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L’acromégalie est définie par un excès d’hormone de croissance (GH) et d’insuline growth-factor 1 (IGF1). Des cas de discordance entre les valeurs de ces deux hormones ont été reportés dans la littérature. Cependant, l’impact clinique de ce phénomène n’a pas été clairement établi.Méthodes : nous avons réalisé une étude multicentrique cas-témoins sur les patients acromégales suivis dans notre centre entre 2010 et 2021. Tout d’abord, nous avons comparé le profil clinique des patients discordants à celui des patients concordants. Ensuite, nous avons comparé le profil clinique des patients avec une GH normale et une IGF1 élevée à celui des patients avec une GH élevée et une IGF1 normale.Résultats : au total, 115 patients ont été inclus dans notre étude. Les patients discordants au cours du suivi présentent un profil clinique similaire à celui des patients concordants, aussi bien au diagnostic que lors de l’évolution de la pathologie. De même, les patients avec une GH normale ont un profil clinique similaire à celui des patients avec une IGF1 normale. Nous relevons que 36 % des patients ont changé de statut biologique entre le diagnostic et la dernière visite de contrôle.Conclusion : les patients ayant une discordance entre les valeurs de GH et d’IGF1 présentent un profil clinique aussi sévère que les patients concordants. Aussi, la normalisation simultanée des deux paramètres semble être un enjeu clinique afin de diminuer l’incidence des comorbidités, le taux de récidive et le taux de mortalité chez ce type de patient.

La croissance résulte d’un ensemble de phénomènes complexes sous l’influence de multiples facteurs : génétiques, métaboliques, environnementaux et surtout hormonaux. Son suivi doit être effectué de manière régulière tout au long du développement de l’enfant. On parle de retard de croissance staturale lorsque la taille de l’enfant est inférieure à moins 2 déviations standards par rapport aux courbes de croissance de référence. S’il existe également un ralentissement de la vitesse de croissance, il convient d’effectuer une exploration de ce retard, par un pédiatre endocrinologue, afin d’en rechercher la cause. Le plus souvent les examens effectués ne permettent pas d’en déterminer l’origine sauf dans certaines situations cliniques bien précises. La petite taille peut ainsi provenir d’un déficit en hormone de croissance ou être secondaire à de multiples pathologies. Un traitement par hormone de croissance recombinante peut alors être administré quotidiennement à l’enfant lorsqu’un certain nombre de critères sont remplis. L’efficacité de cette thérapeutique repose principalement sur sa régularité : l’acceptation et la compréhension par les jeunes patients et leurs parents est donc indispensable. Les ateliers d’éducation thérapeutique proposés par les services d’endocrinologie pédiatrique s’inscrivent dans cette démarche mais également le pharmacien d’officine via son rôle de conseil qu’il accomplit lors des dispensations mensuelles du traitement. En effet ces échanges réguliers sont propices à l’instauration d’un dialogue et d’une relation de confiance avec l’enfant et sa famille permettant d’appréhender l’observance du traitement et d’en éviter l’interruption.

Un muscle est constitué de différents types de fibres qui déterminent son profil métabolique global et sa structure.L'hypokinésie conduit à des modifications morphologiques, structurales et métaboliques à l’origine de la diminution de lamasse musculaire et de la section des fibres. Ces changements s’accompagnent d’un remodelage de la composition en chaîneslourdes de myosine et de l’activité enzymatique passant d'un métabolisme oxydatif à un métabolisme glycolytique.L’hormone de croissance (GH) qui agit sur la croissance et le métabolisme énergétique musculaire apparaît comme un facteurde régulation.Dans le but d’étudier les effets de la GH sur le muscle et plus particulièrement sur les différents types de fibres musculairenous avons recherché les variations d’expression des ARNm codant pour le GHR (récepteur de la GH) et l’UCP3("uncoupling protein3": protéine impliquée dans le métabolisme énergétique) dans les muscles soléaire (SOL) et extenseurlong des doigts (EDL) chez des rats contrôles et soumis à une hypokinésie, par RT-PCR et hybridation in situ.Les ARNm codant pour le GHR et l’UCP3 sont plus exprimés dans les muscles EDL que dans les muscles SOL des ratscontrôles et sont surexprimés durant l’hypokinésie. Exprimés en fonction de la surface des types de fibres (I, IIA dans lemuscle SOL et I, IIA, IIB dans le muscle EDL) ces deux transcrits ne montrent que de faibles différences entre les ratscontrôles et suspendus. Par microscopie électronique nous avons pu démontrer que les ARNm ne sont localisés qu'en dehorsdes myofibrilles. Pour définir la surface où sont présents les transcrits nous avons estimés l'expression des ARNr 18S. Cesderniers sont exprimés différemment selon le type de fibre en accord avec les travaux de Habets et al. (1999). Rapportés à cesvaleurs le calcul de densité des ARNm codant pour le GHR et l’UCP3 par type de fibre montrent que les fibres glycolytiques(IIB) expriment plus les ARNm codant pour le GHR et l’UCP3 que les fibres oxydatives-glycolytiques (IIA) et oxydatives (I)chez le rat contrôle. Cependant, dans les muscles atrophiés, les fibres lentes en transition vers les phénotypes rapides,surexpriment ces deux transcrits.Dans les artères de sujets atteint de diabète de type II, l’expression des ARNm codant pour le GHR est supérieure dans lesartères présentant des signes d’athérosclérose comparée aux sujets sains. De même, la protéine du GHR est plus expriméesdans les artères athéromateuses. La mise en évidence par RT-PCR in situ d'une synthèse de GH dans ces mêmes artèresconfirme l’hypothèse de son rôle autocrine ou paracrine lié au processus de prolifération cellulaire.

At the interface of genetics and environment, epigenetics contributes to phenotypic diversity. Quantifying the impact of epigenetic variation on quantitative traits (QT), an emerging challenge in humans. Growth provides a handset of quantitative traits to epigenetic studies. We studied the variability of several inter-related QTs: clinical QTs (height, height reponse to growth hormone and biological QT (serum IGF1 and serum IGF1 response to GH). Since insulin-like growth factor 1 (IGF1) controls postnatal growth in mammals including human, we tested whether the CG methylation of the two promoters (P1 and P2) of the IGF1 gene could be a epigenetic contributor to the individual variation i) in circulating IGF1 and stature in growing children. ii) on response of these parameters to treatment with (GH). Child height and circulating IGF1. To explore the relation between IGF1 promoter methylation and height, we studied two cohorts of pedriatric endocrinology department, totalling 216 prepubertal children with various statures. The methylation of a cluster of six CGs located within the proximal part of the IGF1 P2 promoter showed a strong negative association with serum IGF1 and growth. These correlations were observed in two cohorts of growing children. Tall children show lower levels of methylation in several CGs in P2 and P1 promoters of IGF1 gene than short children with idiopathic short stature. CG methylation contributed 13% to the variance of height and 10% to the variance of serum IGF1. To test if the found association reflected biological causality, we tested if methylation at the P2 promoter affects the transcriptional activity of the IGF1 gene. The transcriptional activity of the P2 promoter was inversely correlated with the CG methylation in mononuclear blood cells. We established that high levels of CG methylation at the two promoters of IGF1 contributed to the many molecular mechanisms responsible for “idiopathic” short stature. Response to treatment with (GH). Short children using growth hormone (GH) to accelerate their growth respond to this treatment with a variable efficacy. The causes of this individual variability are partially understood and could involve epigenetics. In this aim, we investigated the contribution of DNA methylation to the response to GH at two levels: direct effect of GH on transcription of IGF1 gene, on circulating IGF1 and on the growth response to GH. Following a GH injection, we found a variable increase in IGF1 transcripts across the studied children. The increase in P2-driven transcripts showed a strong inverse correlation with 4/8 of P2 CGs. Among the CGs of P1 promoter, only CG-611 showed an inverse correlation with P1-driven transcripts. Variability of DNA methylation in these CGs contributes with 27% to 67% of increase in transcripts. In 136 children with idiopatic short stature, we showed that DNA methylation of the P2 promoter is associated with growth response to GH during the first year of GH administration, for both increment in growth rate and circulating IGF1. CG-137 methylation of P2 promoter contributes 25% to variance of growth response to GH. The link between DNA methylation and the response to a treatment in humans illustrating the role of epigenetic marks as potent contributors to conclusion « pharmacoepigenetics». Our work can find application in growth physiology and therapeutics, as well as for studies in aging, longevity or cancer where IGF1 has a prominent role.; A l'interface de la génétique et de l'environnement, l'épigénétique contribue à la diversité phénotypique. Déterminer l'impact de la variation épigénétique sur les caractères quantitatifs (QT) est un nouveau défi. La croissance staturale fournit l’opportunité d’étudier la variabilité de plusieurs traits phénotypiques liés entre eux : des QT cliniques (la taille, l’accélération de la vitesse de croissance en réponse à l'hormone de croissance, GH) et des QT biologiques tels que la concentration d’IGF1 et la réponse de cette concentration à la GH. L’ « Insulin-like Growth Factor 1 » (IGF1) contrôle la croissance postnatale chez les mammifères, y compris l'homme. Nous l’avons choisi comme locus candidat pour nos études épigénétiques. Nous avons quantifié la méthylation des deux promoteurs P1 et P2 de ce gène, qui régulent son expression. Notre objectif était d’évaluer la contribution de la méthylation d’ADN de ces promoteurs i) à la taille des enfants en croissance, ii) à l’IGF1 circulant, iii) et à la réponse de ces paramètres à un traitement par la GH. Taille et IGF1 circulant. La relation entre la méthylation des promoteurs d’IGF1 et la taille a été étudiée au sein de deux cohortes du service d'endocrinologie pédiatrique, totalisant 216 enfants prépubères de différentes statures. Nous avons montré que la méthylation d'un groupe de six CGs situés dans la partie proximale du promoteur P2 du gène IGF1 présentait une corrélation inverse avec la croissance et l'IGF1 circulant. Les enfants les plus grands sont ainsi moins méthylés sur ces CGs que les enfants de petite taille. La contribution de la méthylation à la variance de la taille a été évaluée à environ 13%, et à 10% pour la variance de l'IGF1 sérique. Pour montrer que l’association observée reflète une causalité biologique, nous avons étudié le lien entre la méthylation des promoteurs P1 et P2 et l'activité transcriptionnelle du gène IGF1 in vivo et in vitro. Nous avons montré que les quantités de transcrits de classe II, issus du promoteur P2, sont inversement corrélés à la méthylation du promoteur P2 dans les cellules sanguines mononucléées. In vitro, nous avons cloné le promoteur P2 déméthylé ou méthylé dans un plasmide rapporteur (luciferase) transfecté dans la lignée HEK293 : le promoteur déméthylé s’est révélé nettement plus actif (+57%). Finalement, nous suggérons que l’hyperméthylation de certains CGs du P1 et du P2 d’IGF1 pourrait être un des nombreux mécanismes moléculaires responsables d’une moindre expression du gène et d’un phénotype de petite taille. La réponse au traitement par la GH. Une fraction des enfants de petite taille est traitée par l'hormone de croissance (GH) pour accélérer sa croissance, mais l’efficacité du traitement est très variable entre les individus. Les causes de cette variabilité sont partiellement comprises : la génétique joue un rôle, mais il reste une place possible pour la variabilité épigénétique. Dans ce but, nous avons étudié l'effet direct de la variabilité épigénétique sur la transcription du gène IGF1 et l’IGF1 circulant, dans un test aigu d’administration de GH, puis sur la réponse thérapeutique à un traitement d’un an par la GH. Après une injection de GH, nous avons constaté une augmentation variable du nombre de transcrits d’IGF1 chez les enfants étudiés. L'augmentation des transcrits de la classe II était inversement corrélée à la méthylation des CGs du P2. La variabilité de méthylation au CG-137 contribuait pour 20% à 67% de l’expression d’IGF1 en réponse à la GH. Chez 136 enfants de petite taille, nous avons montré que la méthylation de l'ADN du promoteur P2 était associée à la réponse au traitement par la GH au cours de la première année. Cette association est observée pour l'augmentation de la vitesse de croissance et pour les taux d’IGF1. (...)

Role of peptides derived from preproghrelin in the control of GH secretion and feeding behavior, Ghréline et obestatine sont deux hormones isolées à partir du tractus gastro-intestinal et issues du clivage protéolytique du même précurseur : la préproghréline. La ghréline est un peptide de 28 acides aminés qui subit une acylation sur sa sérine en position 3 lui permettant de se lier au récepteur des GH sécrétagogues (GHS-R). Ainsi la ghréline stimule la sécrétion de l’hormone de croissance (GH), hormone ayant également un rôle dans la modulation du métabolisme énergétique. En plus de son rôle en faveur de la sécrétion de GH, la ghréline est le seul peptide orexigène du tractus gastro-intestinal et un puissant facteur adipogène. L’obestatine isolée plus récemment à partir du tractus gastro-intestinal a été initialement décrite comme ayant un rôle anorexigène mais les données physiologiques concernant le rôle de ce peptide sont rapidement devenues contradictoires. Parallèlement, des données issues du laboratoire ont montré que l’obestatine avait une action antagoniste des effets de la ghréline exogène sur la sécrétion de GH et la prise alimentaire chez le rongeur mais que cette interaction n’avait pas lieu au niveau hypophysaire. Ainsi, nous avons émis l’hypothèse selon laquelle une interaction au niveau central entre la ghréline et l’obestatine est nécessaire au maintien de l’homéostasie des systèmes neuroendocrines contrôlant la croissance, la composition corporelle et la balance énergétique chez l’adulte. Dans un premier temps, il était nécessaire de déterminer le lieu de l’interaction entre ces deux peptides. Nous nous sommes donc intéressés aux neurones à NPY et GHRH du noyau arqué de l’hypothalamus (ArcN) qui expriment le GHS-R et sont la cible de la ghréline pour ses actions sur la prise alimentaire et la sécrétion de GH. Nos résultats montrent que l’obestatine et un variant naturel, l’obestatine Q90L, retrouvé parmi les patientes anorexiques à indice de masse corporelle (IMC) bas, ont un effet antagoniste sur la sécrétion de GH, la prise alimentaire et l’activité neuronale induites par la ghréline au niveau des neurones à NPY et GHRH de l’ArcN chez la souris. Une grande variabilité interindividuelle en réponse à la ghréline est observée et les effets antagonistes de l’obestatine ne sont visibles que chez les souris qui répondent bien à la ghréline, ce qui pourrait expliquer pourquoi les effets de l’obestatine ont été difficiles à caractériser jusqu’à présent.Afin de déterminer le rôle de la balance ghréline/obestatine dans le contrôle de la sécrétion de GH et la prise alimentaire, nous avons tiré parti de souris déficientes pour le gène de la préproghréline (ghrl-/-) qui n’expriment ni ghréline ni obestatine et chez lesquelles les deux peptides peuvent être remplacés pour en étudier l’impact. En effet, les ratios ghréline/obestatine sont modifiés dans plusieurs pathologies associées à des déséquilibres de la balance énergétique et de l’axe GH/IGF-1 mais l’impact physiologique de ces ratios déséquilibrés n’est pas connu. Nous avons, tout d’abord, caractérisé l’axe GH/IGF-1 ainsi que le comportement alimentaire chez les souris ghrl-/- et montré qu’elles n’avaient pas de phénotype permettant de les différencier des souris sauvages en ce qui concerne la taille, le poids ou encore le comportement alimentaire. Ces données sont en accord avec d’autres modèles de souris ghrl-/- déjà décrits au moment de notre étude. Néanmoins, nous observons que l’amplitude des pics sécrétoires de GH des souris ghrl-/- jeunes adultes (7 semaines) est réduite comparée à celle des souris sauvages du même âge. Plus âgées (36 semaines), ces souris retrouvent des profils de sécrétion de GH identiques à ceux des souris sauvages, soulignant un rôle de la ghréline endogène en période de croissance.

absent

The pulsatility of hormones secretion is crucial in the endocrine system, because it confers to hormones: a role and their efficiency. In this respect, the objective of my thesis was to study the involvement of the circadian clock, which controls the daily rhythms of numerous aspects of the physiology and behavior, in these endocrine pulsatilities. In the first part of my work, we studied two functions involving a neuroendocrine pulsatile activity - body growth and female reproduction-, in the knock-out mice Cry1-/-Cry2-/-, devoid of a functional circadian clock. The main results indicate, at first, that the circadian clock interferes with the GH ultradian pulsatility, and secondly, that the circadian clock is necessary for the preservation of the infradian cycles bound to the reproduction. This study shows, on one hand that, the circadian clock plays a role in mechanisms responsible for hormonal pulsatility, and on the other hand, that this circadian clock can control non-circadian rhythms. The second part of my work consisted in understanding at which level the clock may act to regulate the endocrine pulsatility. We were interested in the pituitary gland, an important gland of the endocrine system, which presents various types of pulsatility, circadian and not circadian. The pituitary gland expresses the main the clock genes and proteins according to a daily rhythm. And, although the various cells which compose the pituitary have a different endocrine rhythmic functioning, their clocks are in phase. Finally, the pituitary clock seems to integrate various signals, such as light and food. This characterization serves as a basis for new studies to understand if the pituitary clock could also coordinate the activity of the endocrine cells within the gland and so facilitate the genesis of a global pulsatility.; La pulsatililité des sécrétions hormonales est cruciale dans le système endocrine, puisqu'elle confère aux hormones : leur rôle et leur efficacité d'action. Dans ce cadre, l'objectif de ma thèse a été d'étudier l'implication de l'horloge circadienne, qui contrôle les rythmes journaliers de nombreux aspects de la physiologie et du comportement, dans ces pulsatilités endocrines. Dans un premier temps, nous avons étudié deux fonctions impliquant une activité neuroendocrine pulsatile - la croissance et la reproduction -, chez les souris Cry1-/-Cry2-/-, dépourvues d'horloge circadienne fonctionnelle. Les principaux résultats indiquent, premièrement, que l'horloge circadienne interfère avec la pulsatilité ultradienne de GH, et deuxièmement, que l'horloge circadienne est nécessaire au maintien des cycles infradiens liés à la reproduction. Cette étude montre, d'une part, que l'horloge circadienne joue un rôle dans les mécanismes responsables des pulsatilités hormonales, et d'autre part, qu'elle peut contrôler des rythmes non-circadiens. Dans un second temps, afin de comprendre à quel niveau l'horloge agit pour réguler les pulsatilités endocrines, nous nous sommes intéressés à l'hypophyse, une glande majeure du système endocrine, qui présente différents types de pulsatilités, circadiennes et non circadiennes. L'hypophyse exprime les principaux gènes et protéines horloges avec un rythme journalier. Et, bien que les différentes cellules endocrines qui la composent, aient un fonctionnement rythmique différent, leurs horloges sont en phase. Enfin, l'horloge hypophysaire semble intégrer différents signaux : la lumière et la nourriture. Cette caractérisation sert de base pour de nouvelles études visant à comprendre si l'horloge hypophysaire pourrait aussi coordonner l'activité des cellules endocrines au sein de la glande et ainsi favoriser l'émergence d'une pulsatilité globale.

Growth hormone (GH) physiological effects are responsible for post-natal body growth through the induction of cell proliferation, metabolism and differentiation. Pituitary GH is released in a pulsatile mode and induces a cellular response adapted to the variations in homeostatic conditions. The signal transduction pathway of GH is shared with the cytokine receptor superfamily and leads to the activation of the Janus Kinase / Signal Transducer and Activator of Transcription (JAK / STAT) proteins. Extrapituitary sites of GH synthesis by endothelial, fibroblastic and epithelial cells have been described and shown to be distinctly regulated from pituitary GH. This ectopic production of GH is released in small concentration, do not contribute to significant elevation of plasma GH and is thought to exert autocrine/paracrine effects.The main objective of the work presented here was to uncover the physiological role and pathological consequences of autocrine GH using a panel of molecular techniques from the cellular level to animal studies. First, we identified extrapituitary sites of GH expression including organs of the immune system and the mammary gland and evidenced developmentally and physiologically regulated rGH expression. Autocrine GH production by mammary epithelial cells induced their proliferation and counteracted lactogenic differentiation. We also evidenced hGH gene expression in epithelial and fibroblastic cells of the human breast and shown that it was increased in cases of invasive breast cancer. We next established a model of autocrine production of hGH using human mammary carcinoma cells and demonstrated that GH induces a significant activation of cell proliferation and protection against apoptosis. Migratory and invasive capacities of carcinoma cells were also remarkably increased by autocrine hGH and associated with a morphology reminiscent to fibroblastic type and concomitant with the acquisition of epithelial-mesenchymal transition markers. Next, we demonstrated that tumour progression of human mammary carcinoma cells induced by autocrine hGH was associated with the activation of a transcriptional platform involving specific proteins (CHOP, HOXA1, Cyclin D1, c-Myc, Bcl-2, Catalase) which lead to sustained activation of the MAPK pathway as well as mechanisms of cell survival and chemoresistance. We finally demonstrated that forced expression of the hGH gene is sufficient to promote cellular transformation of human mammary epithelial cell as well as in vivo tumour formation suggesting that autocrine GH could act as a human oncoprotein in epithelial cells.Our work clearly established that GH is an autocrine/paracrine factor physiologically involved in mammary epithelial cell proliferation and pathologically acting as a promoter of tumour progression. Sustained expression of autocrine hGH in human breast epithelial cells result in their oncogenic transformation suggesting the potential use of hGH receptor antagonist as adjunct therapy in human breast cancer., La croissance post natale est dépendante des effets physiologiques de l'hormone de croissance ou GH («Growth Hormone») qui se traduisent au niveau cellulaire par une augmentation de la prolifération, de la différenciation et du métabolisme. La libération pulsatile de GH hypophysaire induit une réponse cellulaire adaptée et régulée en fonction des différentes situations physiologiques et conditions homéostatiques. La transduction du signal de la GH est médiée par l'activation de la voie canonique de transduction des signaux des cytokines, Janus Kinase/Signal Transducer and Activator of Transcription (JAK/STAT). La GH est également produite en des sites extrahypophysaires par les cellules endothéliales, fibroblastiques et épithéliales suivant un mode de régulation bien distinct de celui de l'hypophyse. Cette GH ectopique synthétisée en faible quantité par rapport à la production hypophysaire ne contribue pas à l'élévation de la concentration de GH circulante et agirait comme un facteur local de régulation exerçant ses effets de façon autocrine et paracrine. L'objectif principal exposé dans ce mémoire est de comprendre le rôle physiologique et les conséquences pathologiques de la synthèse de GH autocrine. Cette problématique a été abordée depuis la cellule jusqu'à l'animal entier et expérimentalement testée par à un ensemble de techniques de biologie cellulaire, moléculaire et biochimiques. Nous avons dans un premier temps identifié certains sites de production ectopique de GH tels que les organes du système immunitaire et la glande mammaire et démontré que son expression était régulée en fonction de l'ontogenèse ou de l'état physiologique des animaux. Dans la glande mammaire de souris la GH autocrine participe à son développement en activant les mécanismes de prolifération épithéliale et en s'opposant à la différenciation lactogène. Nous avons également mis en évidence l'expression de GH humaine (hGH) dans les cellules épithéliales et fibroblastiques du sein humain et montré qu'elle était augmentée dans les cas de cancers agressifs. L'élaboration d'un modèle cellulaire de production autocrine de hGH nous a permis de caractériser en détail son rôle dans les cellules carcinomateuses mammaires. La GH induit une augmentation significative du nombre de cellules carcinomateuses par stimulation des mécanismes moléculaires de la prolifération cellulaire et par activation des mécanismes anti-apoptotiques. La production autocrine de hGH induit également une remarquable augmentation des capacités migratoires et invasives des cellules associées à un changement morphologique en type fibroblastique conjointement à l'acquisition des marqueurs de la transition épithélio-mésenchymateuse. Nous avons par la suite démontré que les mécanismes moléculaires de la progression tumorale mammaire induite par la GH autocrine résultent de l'activation d'un programme transcriptionnel complexe médié par l'action de protéines spécifiques (CHOP, HOXA1, Cycline D1, c-Myc, Bcl-2, Catalase). Cette plateforme transcriptionnelle permet l'activation soutenue de la voie des MAPK ainsi que la stimulation des fonctions antiapoptotiques, antiradicalaires et de chimiorésistance des cellules carcinomateuses. Par la suite nous avons découvert que l'expression constante et forcée de hGH dans une lignée épithéliale mammaire humaine est suffisante pour induire leur transformation oncogénique in vitro et in vivo, suggérant que la GH pourrait exercer la fonction d'un oncogène impliqué dans les cancers du sein humains. L'ensemble de nos travaux indique que les effets autocrines et paracrines de la GH se traduisent en situation physiologique par le développement prolifératif de l'épithélium mammaire et en conditions pathologiques stimulent la progression tumorale. L'expression constante de hGH par les cellules épithéliales mammaires humaines est potentiellement responsable de leur transformation oncogénique. L'antagonisme de la voie de transduction du signal de la GH représente donc un nouveau niveau d'intervention thérapeutique.

Growth hormone (GH) physiological effects are responsible for post-natal body growth through the induction of cell proliferation, metabolism and differentiation. Pituitary GH is released in a pulsatile mode and induces a cellular response adapted to the variations in homeostatic conditions. The signal transduction pathway of GH is shared with the cytokine receptor superfamily and leads to the activation of the Janus Kinase / Signal Transducer and Activator of Transcription (JAK / STAT) proteins. Extrapituitary sites of GH synthesis by endothelial, fibroblastic and epithelial cells have been described and shown to be distinctly regulated from pituitary GH. This ectopic production of GH is released in small concentration, do not contribute to significant elevation of plasma GH and is thought to exert autocrine/paracrine effects.The main objective of the work presented here was to uncover the physiological role and pathological consequences of autocrine GH using a panel of molecular techniques from the cellular level to animal studies. First, we identified extrapituitary sites of GH expression including organs of the immune system and the mammary gland and evidenced developmentally and physiologically regulated rGH expression. Autocrine GH production by mammary epithelial cells induced their proliferation and counteracted lactogenic differentiation. We also evidenced hGH gene expression in epithelial and fibroblastic cells of the human breast and shown that it was increased in cases of invasive breast cancer. We next established a model of autocrine production of hGH using human mammary carcinoma cells and demonstrated that GH induces a significant activation of cell proliferation and protection against apoptosis. Migratory and invasive capacities of carcinoma cells were also remarkably increased by autocrine hGH and associated with a morphology reminiscent to fibroblastic type and concomitant with the acquisition of epithelial-mesenchymal transition markers. Next, we demonstrated that tumour progression of human mammary carcinoma cells induced by autocrine hGH was associated with the activation of a transcriptional platform involving specific proteins (CHOP, HOXA1, Cyclin D1, c-Myc, Bcl-2, Catalase) which lead to sustained activation of the MAPK pathway as well as mechanisms of cell survival and chemoresistance. We finally demonstrated that forced expression of the hGH gene is sufficient to promote cellular transformation of human mammary epithelial cell as well as in vivo tumour formation suggesting that autocrine GH could act as a human oncoprotein in epithelial cells.Our work clearly established that GH is an autocrine/paracrine factor physiologically involved in mammary epithelial cell proliferation and pathologically acting as a promoter of tumour progression. Sustained expression of autocrine hGH in human breast epithelial cells result in their oncogenic transformation suggesting the potential use of hGH receptor antagonist as adjunct therapy in human breast cancer.; La croissance post natale est dépendante des effets physiologiques de l'hormone de croissance ou GH («Growth Hormone») qui se traduisent au niveau cellulaire par une augmentation de la prolifération, de la différenciation et du métabolisme. La libération pulsatile de GH hypophysaire induit une réponse cellulaire adaptée et régulée en fonction des différentes situations physiologiques et conditions homéostatiques. La transduction du signal de la GH est médiée par l'activation de la voie canonique de transduction des signaux des cytokines, Janus Kinase/Signal Transducer and Activator of Transcription (JAK/STAT). La GH est également produite en des sites extrahypophysaires par les cellules endothéliales, fibroblastiques et épithéliales suivant un mode de régulation bien distinct de celui de l'hypophyse. Cette GH ectopique synthétisée en faible quantité par rapport à la production hypophysaire ne contribue pas à l'élévation de la concentration de GH circulante et agirait comme un facteur local de régulation exerçant ses effets de façon autocrine et paracrine. L'objectif principal exposé dans ce mémoire est de comprendre le rôle physiologique et les conséquences pathologiques de la synthèse de GH autocrine. Cette problématique a été abordée depuis la cellule jusqu'à l'animal entier et expérimentalement testée par à un ensemble de techniques de biologie cellulaire, moléculaire et biochimiques. Nous avons dans un premier temps identifié certains sites de production ectopique de GH tels que les organes du système immunitaire et la glande mammaire et démontré que son expression était régulée en fonction de l'ontogenèse ou de l'état physiologique des animaux. Dans la glande mammaire de souris la GH autocrine participe à son développement en activant les mécanismes de prolifération épithéliale et en s'opposant à la différenciation lactogène. Nous avons également mis en évidence l'expression de GH humaine (hGH) dans les cellules épithéliales et fibroblastiques du sein humain et montré qu'elle était augmentée dans les cas de cancers agressifs. L'élaboration d'un modèle cellulaire de production autocrine de hGH nous a permis de caractériser en détail son rôle dans les cellules carcinomateuses mammaires. La GH induit une augmentation significative du nombre de cellules carcinomateuses par stimulation des mécanismes moléculaires de la prolifération cellulaire et par activation des mécanismes anti-apoptotiques. La production autocrine de hGH induit également une remarquable augmentation des capacités migratoires et invasives des cellules associées à un changement morphologique en type fibroblastique conjointement à l'acquisition des marqueurs de la transition épithélio-mésenchymateuse. Nous avons par la suite démontré que les mécanismes moléculaires de la progression tumorale mammaire induite par la GH autocrine résultent de l'activation d'un programme transcriptionnel complexe médié par l'action de protéines spécifiques (CHOP, HOXA1, Cycline D1, c-Myc, Bcl-2, Catalase). Cette plateforme transcriptionnelle permet l'activation soutenue de la voie des MAPK ainsi que la stimulation des fonctions antiapoptotiques, antiradicalaires et de chimiorésistance des cellules carcinomateuses. Par la suite nous avons découvert que l'expression constante et forcée de hGH dans une lignée épithéliale mammaire humaine est suffisante pour induire leur transformation oncogénique in vitro et in vivo, suggérant que la GH pourrait exercer la fonction d'un oncogène impliqué dans les cancers du sein humains. L'ensemble de nos travaux indique que les effets autocrines et paracrines de la GH se traduisent en situation physiologique par le développement prolifératif de l'épithélium mammaire et en conditions pathologiques stimulent la progression tumorale. L'expression constante de hGH par les cellules épithéliales mammaires humaines est potentiellement responsable de leur transformation oncogénique. L'antagonisme de la voie de transduction du signal de la GH représente donc un nouveau niveau d'intervention thérapeutique.

National audience

National audience

L'étude des dysendocrinies associées aux maladies neurodégénératives, pourrait contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes physiopathologiques de ces affections. Dans la tremblante, pathologie neurodégénérative liée au prion, une augmentation de GH est observée. L'objectif de cette étude est d'explorer deux mécanismes possibles sous-jacents à l'augmentation de GH : un déficit d action de l'IGF-I et/ou une augmentation de réponse à la GHRH. Nos résultats suggèrent qu'aucun de ces deux mécanismes n'est impliqué. Au contraire, on observe un effet potentialisé de l'IGF-I chez les animaux tremblants en période clinique, suggérant le développement de mécanismes compensateurs du processus pathologique. Ainsi, l'origine de l'augmentation de GH chez les animaux tremblants, reste encore à déterminer.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

All known biological activities of GH are initiated by Growth Hormone (GH) interaction with its specific dimerized membrane-bound receptor (GHR) present at the surface of target cells, leading to the activation of intracellular signal transduction. In parallel, the complex GH-GHR2 is internalized in many compartments, including mitochondrion. The aim of this study was to determine caveolae pathway implication in the regulation of GH action at the mitochondrial function level. We showed the importance of the GHR box 1 to stimulate respiratory activity. We also characterized the caveolae pathway in leading GH to enter in the mitochondrial compartment. Its particular localization in the mitochondrial inner membrane allowed GH to directly regulate some respiratory chain complexes. These results suggest a new way of direct action for GH on mitochondria, Toutes les actions biologiques de l'hormone de croissance (GH) sont initiées par l'interaction de l'hormone avec un homodimère de son récepteur spécifique (GHR2) présent au niveau de la surface de ses cellules-cibles. Cette association conduit à l'activation de différentes voies de transduction du signal intracellulaire ainsi qu'à l'internalisation du complexe GH-GHR2, notamment au niveau de la mitochondrie. L'objectif de cette étude est de montrer le mécanisme et l'implication de l'internalisation par les cavéoles dans la régulation de l'action de la GH au niveau de la fonction mitochondriale. Nous avons montré l'importance de la boîte 1 du GHR dans la stimulation de l'activité respiratoire globale ; le transport de la GH par la voie des cavéoles dans la mitochondrie ; l'importance de la localisation intramitochondriale de la GH dans la régulation des complexes II et IV de la chaîne respiratoire. Ces résultats suggèrent une nouvelle voie d'action directe de la GH sur la mitochondrie

All known biological activities of GH are initiated by Growth Hormone (GH) interaction with its specific dimerized membrane-bound receptor (GHR) present at the surface of target cells, leading to the activation of intracellular signal transduction. In parallel, the complex GH-GHR2 is internalized in many compartments, including mitochondrion. The aim of this study was to determine caveolae pathway implication in the regulation of GH action at the mitochondrial function level. We showed the importance of the GHR box 1 to stimulate respiratory activity. We also characterized the caveolae pathway in leading GH to enter in the mitochondrial compartment. Its particular localization in the mitochondrial inner membrane allowed GH to directly regulate some respiratory chain complexes. These results suggest a new way of direct action for GH on mitochondria; Toutes les actions biologiques de l'hormone de croissance (GH) sont initiées par l'interaction de l'hormone avec un homodimère de son récepteur spécifique (GHR2) présent au niveau de la surface de ses cellules-cibles. Cette association conduit à l'activation de différentes voies de transduction du signal intracellulaire ainsi qu'à l'internalisation du complexe GH-GHR2, notamment au niveau de la mitochondrie. L'objectif de cette étude est de montrer le mécanisme et l'implication de l'internalisation par les cavéoles dans la régulation de l'action de la GH au niveau de la fonction mitochondriale. Nous avons montré l'importance de la boîte 1 du GHR dans la stimulation de l'activité respiratoire globale ; le transport de la GH par la voie des cavéoles dans la mitochondrie ; l'importance de la localisation intramitochondriale de la GH dans la régulation des complexes II et IV de la chaîne respiratoire. Ces résultats suggèrent une nouvelle voie d'action directe de la GH sur la mitochondrie

National audience

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The aim of in this work was to reveal the different forms of GH in the pituitary and serum of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and together with their biochemical and biological characteristics.; Nous nous étions fixés, comme but de ce travail effectué chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss), la mise en évidence des différentes formes de la GH hypophysaire et sérique et d'en connaître les caractéristiques biochimiques et biologiques.

The aim of in this work was to reveal the different forms of GH in the pituitary and serum of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) and together with their biochemical and biological characteristics., Nous nous étions fixés, comme but de ce travail effectué chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss), la mise en évidence des différentes formes de la GH hypophysaire et sérique et d'en connaître les caractéristiques biochimiques et biologiques.

National audience; Recent development in molecular biology makes the isolation of virtually any gene possible. The isolated gene can be mutated, in vitro, to modify its genetic message or its regulatory elements. It can then be reintroduced into cells or into the whole organism (transgenesis) and a physiological function can thus potentially be modified. These possibilities have been and still are being applied to animal growth. Genes coding for GRF (Growth Releasing Factor), GH (Growth Hormone), and IGF1 (Insulin-like Growth Factor) have been introduced into embryos of various animal species. These transgenes were expressed and this led to an acceleration of growth and to an increase in animal size. This phenomenon was accompanied by significant changes in the metabolism of the animals. The fact that the expression of the transgenes used could not be modulated led to an over secretion of GH, which is responsible for various physiological disorders, rendering most of the transgenic animals expressing a GH transgene of low interest for production. Although transgenesis has become a routine experiment in a certain number of laboratories, it remains relatively difficult on a large scale using most domestic animals. Further studies on the mechanisms which control transgene expression and on methods leading to transgenesis must be conducted before genetic engineering can really contribute to an improvement in animal breeding.

Les récents développements de la génétique moléculaire offrent désormais la possibilité d’isoler virtuellement n’importe quel gène, de le muter in vitro, de modifier ses éléments régulateurs, de le réintroduire dans des cellules ou des organismes entiers (transgénèse) et donc, de moduler à volonté une fonction physiologique donnée. Ces possibilités ont été et sont encore appliquées à la fonction de croissance. Ainsi, les gènes du GRF (Growth Releasing Factor), de la GH (Growth Hormone) et de l’IGF1 (Insulin-like Growth Factor) ont été introduits dans des embryons de divers animaux. Ces transgènes se sont exprimés et ont conduit à une accélération de la croissance et à une augmentation de la taille des animaux accompagnée d’un assez profond changement de leur métabolisme. L’incapacité de moduler finement l’expression des transgènes chez les animaux transgéniques se traduit par une sécrétion exacerbée des hormones qui, elle-même, induit une série de désordres physiologiques rendant les animaux transgéniques peu performants. La transgénèse, si elle est devenue une routine chez la souris dans un certain nombre de laboratoires, reste difficilement réalisable à grande échelle chez la plupart des animaux domestiques. Des études approfondies sur les mécanismes de contrôle de l’expression des transgènes et sur les méthodes de transgénèse doivent donc être menées à bien pour que les manipulations génétiques deviennent une réalité dans les techniques d’élevage., Recent development in molecular biology makes the isolation of virtually any gene possible. The isolated gene can be mutated, in vitro, to modify its genetic message or its regulatory elements. It can then be reintroduced into cells or into the whole organism (transgenesis) and a physiological function can thus potentially be modified. These possibilities have been and still are being applied to animal growth. Genes coding for GRF (Growth Releasing Factor), GH (Growth Hormone), and IGF1 (Insulin-like Growth Factor) have been introduced into embryos of various animal species. These transgenes were expressed and this led to an acceleration of growth and to an increase in animal size. This phenomenon was accompanied by significant changes in the metabolism of the animals. The fact that the expression of the transgenes used could not be modulated led to an over secretion of GH, which is responsible for various physiological disorders, rendering most of the transgenic animals expressing a GH transgene of low interest for production. Although transgenesis has become a routine experiment in a certain number of laboratories, it remains relatively difficult on a large scale using most domestic animals. Further studies on the mechanisms which control transgene expression and on methods leading to transgenesis must be conducted before genetic engineering can really contribute to an improvement in animal breeding.

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