhibited. Co-stimulation of the TCR signaling by KIR2DL1 requires intact ITIM and their phosphorylation. It induces a subséquent SHP-2 recruitment and an increased of PKCθ and ERK phosphorylation. Synapses leading to activation are characterized by an increase in the recruitment of p-Tyr, SHP-2, and p-PKCθ. Interaction of KIR2DL1 with its ligand leads to a strong synaptic KIR2DL1 accumulation and SHP-1/SHP-2 recruitment resulting in the inhibition of TCR-induced IL-2 production. These data reveal that KIR2DL1 may induce two opposite signaling outputs in CD4⁺ T cells, depending on whether the KIR receptor is bound to its ligand. The unexpected results observed on the regulation of CD4⁺ T cells by KIR2DL1 receptors, through the functional duality of ITIM, is fundamental to determine the immune System capacity to develop an adapted answer, i. E. To maintain the balance between tolerance and immunity

Les pyrido[d]pyrimidines constituent une classe de composés intéressants tant sur le plan chimique que biologique. Une des applications courante pour cette famille concerne leur utilisation dans l’élaboration de nouvelles drogues inhibitrices de kinases. Dans ce travail nous nous sommes intéressés aux pyrido[3,2-d]pyrimidines, les moins décrites dans la littérature, car leurs voies d’accès sont souvent difficiles et les produits de départ sont très onéreux. Dans le cadre de la recherche de nouveaux agents cytotoxiques et d’inhibiteurs de kinases toujours plus sélectifs, nous avons développé de nouvelles méthodologies originales, efficaces et moins coûteuses, pour la synthèse des 2,4-dichloro et 2,4,7-trichloro pyrido[3,2-d]pyrimidines. La réactivité de ces deux synthons clés a été étudiée lors de réactions de substitutions nucléophiles aromatiques et divers couplages pallado-catalysés qui ont permis l’obtention d’un large panel de molécules polyfonctionnalisées en position 2, 4 et 7. Différentes analyses pharmacologiques ont été réalisées. L’inhibition des kinases (DYRK1A, CDK5, GSK3) par nos produits originaux et l’évaluation de leur cytotoxicité sur diverses cellules humaines cancéreuses ont été réalisées. Certaines molécules ont donné des résultats extrêmement prometteurs. Les relations entre structure et activité de ces nouvelles familles de composés sont discutées.

Ce travail de thèse reposait sur l’hypothèse que la variabilité génétique des protéines « cibles » des médicaments immunosuppresseurs de la famille des inhibiteurs de la calcineurine (ICN ; ciclosporine et tacrolimus) pourrait expliquer une partie de la variabilité observée dans leur efficacité et toxicité. Une revue de la littérature nous a permis de lister un panel de variants génétiques au sein de la voie de la calcineurine, considérés comme étant de bons candidats pour des études en transplantation. Ces variants n’ont pas été associés au risque de rejet aigu ou d’infection grave dans une étude incluant 381 patients transplantés rénaux suivis durant un an après la transplantation. La variabilité pharmacodynamique des ICN a ensuite été explorée au travers des régulations épigénétiques. Une analyse de la méthylation de l’ADN après exposition médicamenteuse a été menée sur deux modèles. Premièrement, la lignée cellulaire JURKAT a été utilisée pour développer la méthode d’immunoprécipitation de l’ADN méthylé (MeDIP). Chez des souris traitées par ciclosporine et tacrolimus durant 3 mois, nous avons ensuite isolé les cellules cibles des médicaments, les lymphocytes T CD4 puis, après immunoprécipitation de l’ADN méthylé et analyse par séquençage pangénomique haut débit (MeDIP-seq, séquençeur Ion Proton), nous avons recherché les régions du génome présentant des différences de méthylation induites par le traitement. L’analyse différentielle bio-informatique a été menée à l’aide des outils SAMtools (Li et col., 2009), BEDtools (Quinlan and Hall, 2010), MACS2 (Zhang et col., 2008) et Diffbind (Stark and Brown, 2011 - Bioconductor). Sur l’ensemble du génome, nous n’avons identifié que 24 régions présentant un niveau de méthylation modifié par l’exposition au tacrolimus. Le promoteur du gène Calm2, codant pour l’isoforme 2 de la calmoduline, semble être davantage méthylé chez les souris traitées. Ces résultats préliminaires semblent prometteurs pour la découverte de biomarqueurs épigénétiques de la réponse thérapeutique aux immunosuppresseurs
Inter-individual genetic variation might account for diverse efficacy and toxicity of calcineurin inhibitors (cyclosporin and tacrolimus). In particular, some variants located within genes coding for proteins of the calcineurin pathway can explain part of this variability. In this manuscript, a panel of candidate genes was selected based on bibliographic review and tested in a pharmacogenetics study encompassing 381 renal transplants followed for one year after surgery. None of these candidates was associated with the acute rejection or serious infection risks. Furthermore, the pharmacodynamic variability of these drugs was also investigated, exploring the use of epigenomics profiling as proximal readout of the calcineurin inhibition treatment. In particular, we investigated the impact of drug exposure on DNA methylation in two experimental models. Methylated DNA immunoprecipitation followed by high-throughput sequencing (MeDIP-seq, Ion Proton technology) was deployed in JURKAT cell line, used as in vitro model, and in CD4 T lymphocytes isolated from mice treated with either cyclosporin or tacrolimus for three months. After sequencing, the differentiated methylated regions caused by drug exposure were analyzed. Bioinformatics analyses were performed using SAMtools (Li et al., 2009), BEDtools (Quinlan and Hall, 2010), MACS2 (Zhang et al., 2008) and Diffbind (Stark and Brown, 2011 - Bioconductor). Overall, the genome-wide analysis revealed only 24 regions with a differentiated enrichment in DNA methylation after three month-tacrolimus treatment, indicating a targeted effect of these treatments on a subset of key genes. Of note, CALM2 promoter, coding for the calmodulin isoform 2 protein, showed significant hypermethylation in tacrolimus-treated mice. These preliminary results corroborate the interest in using DNA methylation as promising approach to identify candidate biomarkers for therapeutic drug monitoring in calcineurin inhibitor treatments

Les phosphatases CDC25 sont des éléments-clé de la régulation du cycle cellulaire chez les eucaryotes; elles activent par une double déphosphorylation les complexes CDK/cyclines permettant ainsi la progression dans les différentes phases du cycle. Leur sur-expression, observée dans des cancers très fréquents, est corrélée à une forte agressivité des tumeurs et un mauvais pronostic ce qui en fait des cibles d’intérêt en cancérologie. Deux nouvelles séries d’inhibiteurs ont été développées à partir d’une thiazolopyrimidinone (TZP), capable d’inhiber l’activité des CDC25, et préalablement identifiée par l’équipe. La première série a été obtenue par dimérisation de deux noyaux thiazolones conduisant à des inhibiteurs avec des CI50 de l’ordre du micromolaire sur CDC25B plus actifs que les mono-thiazolones, ces composés étant sélectifs vs PTP1B et VHR. De plus, ces dimères semblent interagir avec le site actif et la poche de liaison des inhibiteurs. Une deuxième série d’analogues de thiazolidin-4-one a été obtenue par simplification de la structure TZP. Une réaction à quatre composants, utilisant l’énergie micro-onde, a été développée pour préparer rapidement des inhibiteurs de CDC25B avec des CI50 de l’ordre du micromolaire. Enfin, une approche originale pour inhiber CDC25 en ciblant l’interaction CDC25/CDK-Cycline a débutée. Un crible in silico/in vitro sera réalisé afin d’identifier de petites molécules inhibitrices de cette interaction. Des études préliminaires pour la mise en place d’outils permettant l’évaluation de l’affinité de ces molécules pour le site de reconnaissance de CDK2 ont été engagées
CDC25 phosphatases are key regulators of the cell cycle and its checkpoints. Hence, they are required to dephosphorylate and thus activate the Cdk/Cyclin complexes triggering progression through the different phases. Over-expression of CDC25 has been demonstrated in a large number of human tumors and is often associated with aggressiveness and poor clinical prognosis. CDC25 phosphatases may therefore represent attractive targets for anti-cancer therapy. Starting from a thiazolopyrimidinone (TZP) structure, previously reported as CDC25 inhibitor in our laboratory, two series of new compounds have been developed. Dimerisation of the thiazolone scaffold led to bis-thiazolone derivatives with inhibitory activities in the micromolar range greater than that observed for the mono-thiazolones. Moreover, most of these compounds were selective CDC25 inhibitors. A second scaffold was designed by opening of the pyrimidine ring of the TZP, leading to thiazolidine-4-one derivatives that inhibit CDC25B activities with values of IC50 in the micromolar range. A four-component reaction, using micro-wave irradiation, was developed to rapidly prepare these compounds. Finally, an approach aiming at inhibiting the interactions between phosphatase CDC25 and its substrate CDK2 was engaged. Several virtual chemical libraries will be screened in silico, and the small molecules candidates selected will be assessed for their binding affinity using an in vitro assay, that we sought to develop

Au sein de l’unité mixte de recherche 619 de l’Institut National de Recherche Agronomique, le groupe « Organogénèse du Fruit et Endoréduplication » étudie les acteurs moléculaires prenant part au contrôle du cycle cellulaire dans le fruit de tomate. L’objet de la présente thèse est l’étude de l’inhibiteur du cycle cellulaire Kip-Related Protein, et son rôle durant le développement du fruit. Identification de motifs protéiques fonctionnels chez l’Inhibiteur de Kinase Cycline-Dependent SlKRP1 chez Solanum lycopersicum : Leur rôle dans les interactions avec des partenaires du cycle cellulaire Les Kip-related proteins (KRPs) jouent un rôle majeur dans la régulation du cycle cellulaire. Il a été montré qu’ils inhibent les complexes CDK/Cyclin et ainsi bloquent la progression du cycle cellulaire. Malgré leur manque d’homologie avec leurs homologues animaux au delà de leur motif de liaison CDK/Cyclin, localisé à l’extrémité C-terminal de la protéine dans les séquences de plante, des études antérieurs ont montré la présence de motifs conservés spécifiques aux plantes chez certaines KRPs. Nous n’avons cependant que peu d’information concernant leur fonction. Nous montrons ici que les KRPs sont distribués en deux sous groupes phylogénétiques, et que chaque sous-groupe dispose de courts motifs spécifiques conservés. Les KRPs du sous-groupe 1 disposent ainsi de six motifs conservés entre eux. Utilisant SlKRP1, qui appartient au sous-groupe 1, nous avons identifié des motifs responsables de la localisation de la protéine et de ses interactions protéine-protéine. Nous montrons que le motif 2 est responsable de l’interaction avec CSN5, une sous-unité du complexe signalosome, et que le motif 5 a un effet redondant avec le motif 3 pour ce qui est de la localisation sub-cellulaire de la protéine. Nous montrons de plus que SlKRP1 est capable de guider SlCDKA1 et SlCycD3;1 vers le noyau, et ce même en l’absence du motif de liaison CDK/Cycline précédemment référencé. Ce nouveau site d’interaction est probablement localisé dans la partie centrale de la séquence de SlKRP1. Ces résultats apportent de nouveaux indices quant au rôle de la partie encore méconnue de cette protéine. La surexpression de SlKRP1 dans le mésocarpe de tomate détruit la proportionnalité entre endoréduplication et taille cellulaire Le fruit est un organe spécialisé résultant du développement de l’ovaire après pollinisation et fertilisation, et qui offre un environnement adéquat pour la maturation des graines et leur dispersion. De part leur importance en nutrition humaine et leur importance économique, les espèces à fruit charnu ont été le sujet d’étude développementales principalement orientée vers la formation de l’ovaire, la mise à fruit et la maturation du fruit. La phase de croissance du fruit a été beaucoup moins étudiée, bien que la division cellulaire et la croissance cellulaire prenant place durant cette période soient cruciales à la détermination de la taille finale du fruit, ainsi que de sa masse et sa forme. Le développement du mésocarpe du fruit de tomate se déroule par la succession d’une phase de division cellulaire suivie d’une phase d’expansion cellulaire associée à l’endoréduplication, menant à la formation de cellules géantes (jusqu’à 0,5mm) avec des niveaux de ploïdie pouvant atteindre 256C. Bien qu’une relation évidente entre endoréduplication et croissance cellulaire ait été montrée par de nombreux exemples chez les plantes, le rôle exact de l’endoréduplication n’a toujours pas été élucidé, étant donné que la plupart des expériences induisant une modification du niveau d’endoréduplication dans la plante affectaient aussi la division cellulaire. Nous avons étudié la cinétique du dévelopement du mésocarpe de tomate au niveau morphologique et cytologique et avons étudié l’effet de la diminution du niveau d’endoréduplication sur le dévelopement du fruit en sur-exprimant l’inhibiteur du cycle cellulaire Kip-Related Protein 1 (SlKRP1) spécifiquement dans les cellules en croissance du mésocarpe de tomate. Nous montrons une proportionnalité directe entre endoréduplication et taille cellulaire durant le développement normal du fruit, ce qui nous a permis de construire un modèle de développement du mésocarpe définissant l’épaisseur du péricarpe en ne prenant en compte que le nombre de divisions cellulaires et le nombre de tours d’endoréduplication. De façon surprenante, les mésocarpes de tomate affectés dans leur niveau d’endoréduplication par la sur-expression de SlKRP1 ne sont pas affectés au niveau de la taille des cellules ou du fruit, ni dans leur contenu métabolique. Nos résultats démontrent pour la première fois qu’alors que le niveau de ploïdie est étroitement lié avec la taille des cellules et du fruit, l’endoréduplication n’est pas responsable de la croissance cellulaire du mésocarpe de tomate
Within the Joint Research Unit 619 of the National Institute of Agronomic Research (INRA), the group "Organogenesis of the Fruit and endoreduplication" examines the molecular players involved in cell cycle control in tomato fruit. The purpose of this thesis is the study of the cell cycle inhibitor Kip-Related Protein and its role during fruit development. Identification of protein motifs in the functional inhibitor of Cyclin-Dependent Kinase in Solanum lycopersicum SlKRP1: Their role in interactions with partners in the cell cycle The Kip-related proteins (KRPs) play a major role in the regulation of cell cycle. It has been shown to inhibit the CDK / Cyclin and thus block cell cycle progression. Despite their lack of homology with their counterparts in animals beyond their binding motif CDK / Cyclin, located at the C-terminal protein sequences in the plant, previous studies have shown the presence of conserved motifs plant specific in some KRPs, but there is little information about their function. We show here that the KRPs are distributed into two phylogenetic groups, and that each subgroup has specific short conserved motifs. The KRPs from subgroup 1 have six conserved motifs. Using SlKRP1, which belongs to subgroup 1, we have identified the motifs responsible for the localization of the protein and protein-protein interactions. We demonstrate that the pattern 2 is responsible for the interaction with CSN5, a subunit of the signalosome complex, and that the motif 5 is redundant with motif 3 with respect to the sub-cellular localization of the protein. We also show that SlKRP1 is capable of guiding SlCDKA1 and SlCycD3; 1 to the nucleus, even in the absence of CDK / cyclin binding motif previously referenced. This new site of interaction is probably located in the central part of the sequence of SlKRP1. These results provide new clues about the role of the little-known part of this protein. Overexpression of SlKRP1 in tomato mesocarp disrupts the proportionality between endoreduplication and cell size The fruit is a specialized organ which results from the ovary after pollination and fertilization, and provides a suitable environment for seed maturation and dispersal. Because of their importance in human nutrition and economic importance, fleshy fruit species have been the subject of study mainly focused on the developmental formation of the ovary, fruit set and fruit ripening. The stage of fruit growth has been much less studied, although cell division and cell growth taking place during this period are crucial to determining the final size of the fruit, as well as its mass and shape. The development of tomato fruit mesocarp occurs by the estate of a phase of cell division followed by a phase of cell expansion associated with endoreduplication, leading to the formation of giant cells (up to 0.5 mm) with ploidy levels of up to 256C. Although a clear relationship between endoreduplication and cell growth has been shown by many examples in plants, the exact role of endoreduplication has still not been elucidated, since most of the experiments leading to a change in the level of endoreduplication in plants also affected cell division. We studied the kinetics of the development of tomato mesocarp morphologically and cytologically and studied the effect of the reduced level of endoreduplication in the development of the fruit over-expressing the cell cycle inhibitor Kip-Related Protein 1 (SlKRP1) specifically in the growing cells of the tomato mesocarp. We show a direct proportionality between endoreduplication and cell size during normal development of the fruit, which allowed us to build a model for development of mesocarp defining the thickness of the pericarp by taking into account the number of cell divisions and the number of rounds of endoreduplication. Surprisingly, the tomato mesocarps affected in their level of endoreduplication by over-expression of SlKRP1 are not affected in terms of cell size and fruit, or on their metabolic content. Our results demonstrate for the first time that while the level of ploidy is closely linked with cell size and fruit, endoreduplication is not responsible for the cell growth of tomato mesocarp

Le développement d'une plante nécessite un contrôle précis entre prolifération cellulaire et différenciation. Le cycle cellulaire est contrôlé par des kinases dépendantes des cyclines (CDKs) dont l'activité est régulée à plusieurs niveaux, en particulier par des inhibiteurs (CKIs, cyclin dépendent kinase inhibitors). Le criblage d'une banque double hybride de la suspension cellulaire de tabac BY-2 avec une CDKA comme appât à permis l'isolement de deux ADNc, nommés NtKIS1a et NtKIS1b. Les deux ARNm proviennent d'un même gène de N. Tomentosiformis par épissage alternatif. La séquence protéique déduite de NtKIS1a présente de fortes similarités de séquence avec les CKIs de mammifères de la famille CIP/KIP, alors que ce n'est pas le cas de NtKIS1b. En accord avec cette observation, NtKIS1a mais pas NtKIS1b inhibe in vitro l'activité kinase de complexes CDK/cycline. Pour élucider le rôle de NtKIS1a et NtKIS1b au cours du développement, leur surexpression dans différentes espèces végétales a été réalisée. Les plantes d'Arabidopsis thaliana surexprimant NtKIS1b ont un phénotype sauvage, tandis que celles surexprimant NtKIS1a présentent d'importantes modifications morphologiques. L'ensemble de nos résultats suggèrent que les modifications phénotypiques proviennent d'une inhibition de la division et montrent donc que NtKIS1a est un inhibiteur de la division in planta. Des plantes surexprimant simultanément NtKIS1a et AtCycD3;1 ont été obtenues. Leur analyse montre que la surexpression du CKI NtKIS1a restaure un développement normal des plantes surexprimant AtCycD3;l, fournissant la première évidence d'une coopération CKI-cycline in planta. Dans le but d'appréhender les liens qui existent entre le cycle cellulaire et le développement, l'expression de deux gènes a été modifiée simultanément in planta : KNAT1 (knottedl-like from Arabidopsis thaliana), impliqué dans le développement et la fonction du méristème apical caulinaire, et NtKIS1a, impliqué dans l'inhibition du cycle cellulaire. L'analyse des plantes F1 montre que la co-expression de NtKIS1a et KNAT1 renforce le phénotype des plantes 35S::KNAT1, suggérant que les produits des deux gènes coopèrent au cours du développement
Plant development requires stringent controls between cell proliferation and cell differentiation. Proliferation is positively regulated by cyclin dependent kinases (CDKs), whose activity is regulated at several levels including inhibition by CDK inhibitors (CKIs). The screen of a two-hybrid BY-2 cell suspension library with a CDKA as a bait, allows the isolation of two cDNA, named NtKIS1a and NtKIS1b. NtKIS1a and NtKIS1b mRNAs arise from the same N. Tomentosiformis gene by alternative splicing. The deduced polypeptide from NtKIS1a shares strong sequence similarity with mammalian CIP/KIP inhibitors, which is not the case for NtKIS1b. Consistent with this, NtKIS1a but not NtKIS1b inhibits in vitro the kinase activity of CDK/cyclin complexes. To gain insight into the role of NtKIS1a and NtKIS1b during plant development, their overexpression in different species was achieved. Arabidopsis thaliana plants overexpressing NtKIS1b display a wild type phenotype, whereas plants overexpressing NtKIS1a display strong morphological modifications. Our results suggest that the inhibition of cell division is responsible for the phenotypic modifications and thus that NtKIS1a is a cell division inhibitor in planta. Plants overexpressing simultaneously NtKIS1a and AtCycD3;1 were achieved. Their analyze demonstrates that overexpression of the CKI NtKIS1a restores essentially normal development in AtCycD3;1 overexpressing plants, providing for the first time, evidence of Cyclin D-CKI co-operation within the context of a living plant. At the aim of highlighting the links between cell cycle and development, the expression of two genes was modify simultaneously in planta: KNAT1 (knotted1-like from Arabidopsis thaliana) involved in shoot apical meristem development and function, and NtKIS1a involved in cell cycle regulation. The analysis of the F1 plants shows that co-expression of NtKIS1a and KNAT1 enhance the KNAT1 phenotype, suggesting that the two gene products co-operate with each other during plant development

Les CDK sont les enzymes régulatrices du cycle cellulaire et leur dérégulation est impliquée dans l'apparition du cancer. Elles représentent de ce fait des cibles de choix dans la thérapie anti-cancéreuse. Au laboratoire, les recherches sont donc focalisées sur la synthèse d'inhibiteurs de CDK à la fois puissants et spécifiques. Des inhibiteurs synthétiques efficaces ont pu être découverts malgré la grande similitude structurale existant entre chaque CDK, et les purines constituent une des familles comportant les inhibiteurs les plus spécifiques. Au sein du laboratoire, la synthèse de purines 2,6,9-trisubstituées en tant qu'inhibiteurs potentiels de CDK est effectuée par synthèse parallèle. Cette stratégie a été appliquée tout d'abord en solution, et devra être optimisée sur résine pour ensuite aboutir à des bibliothèques de produits par synthèse supportée. L'objectif de ce travail de thèse est la synthèse de bibliothèques de purines originales à l'aide de la chimie du palladium, ainsi que leur évaluation biologique. Ainsi, après optimisation des conditions opératoires, de nouvelles purines ont pu être obtenues en solution en utilisant les réactions de Suzuki, de Sonogashira, d'amidation ou de carbonylation, puis leur activité inhibitrice de CDK a été déterminée. Une première approche sur support solide a consisté à étudier l'influence de la longueur du bras espaceur sur certaines réactions de couplage au palladium
CDK are key regulatory of cell cycle enzymes and their deregulation is involved in cancer. Therefore, they are targets of choice for cancer therapy. In the laboratory, researches are focused on the synthesis of powerful and specific CDK inhibitors. Effective synthetic inhibitors have been discovered despite the great structural similarity between each CDK, and purines are one of several families which include the most specific inhibitors. The synthesis of 2,6,9-trisubstituted purines as potential CDK inhibitors is carried out by parallel synthesis. This strategy was applied in solution at first, and should be optimized on resin to lead then to supported syntheses of libraries. This thesis deals with synthesis of new original purine libraries obtained by palladium coupling reactions, and their biological evaluation. Thus, after rection conditions optimization, new purines have been obtained using Suzuki, Sonogashira, amidation or carbonylation reactions. Then their CDK inhibitory activity has been tested. As a first approach on solid support, the influence of the spacer arm length in some palladium coupling reactions has been studied

Depuis la mise en évidence de l’existence des protéines kinases vers la fin des années 1950 cette famille d’enzymes s’est vu attribuer d’importants rôles dans divers mécanismes pathologiques notamment dans des processus de cancérisations. Plus récemment ces enzymes ont été identifiées comme potentiellement impliquées dans d’autres types de maladies telles que les maladies neurodégénératives.Deux projets de recherche seront présentés. Le premier projet expose la conception et la synthèse de nouveaux composés tricycliques de la famille des pyrido[3,4-g]quinazolines. Les propriétés inhibitrices de kinases des premiers dérivés ont été évaluées sur un panel de cinq kinases (CDK5, CK1, GSK3, CLK1 and DYRK1A) connues pour leurs implications dans la maladie d’Alzheimer. L’intérêt de ces nouveaux squelettes tricycliques comme inhibiteurs de kinases a été validé par des activités inhibitrices nanomolaire à l’encontre des kinases DYRK1A et CLK1. D’autre part l’obtention de structures co-crystallographiques d’interaction de deux dérivés avec le site ATP de la kinase CLK1 a permis de rationnaliser la substitution du motif pyrido[3,4-g]quinazoline. Le second projet présente le développement d’un nouveau dérivé de la staurosporine aglycone (K252c) dans lequel la partie lactame a été remplacée par un noyau pyrazole. Une étude préliminaire des propriétés biologiques de l’indolopyrazolocarbazole obtenu met en avant une cytotoxicité, du même ordre de grandeur que K252c, contre les lignées cellulaires K562 (leucémie humaine) et HCT116 (carcinome du colon). En revanche, le composé chef de file s’est révélé être un faible inhibiteur de cibles connues de K252c, les isoformes α and γ de la protéine kinase C et présente un bon potentiel inhibiteur des kinases Pim 1-3. Ce nouveau chemotype pourrait être un inhibiteur de kinases prometteur
In 1950’s protein kinases were found to play a critical role in cell signaling, rising strong research potential for this enzyme family. Initially investigated for their implications in cancerogenesis they were more recently found to be involved in a wide variety of diseases including neurodegenerative pathologies. Herein will be presented two research projects that offer bright new perspectives for the inhibition of kinases involved whether in neurodegenerative diseases or cancers.First, the design and synthesis of new pyrido[3,4-g]quinazoline derivatives will be described as well as their protein kinase inhibitory potencies toward five CMGC family members (CDK5, CK1, GSK3, CLK1 and DYRK1A) that are known to play a potential role in Alzheimer’s disease. The interest for this original tricyclic heteroaromatic scaffold as modulators of CLK1/ DYRK1A activity was validated by nanomolar potencies. CLK1 co-crystal structures with two inhibitors revealed the binding mode of these compounds within the ATP-binding pocket and led to the synthesis of new diversely substituted pyrido[3,4-g]quinazolines.Then the synthesis of a new derivative of the staurosporine aglycon (K252c), in which the lactam ring was replaced by a pyrazole moiety, will be depicted. The resulting indolopyrazolocarbazole inhibited Pim isoforms 1–3 whereas it did not impair the activity of two known targets of K252c, protein kinase C isoforms α and γ . The lead compound exhibited same cytotoxic activity as K252c toward both human leukemia and colon carcinoma cell lines (K562 and HCT116), strongly suggesting that this new scaffold deserves further investigations for treatment of malignancies associated with kinases activities

CDK5 est une protéine kinase exprimée de façon ubiquitaire et activée principalement dans le système nerveux central, ou elle joue un rôle important dans la transmission synaptique, la guidance axonale et la migration cellulaire, la plasticité synaptique et le développement neuronal. CDK5 est associée à la protéine p35 au niveau de la membrane cellulaire, et activée par clivage calpaine-dépendant de cette dernière en p25, ce qui conduit à la relocalisation de CDK5/p25 dans le cytoplasme cellulaire. CDK5/p25 phosphoryle de nombreux substrats dont la protéine Tau, contribuant ainsi à l’apparition de plaques neurofibrillaires responsable des pathologies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson, lorsqu’elle est hyperactivée. Plus récemment, l’expression et l’hyperactivation de CDK5 a été décrite comme impliquée dans le développement de cancers et en particulier de tumeurs cérébrales. Toutefois aucune approche ne permet actuellement de détecter et de mesurer l’activité de CDK5/p25 directement dans des cellules vivantes, au sein des tissus et des tumeurs concernées, dû à un manque d’outils fiables et sensibles pour quantifier les changements dynamiques de son activité kinase. Par ailleurs, peu d’inhibiteurs sont actuellement disponibles pour inhiber CDK5/p25, de manière spécifique, la plupart ciblant la poche de fixation de l’ATP.Le premier objectif de ma thèse a consisté à développer un biosenseur d’activité fluorescent de nature peptidique appelé CDKACT5 qui rapporte l’activité kinase de CDK5/p25 recombinante et dans des extraits cellulaires de manière dynamique et réversible suivant stimulation ou inhibition de cette kinase. Une fois caractérisé et validé in vitro, le biosenseur a été appliqué à la détection d’altérations de CDK5/p25 dans différentes lignées cellulaires de glioblastome dans des essais fluorescents d’activité kinase. Enfin CDKACT5 a été introduit dans des cellules neuronales vivantes afin de suivre les changements dynamiques d’activité de CDK5/p25 par microscopie de fluorescence et vidéo microscopie.Le deuxième objectif de ma thèse a consisté à développer un biosenseur fluorescent conformationnel dans le but d’identifier des inhibiteurs non compétitifs de l’ATP ciblant la boucle d’activation de CDK5. Le biosenseur CDKCONF5 a été exploité pour réaliser un criblage haut débit de trois chimiothèques de petites molécules. Les touches identifiées ont été validées et caractérisées in vitro, pour déterminer leur potentiel inhibiteur dans des tests d’activité kinase et de prolifération cellulaire, ainsi que leur mécanisme d’action. Ces molécules constituent des candidats prometteurs pour une chimiothérapie sélective du glioblastome
CDK5 is a protein kinase ubiquitously expressed but mainly activated in the central nervous system, where it plays an important role in neuronal functions such as synaptic transmission, axonal guidance and migration, synaptic plasticity and neuronal development. CDK5 is associated with p35 protein at the cell membrane, then activated by calpain-mediated cleavage of p35 into p25, which promotes relocalization of CDK5/p25 into the cytoplasm. CDK5/p25 phosphorylates a wide variety of substrates including Tau, thereby contributing to appearance of neurofibrillary plaques responsable for neurodegenerative pathologies such as comme Alzheimer’s et Parkinson’s, when hyperactivated. More recent studies suggest that CDK5 expression and hyperactivation are involved in glioblastoma during cell invasion and CDK5 expression has been reported to be correlated with the pathological grade of gliomas. However there are currently no tools available to monitor CDK5/p25 activity in its native cellular environment, in tissues or in tumours, due to an overall lack of reliable tools to quantify dynamic changes in its kinase activity in a sensitive and continuous fashion. Furthermore, few inhibitors are currently available to target CDK5/p25 in a specific fashion and most of them are ATP competitive inhibitors.The first goal of my thesis was to develop a fluorescent peptide biosensor named CDKACT5, that specifically reports on recombinant CDK5/p25 and on endogenous CDK5 activity in cell extracts in a dynamic and reversible fashion following stimulation or inhibition of this kinase. Once validated in vitro, this biosensor was applied to detect alterations in CDK5/p25 activity in different glioblastoma cell lines in fluorescent kinase activity assays. Finally CDKACT5 was introduced into cultured neuronal cells to monitor dynamic changes in CDK5/p25 activity by fluorescence imaging and time-lapse microscopy.The second goal of my thesis project consisted in developing a conformational fluorescent biosensor to identify non-ATP competitive inhibitors targeting the activation loop of CDK5. CDKCONF5 was implemented to perform a high throughput screen of three small molecule libraries. The hits identified were validated and characterized to determine their inhibitory potential in kinase activity and proliferation assays, as well as their mechanism of action. These compounds constitute promising for selective chemotherapy in glioblastoma

Comme pour tous les organismes pluricellulaires, la croissance et le développement des plantes nécessitent une coordination de la production de cellules via la mitose et la différenciation cellulaire. La progression du cycle cellulaire est contrôlée par les complexes CDK-cycline. Les inhibiteurs de ces complexes, les CKIs, représentent d’excellents candidats pour réguler cet équilibre entre les processus de prolifération et différentiation cellulaires qui ont lieu au cours du développement. Afin de mettre en évidence le rôle d’intégrateurs potentiel des CKIs, le développement floral a été utilisé en tant que modèle.Grâce à l’utilisation de la qRT-PCR, nous avons montré que durant le développement floral d’Arabidopsis thaliana, un groupe restreint de CKIs était exprimé. Nous avons choisi de travailler sur les deux CKIs les plus exprimés, KRP6 et KRP7. Une caractérisation fine de leur profil d’expression durant le développement a été réalisée en utilisant des approches complémentaires telles que l’analyse de l’activité de leur promoteur, de la dynamique de leur transcrit, de leur expression protéique et de leur régulation post-traductionnelle.Jusqu’à présent, seules des approches ‘gain de fonction’ ont été utilisées pour étudier le rôle des CKIs chez les plantes. C’est pour cela que nous avons choisi des approches ‘perte de fonction’ pour analyser le rôle de KRP6 et de KRP7 au cours du développement floral. Ainsi, nous avons généré des doubles mutants d’insertion krp6-krp7, krp3-krp6, krp3-krp7, des triples mutants d’insertion krp3-krp6-krp7 et diverses lignées ARN interférence avec des promoteurs spécifiques. Malgré l’étude de ces nombreuses lignées, nous n’avons pas réussi à mettre en évidence des effets phénotypiques associés à l’absence de la fonction CKI au cours du développement floral. Ces résultats mettent en évidence la redondance fonctionnelle qui semble exister entre les KRPs, ainsi un quadruple mutant pourrait être nécessaire pour entrainer des modifications développementales. Afin de mieux comprendre cette fonction d’intégrateurs des KRPs au cours du développement floral, les partenaires de KRP6 et de KRP7 ont été recherchés. Des criblages double-hybride ont été réalisés afin d’identifier des ADNc, spécifiques du développement floral, codant des protéines capables d’interagir avec KRP6 et KRP7. De façon intéressante, mis à part les cyclines de type D, un nouveau type d’interaction a pu être mis en évidence. Un sous-groupe de la famille des rémorines est capable d’interagir avec KRP6 ou KRP7 en système double-hybride. Les rémorines sont des protéines spécifiques du règne végétal, associées à la membrane plasmique mais dont la fonction reste à clarifier. Une approche BiFC en protoplastes BY-2 a permis de confirmer l’existence de ce type d’interaction. De plus, l’influence des rémorines sur la localisation intracellulaire des KRPs a été étudiée. En présence de ces nouveaux partenaires, KRP7 est capable d’adopter une localisation nucléo-cytoplasmique.Enfin, des résultats récents ont montré que l’AMPK était capable de phosphoryler p27KIP1, l’homologue fonctionnel des KRPs chez les mammifères. Ces évènements de phosphorylation entrainent des modifications de sa localisation intracellulaire et de son activité inhibitrice vis-à-vis des complexes CDK-cycline. Après la réalisation d’analyses in silico ayant permis de prédire des sites putatifs de phosphorylation par SnRK1, l’homologue de l’AMPK chez A. thaliana, pour certains KRPs, la protéine KRP6 sous forme recombinante a été utilisée pour réaliser des essais kinase in vitro. Une phosphorylation de KRP6 est détectée en présence de la sous unité catalytique activée de SnRK1. Contrairement aux mammifères, cet évènement de phosphorylation entraine une altération de l’activité inhibitrice de KRP6 sans modification de sa localisation intracellulaire. Cette abolition de l’activité de KRP6 a été confirmée in planta. En effet, les phénotypes associés à la surexpression de KRP6 peuvent être atténués par la surexpression simultanée de la sous-unité catalytique de SnRK1. L’existence de ce lien entre KRP6 et SnRK1 met en évidence une relation directe entre l’homéostasie énergétique et la prolifération cellulaire
As in all multicellular organisms, growth and development in plants require the coordination of cell production by division and cell differentiation. Progression through cell cycle is controlled by the kinase activity of CDK/cyclin complexes. Inhibitors of these complexes, CKIs, represent excellent candidates to regulate the balance between proliferation and differentiation processes during development. To get insight in the potential integrator role of CKIs, floral development was chosen as a developmental model. Using a real time quantitative PCR approach, we bring to light that during floral development of Arabidopsis thaliana, a restricted subset of CKIs was preferentially expressed. It was decided to focus our work on the two major expressed CKIs, KRP6 and KRP7. A better characterization of their expression patterns of during development was undertaken using complementary approaches such as promoter activity analysis, mRNA dynamics, protein expression and post-translational regulation analysis. Because until now ‘gain of function’ approaches have been largely applied to unravel the role of plant CKIs, our challenge was to detect a floral phenotype for KRP6 and KRP7 loss of function mutants, either using knock-out mutants or RNAi lines. We generated krp6-krp7, krp3-krp6, krp3-krp7 double mutants and krp3-krp6-krp7 triple mutant and also several RNAi lines with specifics promoters. Despite the study of these numerous lines, we were not able to highlight phenotypic effects associated with the absence of CKI function during floral development. All these results emphasis functional redundancy which appears to exist between all KRPs, thus quadruple mutant might be needed to provoke some developmental modification.In order to better understand the integrative function of KRPs during floral development, partners of KRP6 and KRP7 were assessed. Two-hybrid screens were performed to identify cDNAs from a “floral-buds-development” library encoding proteins that are able to interact with KRP6 and KRP7. Interestingly, apart from D-type cyclins, we brought to light a new type of interaction. Indeed, a sub-class of the remorin protein family was able to interact with KRP6 or KRP7 in yeast two-hybrid. Remorins are plant specific plasma membrane associated proteins with unknown function. A BiFC approach in BY-2 protoplasts allowed us to confirm remorins/KRP6-7 interactions. Furthermore, the influence of the presence of remorin proteins on KRP6/7 localisation was assessed. KRP7 is able to adopt a nucleo-cytoplasmic localisation in presence of its new partners.Finally, recent results have shown that AMPK is phosphorylating p27KIP1, KRPs functional counterpart in mammals. These phosphorylation events lead to changes in its cellular localisation and its inhibitory activity toward CDK-cyclin complexes. After in silico analysis aiming to predict potential AMPK Arabidopsis homologue SnRK1 phosphorylation sites within some KRPs protein sequences, recombinant KRP6 was used in order to perform in vitro kinase assays. Phosphorylation occurs efficiently on KRP6 when activated SnRK1 catalytic subunit is present. Furthermore, unlike in mammals, this phosphorylation event leads to an alteration of KRP6 inhibitory activity without modification of its cellular localisation. This abolition of KRP6 activity was confirmed by in planta analysis. Indeed, KRP6 overexpression phenotype can be attenuated by simultaneous SnRK1 catalytic subunit overexpression. The existence of this link between KRP6 and SnRK1 underscores a direct relationship between energy homeostasis and cell proliferation

Chez le bovin, l'ovocyte bloqué en prophase méiotique acquière séquentiellement son aptitude à reprendre la méiose, puis à se développer. Cette période de différenciation terminale permet le stockage d'ARN et de protéines, probablement nécessaires au développement embryonnaire précoce. Les ovocytes sortis du follicule reprennent spontanément la méiose. Une étape de pré-culture, mimant le blocage méiotique, pourrait leur permettre d'achever cette différenciation in vitro. Nous avons montré que l'utilisation de la roscovitine, inhibiteur spécifique du MPF, permet de cultiver des ovocytes en arrêt méiotique sans détériorer leur compétence au développement, ni la fonctionnalité des cellules du cumulus. Cette molécule nous a aussi permis d'améliorer notre compréhension des régulations du cycle cellulaire de l'ovocyte bovin et plus précisément de mettre en évidence l'existence d'au moins une voie de signalisation non directement liée à l'activité du MPF. Ces connaissances devraient permettre de définir des conditions de culture optimisées mais aussi la compréhension des mécanismes de reprise de la méiose des ovocytes et le discernement des événements liées à l'activité du MPF durant cette reprise
In bovine, oocytes which are blocked in meiotic prophase acquire sequentially their competence to resume and complete meiosis and the potential for development. This period of oocyte terminal differentiation allows the storage of maternal RNA and proteins necessary for embryos development. In vitro, as son as extracted from their follicular environment, oocytes spontaneously resume meiosis. A preliminary culture allowing the maintenance of oocytes at meiotic prophase might allow them to complete this differentiation step in vitro. We showed that the use of roscovitine allowed maintaining oocytes in meiotic block without loss of developmental potential, nor cumulus cells functionalities. This work will allow improving the culture conditions of bovine oocytes in order to increase their final developmental competence and will allow a better understanding the mechanisms of meiosis resumption control in oocytes and to distinguish between the events that are related to MPF activation or not in this complex process

Les inhibiteurs d’interactions protéiques constituent des outils de recherche précieux qui permettent de mieux appréhender le fonctionnement des mécanismes de régulation. En outre, les réseaux d’interactions protéiques constituent un immense réservoir de cibles thérapeutiques potentielles, largement sous-exploité. Il est donc probable que de nombreux inhibiteurs d’interactions protéiques puissent constituer des candidats thérapeutiques d’intérêt. Longtemps considérée comme difficile, la découverte de petites molécules inhibitrices d’interactions protéiques connaît aujourd’hui un grand essor, notamment grâce à la disponibilité d’un vaste arsenal de méthodes de criblage. L’un des objectifs de la thèse visait à optimiser un essai BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) chez la levure, préalablement développé dans notre unité. Ces travaux n’ont pas abouti à l’optimisation escomptée, mais ils ont permis de mieux comprendre le fonctionnement de l’essai dans les levures et ils suggèrent de nouvelles pistes d’amélioration. L’autre objectif visait à découvrir des petites molécules inhibitrices de l’interaction entre CDK2, protéine kinase jouant un rôle clé dans la division cellulaire, et la protéine CKS1. Les protéines CKS interagissent avec les complexes CDK1/2-Cyclines et jouent de multiples rôles dans la régulation du cycle cellulaire et dans le maintien de l’intégrité du génome mitochondrial. Deux petites molécules inhibitrices de l’interaction CDK2/CKS1 ont été identifiées par criblage de chimiothèque, en utilisant un essai double-hybride en levures. Elles ont été confirmées par des essais d'interaction in vitro et des analogues plus actifs ont été identifiés
Small molecule inhibitors of protein interactions are invaluable research tools, enabling a better understanding of regulatory mechanisms. In addition, protein interaction networks represent a relatively untapped, rich source of potential therapeutic targets. Therefore, it is likely that many inhibitors of protein interactions may also represent therapeutic candidates of interest. The discovery of small-molecule inhibitors of protein interactions has been generally considered as an arduous if not impossible task in the past century. However, in the past decade, it has become increasingly popular, partly thanks to the availability of a large arsenal of valuable screening methods. One of the objectives of the PhD work was to optimize a yeast BRET assay (Bioluminescence Resonance Energy Transfer) previously developed in our lab. Although this work has not brought the expected optimization, it has provided a better understanding of the assay in yeast and it has suggested new avenues of optimization. The other objective was to discover small-molecule inhibitors of the interaction between CDK2, a protein kinase that plays a key role in cell division, and the CKS1 regulatory protein. CKS proteins interact with CDK1/2-Cyclin complexes and play multiple roles in regulating the cell cycle and in maintaining mitochondrial genome integrity. Two small-molecule inhibitors of the interaction CDK2/CKS1 were identified by screening a chemical library, using a yeast two-hybrid assay. They have been confirmed by in vitro interaction assays and more active analogues have been identified

La phosphorylation des protéines par les kinases est l’une plus importantes modification post-traductionnelle dans les processus cellulaires tels que la division, la différenciation, la prolifération et l’apoptose. Due à leur rôle clef, un dérèglement des protéines kinases peut entrainer de nombreuses pathologies proliférative telles que le cancer et non prolifératives telles que les maladies neurodégénératives. Le travail de thèse s’est construit autour de 2 séries d’inhibiteurs de protéine kinases comportant les noyaux imidazo[1,2-b]pyridazine et imidazo[4,5-b]pyridine. L’objectif est d’inhiber sélectivement les protéines kinases choisies, pour leurs implications dans les pathologies visées au laboratoire. Les imidazo[1,2-b]pyridazines ont été préparées pour identifier des inhibiteurs de CLK1 et DYRK1A, cibles potentielles dans la maladie d’Alzheimer. Parmi les imidazo[1,2-b]pyridazines synthétisées, plusieurs molécules se sont révélées particulièrement sélectives de DYRKs et CLKs, avec des IC50 < 100 nM. Une relation structure-activité basée sur la synthèse de 70 molécules, a permis de dégager des éléments structuraux de la sélectivité des molécules. L’évaluation des produits a également été portée sur les kinases de parasites. Il a ainsi été possible d’identifier quelques inhibiteurs actifs sur PfCLK1. La seconde partie de cette thèse avait pour objectif l’optimisation du protocole de synthèse imidazo[4,5-b]pyridines, analogue de la roscovitine. Des dérivés s’étaient révélés capables d’inhiber la formation de kystes, dans un modèle cellulaire de polykystose rénale. Une synthèse en sept étapes a conduit à plusieurs grammes d’imidazo[4,5-b]pyridine 3,5,7 trisubstitués, qui sont ainsi disponibles pour l’évaluation in vivo
Phosphorylation by protein kinases is one of the most important post-translational modification in cellular processes such as division, differentiation, proliferation and apoptosis. Kinase deregulation is associated with numerous diseases such as cancer or neurodegenerative diseases. Imidazo[1,2-b]pyridazine and imidazo[4,5-b]pyridine were prepared to inhibit protein kinases involved in diseases targeted in the laboratory. The imidazo[1,2-b]pyridazines were synthesized to identify inhibitors of CLK1 and DYRK1A, potential targets in Alzheimer's disease. Among the imidazo[1,2-b]pyridazines synthesized, several molecules were found selective of DYRKs and CLKs, with IC50 < 100 nM. A structure-activity relationship based on the synthesis of 70 molecules, led to the identification of the structural bases of the selectivity. Products were also evaluated against parasite kinases. It was possible to identify some highly potent inhibitors on PfCLK1. The aim of second part of this thesis was to optimize the synthetic process to obtain imidazo[4,5-b]pyridines, which are close analogues of roscovitine. Derivatives had proved capable of inhibiting the formation of cysts in a cellular model of polycystic kidney disease. A seven-step synthesis has led to several grams of 3,5,7-trisubstituted imidazo[4,5-b]pyridine which is now available for evaluation in vivo

Le cancer du sein est la tumeur maligne la plus fréquente chez les femmes dans le monde (OMS). Le cancer du sein est une maladie hétérogène et le pronostic varie en fonction des caractéristiques moléculaires. En particulier, la prise en charge des cancers du sein triple négatifs (TNBC) reste un défi clinique en raison de l'absence de thérapie spécifique et efficace. Dans ce contexte, notre équipe a mis en évidence le rôle de TrkA dans les TNBC. Plus précisément, les travaux du Pr. Toillon montrent qu'il agit non seulement via sa phosphorylation mais aussi par le biais de plateforme de récepteurs membranaires. En particulier, le NGF induit une interaction de TrkA avec la glycoprotéine CD44. Le complexe TrkA/CD44 active une signalisation indépendante du phosphorylation de TrkA impliquée dans la résistance des inhibiteurs de la phosphorylation de TrkA. Afin de cibler ce mécanisme de résistance, les interactions entre TrkA, CD44 et leurs partenaires de signalisation ont été étudiées. Tout d'abord, j'ai déterminé que le complexe TrkA/CD44 implique uniquement le variant 3 de CD44. En déterminant les motifs moléculaires impliqués, un peptide bloquant l'association TrkA/CD44v3 a été synthétisé et un mutant H112A de TrkA. J’ai ainsi confirmé l'importance des acides aminés de CD44v3 (IDDDEDFISST) et de l'acide aminé H112 de TrkA dans cette interaction. De façon intéressante, ce peptide bloquant réduit la croissance tumorale et la métastase. De plus nous avons montré que l'inhibition de CD44 n'affecte pas la liaison d’une des molécules de la signalisation de TrkA/CD44. Nous avons décrypté ensuite décrypté l’interaction TrkA/molécule de la signalisation et montré qu’un inhibiteur de cette interaction bloque la migration de cellules cancèreuses triples négatives. En conclusion, nos études ont révélé le rôle des interactions TrkA/CD44/molécules de leur signalisation dans l'agressivité des cancers du sein et la résistance des inhibiteurs de TrkA. Ceci suggère que si les inhibiteurs de la phosphorylation de TrkA actuels ne sont pas efficaces dans le TNBC, de nouveaux inhibiteurs perturbant la signalisation TrkA/CD44 pourraient être de nouvelles stratégies thérapeutiques efficaces
Breast cancer is the most common malignancy in women worldwide (WHO). Breast cancer is a heterogeneous disease and prognosis varies according to molecular characteristics. In particular, the management of triple-negative breast cancer (TNBC) remains a clinical challenge due to the lack of specific and effective therapy. In this context, our team has highlighted the role of TrkA in TNBC. More precisely, the work of Prof. Toillon shows that TrkA acts not only via its phosphorylation but also via the membrane receptor platform. In particular, NGF induces an interaction of TrkA with the glycoprotein CD44. The TrkA/CD44 complex activates a TrkA phospho-ndependent signaling involved in the resistance of TrkA inhibitors. To target this resistance mechanism, the interactions between TrkA, CD44 and their signaling partners were investigated. First, I determined that the TrkA/CD44 complex involves only CD44 variant 3. By determining the molecular motifs involved, a peptide blocking the TrkA/CD44v3 association was synthesized and an H112A mutant of TrkA. I thus confirmed the importance of the amino acids of CD44v3 (IDDDEDFISST) and of the amino acid H112 on TrkA in this interaction. Interestingly, this blocking peptide reduces tumor growth and metastasis. Furthermore, we showed that CD44 inhibition does not affect the binding of one of TrkA/CD44 signaling partners. We then deciphered the TrkA/signaling molecule interaction and showed that an inhibitor of this interaction blocks the migration of triple negative cancer cells. In conclusion, our studies revealed the role of TrkA/CD44/signaling molecule interactions in breast cancer aggressiveness and resistance to TrkA inhibitors. It suggests that if current TrkA inhibitors are not effective in TNBC, novel inhibitors disrupting TrkA/CD44 signaling could be a new therapeutic option

La voie de signalisation mTOR (mammalian Target Of Rapamycin) joue un rôle central dans la croissance cellulaire, le métabolisme, et l'homéostasie des lymphocytes T (LT). Lors de la transplantation d'organes, l'administration de rapamycine, un inhibiteur de mTOR (mTORi), bloque l'activation des LT et promeut la polarisation des lymphocytes T CD4 régulateur (Treg). En cancérologie, des mTORi sont utilisés pour leur action inhibitrice sur la prolifération et l'angiogenèse tumorales. Cependant l'immunosuppression via l'induction de Treg nécessaire à la prévention du rejet de greffe pourrait être délétère pour la réponse anti-tumorale. Notre hypothèse est que l'efficacité clinique des mTORi serait également dépendante de la modulation de l'immunité adaptative T induite par ces traitements chez les patients atteints de cancer.Au cours de cette thèse, nous avons abordé cette question immunologique dans une cohorte prospective de patients atteints de cancer rénal métastatique (mRCC) traités par évérolimus. L'analyse du taux de Treg et de la réponse spontanée T CD4 Thl anti-tumorale (anti-télomérase TERT) par Elispot-IFN-y a été effectuée au moment de l'inclusion des patients et tous les deux mois après le début du traitement. Nous avons observé chez la majorité des patients une augmentation du taux de Treg après traitement par évérolimus. Ces Treg expriment Hélios, suggérant un phénotype Treg naturel. La fréquence et la qualité de la réponse Thl anti-TERT sont également augmentées suite au traitement. Nous avons montré que conjointement ces deux paramètres immunologiques corrèlent avec l'efficacité clinique du traitement. Les patients présentant précocement une diminution des Treg associée à une augmentation des Thl anti-TERT ont une meilleure survie par rapport aux patients dont les paramètres immunitaires ne variaient pas, ou variaient dans une même direction (13,2 mois vs 8 et 4 mois). De plus, au moment de la progression la plupart des patients perdaient leur réponse Thl anti-TERT, et cet effet était associé à une augmentation des Treg. Les Treg traités par mTORi in vitro inhibent plus fortement la prolifération de LT allogéniques, par un mécanisme contact dépendant. Par l'utilisation d'anticorps monoclonaux déplétant les LT chez la souris et par l'utilisation de souris DEREG, nous avons montré que la présence de Treg in vivo altère l'efficacité anti-tumorale des mTORi, par un mécanisme impliquant l'inhibition des réponses T CD8 anti-tumorales. En conséquence, l'efficacité des mTORi a pu être augmentée par sa combinaison avec des agents bloquant les Treg. En addition, l'administration de temsirolimus améliore l'efficacité anti-tumorale d'un vaccin thérapeutique, en favorisant la différenciation des LT CD8 anti-tumoraux centraux mémoires (CD62L+CD127+) et précurseurs mémoires (CD127+KLRGl'°) induits par la vaccination.En conclusion, ces études ont montré pour la première fois le rôle de l'immunité T anti-tumorale sur l'efficacité clinique des mTORi et soulignent ainsi l'intérêt potentiel de combiner les mTORi avec des immunothérapies anti-tumorales
The mammalian Target of Rapamycin (mTOR) pathway plays a central role in the regulation of cell growth andmetabolism, and is involved in oncogenesis. Everolimus and temsirolimus are two mTOR inhibitors (mTORi) approvedfor renal and breast carcinoma treatments. However, accumulating evidence highlights a central role for mTOR pathwayin T cell immunity. We showed that 21 out of 23 metastatic renal cell carcinoma patients under everolimus treatmenthad an increase of Tregs atter everolimus treatment. Paradoxically, strong antitumor Th 1 responses were detected andthen greatly decreased at the time of disease progression when high expansion of Tregs occurred. Furthermore, weidentified three immune groups based on the early modulation of both Treg and anti-tumor Thl cells and found thatpatients with {low Tregs plus high anti-tumor Thl cells} showed the best survival. In vitro, mTORi-exposed Tregs highlysuppressed T cell proliferation and Thl-associated cytokines production. We showed in vivo that T cells depletiondifferentially modulated the antitumor efficacy of mTORi. Although anti-mTOR effect was loss in B16-OVA-bearingmice lacking CD8 T cells, CD4 T depletion increased mTORi efficacy. The studies conducted in mice demonstratedthat the presence of Tregs in vivo altered the responses to mTORi via a mechanism involving the inhibition of antitumorCD8 T cell responses. Finally the efficacy of mTORi was improved by combination with Tregs depleting agents andvaccines. Altogether, our results describe for the first time a dual impact of host adaptive antitumor T cell immunity onthe clinical effectiveness of mTQRi and prompt their association with immunotherapies

Le cancer, qui est la deuxième cause de mortalité en France, est aujourd'hui un problème de santé publique majeur et fait l'objet de multiples recherches. De nombreuses molécules ont été synthétisées dans l'optique de trouver des médicaments plus efficaces, plus sélectifs et surtout présentant moins d'effets secondaires. Parmi ces molécules se trouve la famille des indolocarbazoles, dont la rébeccamycine et la staurosporine sont les représentants les plus connus. Les relations structure-activité (RSA) de cette famille ont été étudiées.
Dans le cadre de la recherche de nouveaux agents cytotoxiques et d'inhibiteurs de kinases toujours plus sélectifs, la structure principale des phénylcarbazoles, appartenant à la famille des indolocarbazoles, a été modifiée par introduction d'une tropone centrale, cycle à 7 chaînons porteur d'une fonction carbonyle. Les différentes voies de synthèse permettant d'accéder à cette nouvelle famille de composés appelés oxophénylarcyriaflavines ont été étudiées. La méthode de choix retenue pour l'étape finale de la synthèse est la cyclisation électrophile en position 2 de l'indole. Cette synthèse a ensuite été généralisée aux composés substitués par des groupements hydroxyles en position 5 de l'indole d'une part et en position 4' et 5' du noyau phényle d'autre part. Les 17 molécules finales ainsi synthétisées ont subi divers tests biologiques permettant d'établir les RSA de cette nouvelle famille de composés. Finalement, la méthodologie mise au point pour les oxophénylarcyriaflavines a été étendue à la synthèse de la toute première famille de composés bisindoliques possédant également une tropone centrale.

Le cancer constitue l’une des principales causes de mortalité, et représente, de ce fait aujourd’hui un problème de santé publique majeur. Depuis quelques années, les alcaloïdes marins représentent une source d’inspiration importante pour les chimistes en vue d’obtenir de nouveaux médicaments anticancéreux. Dans cette optique, des recherches effectuées au sein de notre laboratoire ont fait état de la synthèse d’analogues de ces alcaloïdes possédant une structure tris aromatique. Nous avons développé des molécules originale analogues de ces alcaloïdes disposant d’un hétérocycle central (1,2,4-triazine et imidazo[1,2-b][1,2,4,5]tétrazine) sur lequel sont greffés deux noyaux phényles diversement substitués. L’obtention de ces composés a également été l’occasion de développer de nouvelles méthodologies de synthèse. Ainsi une nouvelle réaction de type Buchwald-Hartwig sur des méthylsulfanyl-1,2,4-triazines a pu être mise au point ainsi qu’une méthode de CH arylation palladocatalysée sur le noyau imidazo[1,2-b][1,2,4,5]tétrazine. Une partie est aussi consacrée aux réactions multicomposants de type Groebke-Blackburn. Différentes évaluations pharmacologiques ont été réalisées, notamment des tests d’inhibition sur différentes kinases et de cytotoxicité sur diverses lignées cellulaires cancéreuses humaines
Cancer, one of the leading causes of death, represents today a major public health problem. Over the last few years, marine alkaloids represent a source of inspiration for chemists in order to obtain new anticancer drugs. For this purpose, as a part of our laboratory researches, analogues of marine alkaloids were synthesized possessing a tris-aromatic structure. We developed originals analogs of these alacaloïds formed by a central heterocycle core (1,2,4-triazine et imidazo[1,2-b][1,2,4,5]tetrazine) on wich is graft two arylic moiety variously substituted. Obtaining these compounds was also an opportunity to develop news synthetic methodologies. So a new Buchwald-Hartwig reaction type based on methylsulfanyl-1,2,4-triazines has been perfect, as palladocatalyzed CH arylation pathway on imidazo[1,2-b][1,2,4,5]tetrazine. A part is devoted to Groebke-Blackburn multicomponant reaction. Various pharmacological analyses were carried out in particular with inhibition of various kinases and cytotoxicity evaluation on various human cancer cell lines

CCR5 est un récepteur couplé aux protéines G , qui lie les chimiokines CCL3, CCL4 et CCL5 (R5-CHKs), régule la migration et l'activation des leucocytes, et contribue à l'immunité innée et à l'initiation de réponses immunitaires adaptatives. Le récepteur est également un corécepteur associé à CD4 nécessaire pour l'entrée du virus de l'immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) dans les lymphocytes T-CD4 et les macrophages. Les R5-CHKs ont une activité antivirale in vitro, par inhibition stérique de la glycoprotéine d'enveloppe gp120 pour la liaison à CCR5, et par internalisation de CCR5, suggérant qu'elles ont un rôle de barrière naturelle à l'infection in vivo. Nous avons pu montrer comment la multiplicité des formes de CCR5 influence, l'activité antivirale des R5-CHKs, ainsi que la capacité des différentes souches de VIH à infecter leurs cellules cibles. Les R5-CHKs présentent de médiocres activités antivirales alors qu'elles ont de plus hautes affinités pour CCR5 que les gp120, suggérant un échappement viral. Nous avons expliqué cela au fait que le virus va utiliser une conformation de CCR5 découplé de ses protéines G, de faible affinité pour les chimiokines, pour infecter ses cellules cibles. Les différentes populations de CCR5 sont différemment reconnues par différentes gp120, ce qui pourrait influencer l'entrée des virus. Nos résultats mettent en lumière des mécanismes régulant l'évolution des propriétés phénotypiques des virus R5 au cours de l'infection VIH. En particulier, ils démontrent comment les virus exploitent l'hétérogénéité des conformations de CCR5 pour infecter leurs cellules cibles et échapper aux inhibiteurs de l'entrée
CCR5 is a seven-transmembrane domain G-protein coupled receptor, which binds the chemokines CCL3, CCL4 and CCL5 (R5-CHKs), regulates migration and activation of leukocytes and contributes to the innate immunity and the initiation of adaptative immune responses. The receptor is also a CD4-associated coreceptor required for human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) entry into CD4 T-lymphocytes and macrophages. R5-CHKs have anti-HIV activity in vitro, both by competing with the viral envelope glycoprotein gp120 for binding to CCR5 and by promoting CCR5 downregulation, suggesting that they act as a natural barrier against HIV in vivo. We provide insights into how the multiplicity of CCR5 forms influences the anti-HIV-1 activity of R5-CHKs as well as the ability of HIV-1 variants to infect target cells. We showed that R5-CHKs exert poor antiviral activities, while they have higher affinities for CCR5 than R5 gp120, suggesting a viral escape from inhibition. We explained this in terms of CCR5 adopting a G-protein uncoupled, low-chemokine affinity conformation at the cell surface, which is utilized by R5¬HIV-1 to enter into cells and engaged by R5-chemokines for CCR5 downregulation. We showed that multiple CCR5 populations were differentially recognized by different gp120, which may impact HIV entry. Our results shed light to mechanisms regulating the phenotypic properties of R5 viruses' evolution during HIV infection. In particular, they demonstrated how the viruses exploit the heterogeneity of CCR5 conformations to infect their target cells and escape to viral entry inhibitors

La dérégulation du système de surveillance qui bloque la prolifération lorsque l'intégrité du génome est compromise fait partie intégrante de la cancérogenèse. Nous cherchons à décortiquer les mécanismes qui, en phase G2, orchestrent l'arrêt du cycle cellulaire, irréversible, en présence des lésions de l'ADN (sénescence) ou réversible (quiescence), en absence de signaux mitogéniques ou confluence. L'objectif du premier volet fut d'élucider les rôles respectifs de l'inhibiteur de CDK (CKI) p21Waf1 et des kinases Chk1 et Chk2 dans l'arrêt en G2 dû au stress génotoxique menant à la sénescence. Nous avons montré que dans les cellules humaines normales cet arrêt nécessite l'action de p21 et Chk1 tandis que Chk2 n'est pas requise. Au contraire, dans plusieurs lignées cancéreuses, malgré la présence de p53, ce rôle de p21 est compromis à cause d'une activation inefficace de la kinase ATM. Par conséquent, en dépit d'une forte activation de Chk1 bloquant la mitose, ces cellules ne parviennent pas à initier la sénescence (Lossaint et al., soumis). L'objectif du deuxième volet fut de mettre en évidence le programme déclenchant la quiescence lors de confluence ou en absence de sérum. Les travaux antérieurs de l'équipe ont montré que cette décision pouvait être prise avant la mitose même si l'arrêt du cycle n'a lieu qu'en phase G1 suivante. En étudiant les fibroblastes synchronisés nous avons trouvé que la quiescence est précédée par l'inhibition pré-mitotique de la phosphorylation de pRb due à une diminution de cycline D1 et une stabilisation du CKI p27Kip1 (Chassot et al., 2008). De plus, nos résultats récents montrent que la présence de sérum entre le point R et la mitose est requise pour initier la réplication de l'ADN au cycle suivant. Les travaux futurs devraient élucider comment différentes voies de signalisation, via la voie cycline D-pRb, affectent divers composants de l'appareil de réplication de l'ADN pour inhiber la progression du cycle de façon réversible ou irréversible
Cancer is a multi-step process resulting from abrogation of several barriers to uncontrolled proliferation. They include inhibitory pathways with appropriate checkpoints that lead to reversible (quiescence) or irreversible (senescence, apoptosis) block of cell proliferation. We are especially interested in pathways orchestrating cell cycle exit that operate in the G2 phase. The first objective of this thesis was to decipher mechanisms that prevent mitosis in response to DNA damage. We found that Cdk inhibitor p21Waf1 plays a crucial role in blocking mitotic onset in normal cells; acting in tandem with checkpoint kinase Chk1, p21 inactivates mitotic Cdks and inhibits pRb phosphorylation, thereby irreversibly blocking mitotic entry. In contrast, in p53-proficient transformed cells, the induction of p21 in G2 is impaired, most likely because of deficient ATM activation. While, in some cases, Chk1 hyper-activation prevents mitosis, the absence of p21 compromises the senescence program from G2. Finally, we showed that Chk2 is dispensable for G2 arrest in both non-transformed and transformed cells (Lossaint et al., submitted). Our second objective was to elucidate the pathways that induce quiescence (G0). This reversible cell cycle exit occurs in G1, requires pRb family members and p27Kip1-dependent Cdk inactivation. Based on observations obtained in our team and the data in the literature, we hypothesized that reversible cell cycle exit program might be launched before mitosis. By using an in vitro wounding model, we showed that confluence-driven quiescence is preceded by pre-mitotic CDK inhibition by p27, cyclin D1 downregulation and reduced pre-mitotic pRb phosphorylation (Chassot et al., 2008). Moreover, our results obtained in synchronized fibroblasts that were serum-starved after release from G1/S block suggest that cyclin D1 might stimulate proliferation by keeping pocket proteins phosphorylated during G2/M progression (Lossaint et al., in preparation)

La transition prophase/metaphase du cycle cellulaire est regulee par cdc2/cycline b (ou mpf, m-phase promoting factor). En prophase, la kinase se trouve sous la forme d'un complexe inactif, cdc2 etant phosphorylee sur thr-14 et tyr-15 (forme t p-y p) et la cycline b etant non phosphorylee. L'activation de la kinase se deroule en deux etapes concomitantes : 1) dephosphorylation de cdc2 par la phosphatase cdc25, qui active la kinase (forme t-y), 2) phosphorylation de la cycline b, qui permet la translocation du complexe dans le noyau ou se trouvent ses substrats. En utilisant l'ovocyte d'etoile de mer comme modele cellulaire, nous avons montre que la dephosphorylation de cdc2 in vivo et in vitro se deroule en deux etapes, la dephosphorylation de la thr-14 precedant celle de la tyr-15. La forme transitoire de cdc2 (t-y p) est partiellement active. Ces resultats laissent supposer que la forme t-y p peut etre impliquee dans l'amplification auto-catalytique du complexe. Nous avons egalement etudie la regulation de la phosphorylation de la cycline b. Nous avons mis au point une methode de detection de l'activite cycline b kinase in vitro. Nos resultats montrent que : 1) la phosphorylation de la cycline b n'est pas requise pour l'activite kinase du complexe, 2) cdc2 est responsable de la phosphorylation (shift) de la cycline b en metaphase, 3) la phosphorylation de la cycline b est une reaction intra-mpf. Enfin, nous avons caracterise les effets biochimiques et cellulaires de la roscovitine, un nouvel inhibiteur chimique de cdk. Ce derive de purine inhibe specifiquement cdc2, cdk2 et cdk5 et possede un pouvoir inhibiteur 10 fois superieur a l'olomoucine. La roscovitine empeche la replication de l'adn dans les extraits d'ufs de xenope et provoque l'arret du cycle en g 2/m dans les ovocytes, embryons et lignees de cellules de mammiferes testees. La cible physiologique en prophase de l'inhibiteur est probablement le complexe cdc2/cycline b.

Le laboratoire INSERM U908 a montré le rôle déterminant du facteur de croissance NGF dans l’agressivité du cancer du sein. De précédentes études ont montré que l’inhibition de l’activité de TrkA, le récepteur du NGF, aboutissait à une diminution de la taille des tumeurs in vitro mais aussi dans des modèles pré-cliniques. Néanmoins, ces inhibiteurs ont donné lieu à des essais cliniques décevants. La résistance à ces inhibiteurs est en partie due à l’association de récepteurs membranaires. Plus précisément, mon travail de thèse a permis de démontrer qu’une forme particulière du récepteur CD44 interagit avec TrkA ce qui conduit à une résistance aux traitements. De plus, j’ai également montré l’existence d’une interaction entre TrkA et deux autres récepteurs. Ainsi, j’ai pu déterminer précisément comment ces récepteurs coopèrent afin de développer des inhibiteurs ciblant leur interaction. Ces inhibiteurs pourraient donc s’avérer efficaces pour le traitement de certains cancers du sein. Ma thèse souligne l’importance des complexes de récepteurs dans la plasticité des cellules cancéreuses et leur capacité à s’adapter pour résister aux thérapies ciblées
INSERM U908 lab highlighted the role of NGF in breast cancer aggressiveness through the activation of its receptor TrkA. Previous works demonstrated that inhibition of TrkA activity contributes to a significant decrease of the tumors size in vitro or in pre-clinical model. Nevertheless, these inhibitors resulted in disappointing clinical trials. The resistance to TrkA inhibitors is in part due to the activation of alternative pathways through the formation of membrane receptor complexes. More precisely, my PhD work demonstrates that a particular form of the receptor CD44 interacts with TrkA leading to treatment resistance. Moreover, I also demonstrate an association between TrkA and two other receptors. I identified how these receptors interact and I developed some inhibitors targeting the interaction. These inhibitors could be effective for treating breast cancer. My PhD highlights the importance of membrane receptor complexes in cancer cells plasticity and their abilities to adapt for resisting to targeted therapies

Cif est une protéine produite par certaines souches d'Escherichia coli entéropathogènes (EPEC). Ces bactéries disposent d'un arsenal d'effecteurs qui sont injectés dans la cellule hôte par une seringue moléculaire (le système de sécrétion de type III). Cif est l'un de ces effecteurs qui appartient à la famille des cyclomodulines. Cette dernière est composée de molécules bactériennes capables de moduler le cycle cellulaire des cellules eucaryotes. Dans les cellules épithéliales, Cif provoque un arrêt du cycle cellulaire (effet cytostatique) à la transition G2/M qui est associé à l'accumulation de la forme inactive de CDK1, inducteur universel de mitose. Cet effet est à l'origine de l'appellation Cif, Cycle inhibiting factor. J'ai démontré que l'effet cytostatique n'est pas uniquement la conséquence d'un arrêt des cellules à la transition G2/M. En effet, suivant la phase du cycle cellulaire lors de l'infection des cellules avec une EPEC qui exprime Cif, la translocation de Cif peut provoquer un arrêt en G1/S ou en G2/M. Ces arrêts sont associés à la stabilisation de protéines p21waf1 et p27kip1, qui régulent les complexes CDK/cyclines responsables des transitions des phases G1/S et G2/M du cycle cellulaire. Nous avons récemment démontré que des homologues fonctionnels de Cif étaient présents dans d'autres bactéries tels que Burkholderia pseudomallei, Yersinia pseudotuberculosis, Photorhabdus asymbiotica (pathogènes humains) et Photorhabdus luminescens (symbiote d'un nematode pathogène d'insecte). Ces protéines, qui partagent une structure commune et un même site catalytique, appartiennent à la superfamille des cystéine protéases et acétyl transférases. Même si le lien entre cette activité enzymatique et l'arrêt du cycle cellulaire reste à découvrir, on peut néanmoins définir Cif comme une nouvelle famille de protéines partagée par des souches phylogénétiquement très éloignées, pathogènes d'organismes variés, d'insectes comme de mammifères. .
The cycle inhibiting factor (Cif) belongs to a family of bacterial toxins, the cyclomodulins, that deregulate the host cell cycle. Upon injection into the host cell by pathogenic Escherichia coli, Cif inhibits G2/M transition via sustained inhibition of the mitosis inducer CDK1. I show that Cif induces not only G2 but also G1 cell cycle arrest depending on the stage of cells in the cell cycle during the infection. Those arrests were associated with stabilization of the cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitors p21waf1 and p27kip1. CDKs complexes promote of the cell cycle transitions at both G1/S and G2/M. We recently demonstrated that functional Cif homologs are present in human pathogenic bacterial strains such as Burkholderia pseudomallei, Yersinia pseudotuberculosis, Photorhabdus asymbiotica and in symbiotic (for nematode) pathogenic (for insect) bacteria Photorhabdus luminescens. Those proteins, that share similar structures and catalytic sites, belong to the superfamily of enzymes including cystein proteases and acetyltransferases. Although the link between the activity and the cell cycle arrest remain to established, Cif proteins form a growing family of cyclomodulins that interact with very distinct hosts including insects, nematodes and humans. .

Les bicycles imidazo-imidazoles constituent une classe de composés hétérocycliques intéressants tant sur le plan chimique que pharmaceutique. Ils jouent un rôle très important dans la synthèse et la fonctionnalisation des composés à visé thérapeutique. Dans le cadre de la recherche de nouveaux candidats inhibiteurs de kinases, nous avons développé une voie de synthèse des imidazo[1,2-a]imidazoles mono- et bifonctionnalisés. Par la suite, nous avons mis au point une stratégie de synthèse rapide et efficace de bicycles imidazo[1,5-a]imidazolin-2-one et imidazo[1,5-a]imidazole. En outre, nous avons développé deux stratégies de fonctionnalisation via des réactions de couplage pallado-catalysées. Finalement nous avons synthétisé le motif imidazo[1,5-a]imidazole via la réaction de Groebke-Blackburn-Bienaymé (GBB). La potentialité de cette réaction a été exploitée dans des réactions decyclisation intramoléculaire! afin de préparer une nouvelle chimiothèque de composés polyhétérocycliques azotés
The imidazo-imidazoles bicycles have received special attention among other nitrogen cycles due to their biologically interesting properties exploited in the medicine manufacturing. The imidazo-imidazole scaffold is one of the most representative nitrogen containing heterocycle, as it plays a significant role and possesses a major interest in drug synthesis and functionalization. In this work we report firstly a synthetic pathway to novel imidazo[1,2-a]imidazoles candidates for CKD inhibitors. Secondly we develop two strategies to prepareimidazo[1,5-a]imidazoles and their reactivity via pallado-catalyzed reactions. Finally, we disclose a fast and an efficient access to imidazo[1,5-a]imidazoles by using the Groebke-Blackburn-Bienaymé reaction (GBB), followed by a palladium catalysed intramolecular cyclization, affording thus new tetracyclic products with an elevated degree of molecular diversity

Les facteurs de transcription STAT3 sont activés et impliqués dans le développement tumoral par leurs effets sur la prolifération et la survie cellulaire. Lorsque STAT3 est phosphorylé sur la tyrosine 705, il semble impliqué dans la transformation cellulaire et dans l'échappement aux traitements classiques de chimiothérapie. Un second site de phosphorylation sur la sérine 727 a été décrit mais son implication dans la régulation de l'activité de STAT3 en réponse aux traitements a été peu étudiée. Nous nous sommes donc intéressés au rôle de la phosphorylation de la sérine 727 de STAT3 dans la réponse de lignées cellulaires colorectales aux agents génotoxiques et plus particulièrement aux inhibiteurs de topoisomérases de type I. Le traitement entraine une perte de la transcription de la cycline D1 et de myc, gènes cibles de STAT3 phosphorylée sur tyrosine 705 et une activation de la kinase cdk5. Cette dernière va phosphoryler STAT3 sur son résidu sérine 727 ce qui va lui permettre de se fixer sur le promoteur du gène de la protéine de réparation Eme1, pour activer sa transcription. Ceci permet la réparation des dommages de l'ADN induits par le Sn38 et entraine une diminution de la sensibilité au traitement. D'autre part, l'inhibition des topoisomérases entraine une perte de la protéine myc normalement liée au promoteur d'Aurora A en phase G2/M et qui, associée au recrutement des répresseurs mad et miz aboutit à l'inhibition de la transcription de la kinase Aurora A. Une inhibition de la séparation des centrosomes est alors observée et entraine un arrêt en phase G2/M. En plus de la régulation de l'activité transcriptionnelle de STAT3 phosphorylée sur la sérine, nous nous sommes intéressés aux partenaires protéiques du facteur de transcription en réponse à sa phosphorylation. Par l'intermédiaire de la technique du double hybride et de la spectrométrie de masse, nous avons pu mettre en évidence deux nouveaux partenaires potentiels de STAT3. D'abord DDB2, protéine impliquée dans l'entrée en sénescence et dans la méthylation de l'ADN. Puis, ASPP2, une protéine qui confère à p53 une meilleure affinité de fixation à certains de ses promoteurs. Nous pensons que la phosphorylation de STAT3 sur la sérine 727 pourrait être impliquée dans l'induction de la sénescence et dans la réparation des dommages de l'ADN et que la cellule tumorale détournerait ces processus de protection pour réparer son ADN afin de résister au traitement. Les cellules pourraient alors proliférer avec un matériel génétique abimé, ce qui rendrait ces cellules instables sur le plan génomique. La détection de cette phosphorylation de STAT3 pourrait etre utilisée comme un marqueur de résistance aux inhibiteurs de topoisomérase. Ceci pourrait ainsi permettre de mieux prédire la réponse des patients à ce traitement.

Depuis la mise sur le marché de l'imatinib (ou Gleevec®), les protéines kinases sont devenues des cibles thérapeutiques privilégiées dans le traitement de multiples pathologies. Parmi les huit groupes de protéines kinases, le groupe CMGC contient 61 kinases sérine-thréonine, dont les CDKs (cyclin-dependent kinases), les GSK3 (glycogen synthase kinase 3), les CLKs (Cdc2-like kinases) ou encore les DYRKs (dual specificity,tyrosine phosphorylation-regulated kinases). Néanmoins, l'un des défis majeurs dans le développement d'inhibiteurs de kinases reste la sélectivité vis-à-vis des autres protéines kinases car la majorité de ces composés se place dans la poche ATP, site commun à toutes ces protéines. L'objectif de notre équipe est de synthétiser de nouveaux inhibiteurs sélectifs des protéines kinases du groupe CMGC. Dans cette présentation, nous décrirons la synthèse, l'évaluation des relations structure-activité et l'optimisation de la sélectivité de trois séries d'inhibiteurs hétérocycliques. A partir de l'inhibiteur N-&-N1 (GP0210) développé dans notre laboratoire et actuellement en phase préclinique, la synthèse et l'évaluation biologique d'une nouvelle chimiothèque de pyrazolo[1,5-a]triazines ont permis d'identifier deux séries de composés responsables de l'inhibition d'une part de CDKs et d'autre part de GSK3. Sur la base du composé AT7519, inhibiteur de CDKs et GSK3 actuellement en phase clinique en oncologie, nous avons découvert de nouveaux pyrazole-3-carboxamides, inhibiteurs sélectifs de GSK3 avec de nouvelles indications thérapeutiques. Enfin, nous avons préparé des dérivés de la famille des mériolines, inhibiteurs non sélectifs de protéines kinases, présentant des activités d'inhibition nanomolaires sur les kinases CLKs et une sélectivité vis-à-vis des autres protéines kinases du groupe CMGC, en particulier les DYRKs. Ce dernier résultat n'avait jamais été observé jusqu'à ce jour
Since the approval of imatinib (or Gleevec®), protein kinases have become major targets for the treatment of several pathologies (cancer, neurodegenerative diseases,…). Among the eight existing groups of protein kinases, the CMGC group consists of 61 serine-threonine kinases classified as CDKs (cyclin-dependent kinases), GSK3 (glycogen synthase kinases), CLKs (Cdc2-like kinases), DYRKs (dual specificity, tyrosine phosphorylationregulated kinases) or other sub-families. Nevertheless a major challenge remains concerning the development of kinase-modulating small molecules: the selectivity of these new inhibitors, which generally bind in the ATPbinding pocket, a common site for all protein kinases. Our team aims at synthesizing original and selective inhibitors of CMGC kinases. In this presentation, we are introducing the synthesis, the evaluation of the structure-activity relationships and the optimization of the selectivity of three series of heterocyclic inhibitors, targeting CMGC protein kinases. Based on N-&-N1 (GP0210), an inhibitor developed in the laboratory and currently in preclinical trials, the synthesis and the biological evaluation of a library of pyrazolo[1,5-a]triazines led to the identification of two series of compounds which inhibit CDK on the one hand and GSK3 on the other hand. From AT7519, a CDK and GSK3 inhibitor currently in phase II clinical trials in oncology, we synthesized new pyrazole-3-carboxamides, which are selective GSK3 inhibitors and may have different therapeutical applications. Finally we prepared derivatives of meriolines, CDK inhibitors that have been previously developed in our laboratory. These new compounds inhibit CLKs on the nanomolar scale and are selective against other CMGC kinases, especially against DYRKs. This last result has never been obtained so far

L'avancée du cycle cellulaire est régulée par l'activation séquentielle des complexes cycline/CDK. Un niveau de régulation de ces complexes est médié par leur association avec leurs inhibiteurs, les CKIs dont p27Kip1 (p27). p27 est donc un inhibiteur du cycle de division cellulaire, ce qui lui confère un rôle de suppresseur de tumeur. Cependant, dans certains contextes, notamment lorsque p27 est localisé dans le cytoplasme, p27 a des fonctions oncogéniques. En effet, en plus de ses rôles dans la régulation des complexes cycline/CDK, p27 possède de multiples rôles CDK-indépendants et est impliqué dans le contrôle de divers processus comme la migration, la transcription, l'autophagie et la cytocinèse. La détermination de l'intéractome de p27 a montré que plusieurs protéines jouant des rôles clés dans la cytocinèse peuvent interagir avec p27, dont PRC1 (Protein Regulating Cytokinesis 1) et Citron-Kinase. Les objectifs de ma thèse sont de comprendre comment p27 participe au contrôle de la cytocinèse via son interaction avec ces deux protéines. Régulation de l'activité de PRC1 par p27Kip1 PRC1 est nécessaire à la formation du fuseau central en début d'anaphase via son interaction avec les microtubules et d'autres partenaires. Pour ce projet, mes objectifs étaient de confirmer l'interaction de PRC1 avec p27, de cartographier les domaines d'interactions, de déterminer si p27 pouvait réguler l'activité de PRC1 et par quel mécanisme, et enfin les conséquences de cette régulation au niveau cellulaire. J'ai confirmé l'interactions de p27 avec PRC1 dans différents modèles cellulaires et identifié les domaines d'interactions respectifs. J'ai mis en évidence par une technique de sédimentation des microtubules assemblés in vitro que p27 empêche l'interaction de PRC1 avec les microtubules. J'ai pu mettre en évidence deux phénotypes. D'une part la surexpression de PRC1 induit une fasciculation excessive et massive des microtubules qui est abolie par la co-expression de p27. Par ailleurs, la surexpression de PRC1 induit la binucléation et la co-expression de p27 empêche la binucléation induite par PRC1. Ce phénotype est révélateur d'un échec de la cytocinèse et suggère un rôle CDK-indépendant de p27 durant cette phase. Régulation de Citron-Kinase par CDK1 et p27Kip1 Nous avions déjà démontré que p27 interagit avec Citron-Kinase (CitK). CitK a un rôle essentiel dans la cytocinèse, sa déplétion induit un échec de cytocinèse. CitK est impliqué dans les dernières étapes de la cytocinèse (abscission), notamment en tant que protéine de structuration permettant de faire un lien entre la membrane plasmique et l'anneau contractile. Les mécanismes de régulation de CitK restent mal connus et il est important de comprendre comment cette protéine essentielle pour le déroulement de la cytocinèse est régulée. Dans notre étude de 2012, un mutant p27CK-, qui n'interagit pas avec les complexes cycline/CDK et n'est pas dégradé correctement par le protéasome, induit un phénotype de multinucléation en interférant avec l'activité de CitK, notamment via la régulation de l'interaction CitK/RhoA. Nous pensions initialement que l'accumulation de p27CK- en G2/M était responsable de ce phénotype
Progression through the cell cycle is regulated by the sequential activation of cyclin/CDK complexes. One level of regulation of these complexes is provided by their association with their inhibitors, the CKIs, which include p27Kip1 (p27). p27 is therefore an inhibitor of the cell division cycle, in this way, p27 acts as a tumor suppressor. However, in certain contexts, and especially when p27 is located in the cytoplasm, p27 has oncogenic functions. It appears that in addition to its role in the regulation of cyclin/CDK complexes, p27 has multiple CDK-independent roles and is involved in the control of various cellular processes such as migration, transcription, autophagy and cytokinesis. Determination of the interactome of p27 revealed that several proteins playing an essential role in cytokinesis could interact with p27, including PRC1 (Protein Regulating Cytokinesis 1) and Citron-Kinase (CitK). The objectives of my thesis are to understand how p27 participates in the control of cytokinesis via its interaction with these two proteins. Regulation of PRC1 activity by p27Kip1 PRC1 is necessary for the formation of the central spindle at the beginning of anaphase via its interaction with microtubules and other partners. For this project, my objectives were to confirm the p27/PRC1 interaction, to map the interaction domains on each partner, to test whether p27 could regulate PRC1 activity and determine by which mechanism, as well as the cellular consequences of this regulation. I validated the interactions in different cells models and identified the respective interaction domains. I found by a microtubule sedimentation technique in vitro that p27 prevents the interaction of PRC1 with microtubules. I was able to uncover two phenotypes. First, PRC1 overexpression induces excessive and massive microtubule bundling, which is abolished by co-expression of p27. Second, PRC1 overexpression causes binucleation and p27 co-expression prevents PRC1-induced binucleation. This phenotype is indicative of cytokinesis failure and suggests a CDK-independent role of p27 during cytokinesis. Citron-Kinase regulation by CDK1 and p27Kip1 Another p27 interactor previously reported by my team is CitK. CitK plays an essential role in cytokinesis and its depletion induces cytokinesis failure. CitK is involved in the final stages of cytokinesis (abscission), notably as a scaffold protein that bridges the plasma membrane and the contractile ring. The regulatory mechanisms of CitK remain poorly understood and it appears important to understand how this protein playing an essential role in cytokinesis is regulated. In our 2012 study, a p27CK- mutant, that cannot bind and inhibit cyclin-CDK complexes and is not degraded correctly by the proteasome, induced a phenotype of multinucleation by interfering with CitK activity, notably via the regulation of the CitK/RhoA interaction. We initially thought that the accumulation of p27CK- in G2/M drove this phenotype. However, our current data suggest that although the total amount of p27CK- is elevated, the amount of p27CK- at the midbody are similar to that of p27WT, suggesting that p27CK- lacks a feature that p27WT has. Since the only difference between p27WT and p27CK- is the ability to bind and inhibit cyclin/CDK complexes, we hypothesized that CitK can be regulated by CDK1 and that p27 participates in this regulation. My work has shown that CitK interacts with CDK1/Cyclin B1 in different cells lines

Les inhibiteurs de la protéase (PI) du virus de l'immunodéficience humain (VIH) doivent, pour être actifs, pénétrer à l'intérieur des cellules cibles du VIH, comme les lymphocytes et être présents à des concentrations suffisantes au niveau de la protéase virale.

Certaines protéines d'efflux pourraient diminuer les concentrations intracellulaires d'IP. Ce travail étudie la pharmacocinétique intracellulaire des IP et leurs mécanismes de transfert à travers la membrane cellulaire à l'aide de modèles cellulaires.

Les IP pénètrent dans la cellule par diffusion passive et s'accumulent par fixation aux protéines cytosoliques.
Nous avons également étudié l'expression de la P-glycoprotéine à l'aide de cellules mononucléées du sang périphérique de patients infectés par le VIH et traités par des multithérapies antivirales à base d'IP.

Cette thèse a pour objectif l’identification de nouveaux inhibiteurs de kinase et plus particulièrement de kinases dépendantes de cyclines (CDKs). Des inhibiteurs de CDKs sont en essais cliniques depuis une dizaine d’année. Un faisceau d’informations récentes montre que cette nouvelle classe pharmacologique pourrait prochainement occuper une place prépondérante dans la thérapie antitumorale. L’introduction de cette thèse décrit les principaux inhibiteurs de CDKs en se focalisant sur ceux dont le développement clinique est en cours et sur les structures les plus récemment divulguées (2009 à 2013). Trois molécules avancées en études cliniques s’avèrent intéressantes et s’approchent de la mise sur le marché : la Roscovitine (phase clinique IIb), le Dinaciclib (phase clinique III) et le Palbociclib (phase clinique III). D’un point de vue expérimental, cette thèse se décompose en deux parties principales. La première modulation a consisté à rechercher des nouveaux groupements qui pourraient sur des squelettes déjà connus comme les purines apporter un avantage en ce qui concerne l’activité des produits. Les structures cristallines des complexes inhibiteur-enzymes et notamment celles de Roscovitine-CDK2 et CR8-CDK2 ont guidé la conception des nouvelles molécules. C’est ainsi que sur les structures biaryliques déjà connues, un groupement phénol a été greffé sur l’un des cycles conduisant ainsi à de nouveaux inhibiteurs de kinases. Ces molécules sont plus puissantes que les produits non hydroxylés. L’augmentation de l’activité est particulièrement sensible au niveau de la kinase CDK2 qui est impliquée notamment dans régulation du cycle cellulaire. La seconde partie du travail porte sur la recherche de structures isostères des purines. Ainsi, le squelette thieno[3,2-d]pyrimidines a été développé de novo. Deux types d’intermédiaires produits ont été préparés afin de permettre la diversification des structures. En premier temps la voie de synthèse via l’intermédiaire thiométhyle a été conduite, néanmois cette voie présente certaines limites. Le deuxième intermédiaire trihalogéné a permi d’optimiser la préparation des molécules thieno[3,2-d]pyrimidines. Les évaluations des produits préparés ne sont pas totalement terminées. Ces molécules sont moins puissantes que les purines sur les CDKs mais agissent au niveau d’autres kinases
In the introduction, the main functions of cyclin dependent kinases are detailed. Whenever it was possible the link with pathologies where these kinases are overexpressed is presented. This is followed by the description of the inhibitors which are actually undergoing clinical testing. Most of these clinical studies are targeting cancer and leukemia. Impressive clinical results have been disclosed for Dinaciclib, Palbociclib and Roscovitine. The synthesis of two series of compounds is then envisioned. The first series of products are purine derivatives bearing a hydroxybiarylmethyl group on the 6 position of the purine scaffold. Two approaches were compared in the synthesis of the hydroxylbiarylmethylamino group. In both approaches the key step was the orthoformylation of phenols using magnesium chloride as catalyst. The prepared compounds were evaluated against kinases and a tumor cell line. They were found more potent than homologous products without hydroxyls. The second families of products are thieno[3,2-d]pyrimidines. A new general route to these products based on the preparation of 7-bromo-2,4-dichloro-thieno[3,2-d]pyrimidine which can allow the synthesis of a large diversity of trisubstituted derivatives

Les thérapies anticancéreuses ont apporté un gain largement reconnu en matière de réduction de la charge tumorale, de survie des patients et d’amélioration de leur qualité de vie, dans un certain nombre de cancers. Hélas, ces thérapies exercent un effet immunosuppresseur en détruisant les effecteurs ou en bloquant l’activité de certains facteurs biologiques impliqués dans le recrutement des acteurs du système immunitaire. D’autre part, plusieurs travaux ont permis de démontrer que ces traitements pouvaient avoir un effet contraire en générant ou en favorisant l’induction d’une réponse immunitaire anti-tumorale, soit par effet direct sur le recrutement et l’activation des effecteurs de l’immunité, soit en potentialisant les interactions cellulaires par des mécanismes biologiques. Ces derniers faisant intervenir les cytokines, la stimulation des TLR, l’augmentation des interactions entre cellules du SI; ce qui permet de passer d’une anergie immunologique vers un véritable système d’éradication des cellules cancéreuses.Dans notre laboratoire, nous avons essayé d’évaluer l’implication du système immunitaire dans la réponse thérapeutique induite par des agents cytotoxiques conventionnels. Ici, nous décrivons les effets d’un inhibiteur de cyclines kinases multi-cibles « CDKi PHA-793 887 » testé dans un essai de phase I mené sur deux sites en Europe. C’est le constat inattendu que 6 des 15 patients, traités par ce médicament (PHA-793887) ont développé de graves infections bactériennes et virales et que 6 d’entre eux ont présenté la réactivation du virus de l’herpès qui nous a conduit à étudier ces effets sur le système immunitaire et en particulier sur le dialogue entre cellules dendritiques (CD) et cellules natural killer (NK). Ce travail met en évidence que ce médicament inhibe le signalling des récepteurs toll-like (TLR) réduisant par conséquent l’interaction CD/NK in vitro. Enfin la stimulation des cellules des patients sous traitement démontre une réduction importante de ce signalling ex-vivo. Ainsi, cet effet immunosuppresseur inattendu a permis une réactivation virale chez 40% des patients. La deuxième partie de ce travail, concerne les effets du cyclophosphamide (CTX) utilisé à faible dose. L’injection d'une faible dose chez la souris ou d’un dosage métronomique chez l'homme, promeut la différenciation des cellules lymphocytaires vers Th17 (sécrétant de l’interleukine-17 (IL-17)) et Th1 (sécrétant de l’interféron-γ (IFN)). Ceux-ci ont été retrouvés dans le sang et dans des ascites carcinomateuses de patients. Ainsi, le CTX pourrait participer à la génération de réponses anti-tumorale via la différenciation Th 17 comme cela fut suggéré par de récentes études précliniques montrant l’existence d’une corrélation étroite entre le taux des lymphocytes Th17 infiltrant la tumeur et la destruction tumorale
Cancer therapies have made a gain widespread recognition in the reduction of tumor burden, patient survival and improved quality of life in a number of cancers. Unfortunately, these therapies exert an immunosuppressive effect by killing effectors or blocking the activity of certain biological factors involved in recruiting of the immune system. On the other hand, several studies have shown that these treatments could have the opposite effect by generating or promoting the induction of antitumor immune response, either by direct effect on the recruitment and activation of effectors immunity, either by potentiating cellular interactions by biological mechanisms. The latter involving cytokines, TLR stimulation, increased interactions between cells of the IS; which toggles between immunological anergy to a real system to eradicate cancer cells. In our laboratory, we tried to evaluate the involvement of the immune system in the therapeutic response induced by conventional cytotoxic agents. Here, we describe the effects of an inhibitor of cyclin kinases multi-target "CDKIs PHA-793887" tested in a phase I trial conducted at two sites in Europe. This unexpected finding is that 6 of 15 patients treated with this drug (PHA-793887) developed severe bacterial and viral infections and six of them showed reactivation of the herpes virus that has led us to study these effects on the immune system and in particular on the dialogue between dendritic (DCs) and natural killer (NK) cells. This work shows that this drug inhibits the signaling of toll-like receptor (TLR) thereby reducing the interaction DC / NK in vitro. Finally, stimulation of the cells of treated patients demonstrated a significant reduction of this signaling ex vivo. Thus, this immunosuppressive effect has an unexpected viral reactivation in 40% of patients. The second part of this work concerns the effects of metronomic dose of cyclophosphamide (CTX). The injection of a low dose in mice or metronomic dosing in humans, markedly promotes the differentiation of CD4+ T helper 17 (Th17) cells that can be recovered in both blood and tumor beds. However, CTX does not convert regulatory T cells into Th17 cells and promotes cell differentiation into Th17 lymphocytes (secreting interleukin-17 (IL-17)) and Th1 (secreting interferon-γ (IFN)). These were found in blood and in ascites carcinoma patients. Thus, CTX may participate in the generation of antitumor responses through Th 17 differentiation as was suggested by recent preclinical studies showing the existence of a correlation between the rate of Th17 lymphocytes infiltrating the tumor and tumor destruction

Lors de l'attachement du VIH à la surface d'une cellule, la protéine d'enveloppe gp120 se fixe au récepteur cellulaire CD4, exposant alors son site CD4i qui est alors reconnu par des corécepteurs. Par ailleurs, Le VIH est capable de se fixer aux héparanes sulfate (HS), des polysaccharides présents en abondance à la surface cellulaire, notamment via le site CD4i de gp120 (site de fixation des corécepteurs). Il serait donc possible d'inhiber l'attachement du VIH sur les cellules par l'utilisation de molécules solubles dérivées des HS. Dans ce contexte, nos travaux se sont attachés à définir les aspects structuraux de l'interaction VIH/HS au niveau du site CD4i. Pour cela, des protéines gp120 mutées sur quatre résidus du site CD4i, potentiellement engagés dans la fixation des HS, ont été produites, purifiées et étudiées, par BIAcore, pour leur capacité à interagir avec l'héparine. En parallèle, nous avons développé une méthode simple, permettant d'identifier les régions de fixation à l'héparine d'une protéine donnée. L'ensemble de ces travaux nous a permis d'identifier, au sein de gp120, quatre domaines de liaison à l'héparine et de valider, en particulier, l'engagement de trois résidus du site CD4i (R419, K421 et K432) dans l'interaction avec le polysaccharide. Ces différentes approches ont pour but de clarifier le rôle des HS dans le processus d'attachement du virus à la surface cellulaire et de fournir des informations structurales précises permettant la définition de composés issus des HS capables d'inhiber le mécanisme de l'entrée virale.

Le cancer de l’ovaire (COv) est le cancer gynécologique le plus létal chez la femme et les traitements existants, chirurgie et chimiothérapie, ont peu évolué au cours des dernières décennies. Nous proposons que la compréhension des différents destins cellulaires tels que la sénescence que peuvent choisir les cellules du cancer de l’ovaire en réponse à la chimiothérapie pourrait conduire à de nouvelles opportunités thérapeutiques. La sénescence cellulaire a été largement associée à l’activité de la protéine TP53, qui est mutée dans plus de 90% des cas de cancer de l’ovaire séreux de haut grade (COv-SHG), la forme la plus commune de la maladie. Dans nos travaux, à partir d’échantillons dérivés de patientes, nous montrons que les cultures primaires du cancer de l’ovaire séreux de haut grade exposées au stress ou à des drogues utilisées en chimiothérapie entrent en senescence grâce à l’activité d’un isoforme du gène CDKN2A (p16INK4A). Dans ces cellules, nous avons évalué les caractéristiques fondamentales de la sénescence cellulaire tels que les altérations morphologiques, l’activité béta galactosidase associée à la sénescence, les dommages à l’ADN, l’arrêt du cycle cellulaire et le phénotype sécrétoire associé à la sénescence. En utilisant des micromatrices tissulaires construites à partir d’échantillons humains de COv-SHG pré- et post-chimiothérapie, accompagnées de leurs données cliniques, nous avons quantifié des marqueurs de sénescence incluant une diminution de la prolifération cellulaire quelques semaines après chimiothérapie. De façon intéressante, l’expression de p16INK4A dans les échantillons de COv-SHG prétraitement corrèle avec une survie prolongée des patientes suite au traitement. Ceci suggère ainsi pour la première fois un impact biologique bénéfique pour la présence de cellules cancéreuses qui sont capable d’activer la sénescence, particulièrement pour le traitement du cancer de l’ovaire. Dans le but de complémenter les thérapies actuelles avec des approches de manipulation pharmacologique de la sénescence, nos résultats suggèrent qu’il serait important de déterminer l’impact positif ou négatif de la sénescence induite par la thérapie sur la progression de la maladie et la survie, pour chaque type de cancer de façon indépendante.
Human ovarian cancer (OvCa) is the deadliest gynecologic malignancy and existing surgical/chemotherapeutic treatment options have been relatively static for decades. We propose that understanding OvCa cell fate decisions taken in response to chemotherapy could guide new therapeutic opportunities. Damage-induced cellular senescence is often associated with TP53 activity, which is heavily mutated in high grade serous (HGS) OvCa (>90%), the most common form of this disease. Here, using patient derived tissues, we show that primary HGS-OvCa cultures predominantly trigger CDKN2A- associated (p16INK4A isoform) senescence following exposure to stress or chemotherapy. Key senescence hallmarks including altered morphology, senescence-associated-Betagalactosidase, DNA damage, cell cycle arrest and the senescence-associated secretory phenotype were evaluated and detected in damaged cells. Using tissue microarrays built from pre- and post-treatment human HGS-OvC tissue samples with accompanying clinical data, we quantified post-treatment hallmarks of senescence including reduced cell proliferation weeks after chemotherapy. Importantly, p16INK4A expression in pretreatment HGS-OvC samples correlated with increased patients survival, suggesting for the first time that senescence-competence in human cancer cells may have a beneficial impact on treatment outcomes for patients. In order to guide the potential improvement of existing human therapies via pharmacological senescence manipulation, our results suggests that it is important to determine for many types of human cancer whether treatment-induced senescence positively or negatively impacts disease progression and patient survival.