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Diffuse Low-Grade Gliomas (DLGG) are WHO grade II glial tumors affecting younger adults. They are characterized as silent, slow growing tumors with fewer mitotic activities. However, they diffuse and invade the healthy brain via blood vessels and nerve fibers. These, over a period of years develop to malignant Glioblastoma, aggressive brain tumors where patients have an average medial survival of 12-15 months after diagnosis. Ill-defined phenotypic and cellular diversity of DLGG poses serious limitation to treatment and prevention at the early stage.In my PhD thesis, I aimed to address this limitation by characterizing the cellular heterogeneity in IDH1-mutated DLGG. By performing immunofluorescence analysis on grade II astrocytoma and oligodendroglioma, I have identified two largely non-overlapping cellular subpopulations expressing SOX9 and OLIG1 transcription factors, which represent astrocyte-like and oligodendrocyte-like cells, respectively. Upon further investigation, I have shown that these subpopulations express distinct molecular markers. Sox9 cells are associated with APOE, KCNN3, CRYAB and ID4, while Olig1 cells showed strong correlation with the expression of PDGFRA, SOX8, MASH1, and SOX4. In addition, the sox9 cells show a particular activation of signaling pathways including Notch, BMP and their downstream targets.To ascertain the role of Notch signaling in regulating the formation of these tumoral subpopulations, I used magnetic sorting of tumor cells from freshly resected glioma samples and overexpressed Notch Intracellular Domain (NICD), an active form of Notch. Increased Notch activation resulted in an upregulation of Sox9- and downregulation of Olig1-associated cell markers. I have then extended these analyses on one anaplastic IDH1 mutated patient derived cell line which reproduced similar gene expression profile confirming the robustness of the role of Notch signaling in regulating the plasticity of the cells. Parallel experiments performed by activation of Bone Morphogenetic Protein (BMP) signaling on IDH1 mutated cell line did not show a prominent effect on the plasticity. Nevertheless, BMP signal activation highly upregulated CRYAB, a SOX9 related marker and downregulated OLIG1 and OLIG2.In conclusion, I have identified two non-overlapping tumor subpopulations in diffuse low-grade gliomas and demonstrated the deterministic role of Notch signaling pathway in their formation. I believe that these findings would aid in better understanding tumoral heterogeneity in DLGG and be extended in designing new therapeutic strategies against these tumors., Les gliomes diffus de bas grade (DLGG) sont des tumeurs gliales de grade II qui affectent principalement les jeunes adultes. Elles sont caractérisées par une croissance lente et une activité mitotique réduite. Cependant, ces tumeurs diffusent et envahissent le cerveau sain via les vaisseaux sanguins et les fibres nerveuses. Après plusieurs années de croissance lente, ces tumeurs peuvent évoluer vers des glioblastomes, des tumeurs cérébrales très agressives dont la survie médiane moyenne est alors de 12 à 15 mois après le diagnostic. La caractérisation cellulaire des DLGG est encore limitée ce qui nuit à la recherche d’un traitement à un stade précoce. Dans ma thèse de doctorat, je me suis focalisée sur la caractérisation de 'hétérogénéité cellulaire des DLGG mutés pour IDH1. En effectuant une analyse d'immunofluorescence sur des astrocytomes et oligodendrogliomes de grade II, j'ai identifié deux sous-populations cellulaires largement non chevauchantes et exprimant respectivement les facteurs de transcription SOX9 et OLIG1. Ces cellules s’apparentent à des cellules de type astrocytaire et oligodendrocytaire et expriment des marqueurs moléculaires distincts. Les cellules SOX9 expriment APOE, KCNN3, CRYAB et ID4, tandis que les cellules OLIG1 expriment préfentiellement PDGFRA, SOX8, MASH1 et SOX4. Par ailleurs, j’ai montré que les cellules SOX9 présentent une activation particulière des voies de signalisation, notamment Notch, BMP et leurs cibles en aval. Pour étudier le rôle de la voie de signalisation Notch dans la formation de ces 2 sous-populations tumorales, j'ai purifié par tri magnétique les cellules tumorales à partir d'échantillons de gliomes fraîchement réséqués et j'ai surexprimé le domaine intracellulaire Notch (NICD), une forme active de Notch. J’ai ainsi montré que cette activation augmentait l’expression des marqueurs cellulaires associés aux cellules SOX9+ et une baisse de ceux associés aux cellules OLIG1+. J'ai ensuite étendu ces analyses à une lignée cellulaire anaplasique dérivée d'un patient et mutée pour IDH1. Ces résultats indiquent un rôle clé de la signalisation Notch dans la régulation de la plasticité des cellules tumorales. Des expériences similaires pour étudier l'activation de la signalisation BMP (bone morphogenetic protein) n'ont pas montré d'effet notable sur la plasticité. Néanmoins, le traitement des cellules par des membres de la famille BMP a fortement augmenté l’expression de CRYAB, un marqueur associé à SOX9, et a diminué l’expression de OLIG1 et OLIG2. En conclusion, j'ai identifié deux sous-populations tumorales non chevauchantes dans des gliomes diffus de bas grade et j'ai démontré le rôle déterminant de la voie de signalisation Notch dans leur formation. Ces résultats permettront de mieux comprendre l'hétérogénéité tumorale dans les DLGG et de concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques contre ces tumeurs.

Diffuse Low-Grade Gliomas (DLGG) are WHO grade II glial tumors affecting younger adults. They are characterized as silent, slow growing tumors with fewer mitotic activities. However, they diffuse and invade the healthy brain via blood vessels and nerve fibers. These, over a period of years develop to malignant Glioblastoma, aggressive brain tumors where patients have an average medial survival of 12-15 months after diagnosis. Ill-defined phenotypic and cellular diversity of DLGG poses serious limitation to treatment and prevention at the early stage.In my PhD thesis, I aimed to address this limitation by characterizing the cellular heterogeneity in IDH1-mutated DLGG. By performing immunofluorescence analysis on grade II astrocytoma and oligodendroglioma, I have identified two largely non-overlapping cellular subpopulations expressing SOX9 and OLIG1 transcription factors, which represent astrocyte-like and oligodendrocyte-like cells, respectively. Upon further investigation, I have shown that these subpopulations express distinct molecular markers. Sox9 cells are associated with APOE, KCNN3, CRYAB and ID4, while Olig1 cells showed strong correlation with the expression of PDGFRA, SOX8, MASH1, and SOX4. In addition, the sox9 cells show a particular activation of signaling pathways including Notch, BMP and their downstream targets.To ascertain the role of Notch signaling in regulating the formation of these tumoral subpopulations, I used magnetic sorting of tumor cells from freshly resected glioma samples and overexpressed Notch Intracellular Domain (NICD), an active form of Notch. Increased Notch activation resulted in an upregulation of Sox9- and downregulation of Olig1-associated cell markers. I have then extended these analyses on one anaplastic IDH1 mutated patient derived cell line which reproduced similar gene expression profile confirming the robustness of the role of Notch signaling in regulating the plasticity of the cells. Parallel experiments performed by activation of Bone Morphogenetic Protein (BMP) signaling on IDH1 mutated cell line did not show a prominent effect on the plasticity. Nevertheless, BMP signal activation highly upregulated CRYAB, a SOX9 related marker and downregulated OLIG1 and OLIG2.In conclusion, I have identified two non-overlapping tumor subpopulations in diffuse low-grade gliomas and demonstrated the deterministic role of Notch signaling pathway in their formation. I believe that these findings would aid in better understanding tumoral heterogeneity in DLGG and be extended in designing new therapeutic strategies against these tumors.; Les gliomes diffus de bas grade (DLGG) sont des tumeurs gliales de grade II qui affectent principalement les jeunes adultes. Elles sont caractérisées par une croissance lente et une activité mitotique réduite. Cependant, ces tumeurs diffusent et envahissent le cerveau sain via les vaisseaux sanguins et les fibres nerveuses. Après plusieurs années de croissance lente, ces tumeurs peuvent évoluer vers des glioblastomes, des tumeurs cérébrales très agressives dont la survie médiane moyenne est alors de 12 à 15 mois après le diagnostic. La caractérisation cellulaire des DLGG est encore limitée ce qui nuit à la recherche d’un traitement à un stade précoce. Dans ma thèse de doctorat, je me suis focalisée sur la caractérisation de 'hétérogénéité cellulaire des DLGG mutés pour IDH1. En effectuant une analyse d'immunofluorescence sur des astrocytomes et oligodendrogliomes de grade II, j'ai identifié deux sous-populations cellulaires largement non chevauchantes et exprimant respectivement les facteurs de transcription SOX9 et OLIG1. Ces cellules s’apparentent à des cellules de type astrocytaire et oligodendrocytaire et expriment des marqueurs moléculaires distincts. Les cellules SOX9 expriment APOE, KCNN3, CRYAB et ID4, tandis que les cellules OLIG1 expriment préfentiellement PDGFRA, SOX8, MASH1 et SOX4. Par ailleurs, j’ai montré que les cellules SOX9 présentent une activation particulière des voies de signalisation, notamment Notch, BMP et leurs cibles en aval. Pour étudier le rôle de la voie de signalisation Notch dans la formation de ces 2 sous-populations tumorales, j'ai purifié par tri magnétique les cellules tumorales à partir d'échantillons de gliomes fraîchement réséqués et j'ai surexprimé le domaine intracellulaire Notch (NICD), une forme active de Notch. J’ai ainsi montré que cette activation augmentait l’expression des marqueurs cellulaires associés aux cellules SOX9+ et une baisse de ceux associés aux cellules OLIG1+. J'ai ensuite étendu ces analyses à une lignée cellulaire anaplasique dérivée d'un patient et mutée pour IDH1. Ces résultats indiquent un rôle clé de la signalisation Notch dans la régulation de la plasticité des cellules tumorales. Des expériences similaires pour étudier l'activation de la signalisation BMP (bone morphogenetic protein) n'ont pas montré d'effet notable sur la plasticité. Néanmoins, le traitement des cellules par des membres de la famille BMP a fortement augmenté l’expression de CRYAB, un marqueur associé à SOX9, et a diminué l’expression de OLIG1 et OLIG2. En conclusion, j'ai identifié deux sous-populations tumorales non chevauchantes dans des gliomes diffus de bas grade et j'ai démontré le rôle déterminant de la voie de signalisation Notch dans leur formation. Ces résultats permettront de mieux comprendre l'hétérogénéité tumorale dans les DLGG et de concevoir de nouvelles stratégies thérapeutiques contre ces tumeurs.

During the establishment of left-right asymmetry in the zebrafish brain, a small group of cells, the parapineal, collectively migrates from the dorsal midline of the epithalamus to the left in most wild-type embryos. Parapineal migration requires Fibroblastic Growth Factor 8 (Fgf8), a secreted signal expressed bilaterally in epithalamic tissues surrounding the parapineal. The left bias in the orientation of parapineal migration depends on the activity of Cyclops, a secreted factor of the Nodal/TGFß family that is transiently expressed in the left epithalamus prior to parapineal migration. Therefore, the parapineal provides a powerful new model to understand FGF dependent collective cell migration and to study how other signaling pathways modulate this process. Live imaging of an FGF reporter transgene revealed that the FGF pathway is activated in only few parapineal cells that are usually located at the leading edge of migration. Global expression of a constitutively activated Fgf receptor (CA-FGFR) delays migration in wild-type, while it partially restores both parapineal migration and focal activation of the FGF reporter transgene in fgf8-/- mutant embryos. Importantly, focal activation of FGF signaling in few parapineal cells is sufficient to restore collective migration in fgf8-/- mutants. Finally, Nodal asymmetry contributes to restrict and left-bias the activation of the FGF pathway (Manuscript n°1). Following this work, my thesis project aimed at understanding how the activation of the FGF pathway is restricted to few cells, despite all parapineal cells apparently being competent to activate the pathway. We showed that Notch signaling is able to restrict FGF activity. Loss or gain of function of the Notch pathway respectively triggers an increase or decrease in FGF activity, which correlate with PP migration defects. Moreover, decreasing or increasing FGF activity levels respectively rescues or aggravates parapineal migration defects in Notch loss-of-function context. Our data indicate that Notch signaling restricts the activation of the FGF pathway within parapineal cells to promote their collective migration (Manuscript n°2). We also found that Notch pathway is required for the specification of a correct number of parapineal cells, independently of FGF pathway. In parallel, we analysed the function of MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), a protein mosaïcally expressed in the parapineal and a candidate to modulate FGF signaling. However, we found no significant defects in the specification or migration of parapineal cells in mmp2-/- mutant embryos (Manuscript n°3). My PhD work reveals a role for Notch signaling in restricting the activation of FGF signaling within few parapineal cells, a process that is biased by Nodal pathway to the left and required for the migration of the entire parapineal. These data provide insights into the interaction of FGF, Notch and Nodal/TGFb signaling pathways that may be applicable to other models of collective cell migration, such as cancer cells migration for instance.; Lors du développement de l'asymétrie gauche droite dans le cerveau du poisson zèbre, un petit groupe de cellules, le parapinéale, migre collectivement depuis la ligne médiane vers la partie gauche de l'épithalamus. Cette migration est défectueuse dans des mutants pour le gène fgf8, indiquant que le facteur Fgf8 (Fibroblast Growth Factor 8), sécrété de part et d'autre de la ligne médiane, est requis pour la migration. Cependant, l'orientation gauche de la migration dépend de l'activation, plus précocement dans l'épithalamus gauche, de la voie de signalisation Nodal/TGFb (Transforming Growth Factor). Par conséquent, la parapinéale est un modèle de choix pour comprendre comment les cellules migrent collectivement en réponse aux Fgf et pour étudier comment d'autres voies de signalisation modulent ce processus. L'imagerie en temps réel d'un transgène rapporteur de la signalisation FGF a révélé que la voie FGF est activée préférentiellement dans quelques cellules de tête, c'est à dire localisées au front de migration. L'expression globale d'un récepteur aux Fgf activé de façon constitutive (CA-FgfR1) interfère avec la migration de la parapinéale en contexte sauvage mais est capable de restaurer à la fois la migration de la parapinéale et l'activation focale de la voie FGF au front de migration dans les mutants fgf8-/-. De plus, l'activation focale de la voie FGF dans seulement quelques cellules de parapinéale est suffisante pour restaurer la migration de tout le collectif dans les mutants fgf8-/-. Finalement, nos données montrent que la signalisation Nodal contribue à restreindre et à biaiser l'activation de la voie FGF afin d'orienter la migration de la parapinéale vers le côté gauche (Manuscript n°1). Par la suite, mes travaux de thèse ont visé à comprendre comment l'activation de la voie FGF est restreinte à quelques cellules, bien que toutes les cellules de parapinéale semblent compétentes pour activer la voie. Nos résultats montrent que la signalisation Notch est capable de restreindre l'activation de la voie FGF. La perte ou le gain de fonction de la voie Notch entrainent respectivement une augmentation ou une diminution de l'activité FGF, associés à des défauts de migration de la parapinéale dans les deux contextes. De plus, la diminution ou l'augmentation artificielle du niveau d'activation de la voie FGF peut respectivement restaurer la migration de la parapinéale ou aggraver les défauts de migration en absence d'activité Notch. Nos données indiquent que la signalisation Notch restreint l'activation de la voie FGF au sein des cellules de parapinéale pour permettre la migration du collectif (Manuscript n°2). La voie Notch est également requise pour la spécification d'un nombre correct de cellules de parapinéale, indépendamment de la voie FGF. En parallèle, nous avons analysé la fonction de MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), une protéine exprimée mosaïquement dans la parapinéale et candidate pour moduler la signalisation FGF. Cependant, nous n'avons observé aucun défaut de spécification ou de migration de la parapinéale dans les embryons mutants pour le gène mmp2 -/- (Manuscript n°3). Mon travail de thèse révèle un rôle de la voie Notch pour restreindre l'activation de la signalisation FGF dans quelques cellules de parapinéale, un processus qui est biaisé par la voie Nodal afin d'orienter la migration du collectif vers la gauche. Ces données pourraient permettre de mieux comprendre les interactions entre les voies de signalisation FGF, Notch et Nodal dans d'autres modèles de migration cellulaire collective comme, par exemple, la migration des cellules cancéreuses.

During the establishment of left-right asymmetry in the zebrafish brain, a small group of cells, the parapineal, collectively migrates from the dorsal midline of the epithalamus to the left in most wild-type embryos. Parapineal migration requires Fibroblastic Growth Factor 8 (Fgf8), a secreted signal expressed bilaterally in epithalamic tissues surrounding the parapineal. The left bias in the orientation of parapineal migration depends on the activity of Cyclops, a secreted factor of the Nodal/TGFß family that is transiently expressed in the left epithalamus prior to parapineal migration. Therefore, the parapineal provides a powerful new model to understand FGF dependent collective cell migration and to study how other signaling pathways modulate this process. Live imaging of an FGF reporter transgene revealed that the FGF pathway is activated in only few parapineal cells that are usually located at the leading edge of migration. Global expression of a constitutively activated Fgf receptor (CA-FGFR) delays migration in wild-type, while it partially restores both parapineal migration and focal activation of the FGF reporter transgene in fgf8-/- mutant embryos. Importantly, focal activation of FGF signaling in few parapineal cells is sufficient to restore collective migration in fgf8-/- mutants. Finally, Nodal asymmetry contributes to restrict and left-bias the activation of the FGF pathway (Manuscript n°1). Following this work, my thesis project aimed at understanding how the activation of the FGF pathway is restricted to few cells, despite all parapineal cells apparently being competent to activate the pathway. We showed that Notch signaling is able to restrict FGF activity. Loss or gain of function of the Notch pathway respectively triggers an increase or decrease in FGF activity, which correlate with PP migration defects. Moreover, decreasing or increasing FGF activity levels respectively rescues or aggravates parapineal migration defects in Notch loss-of-function context. Our data indicate that Notch signaling restricts the activation of the FGF pathway within parapineal cells to promote their collective migration (Manuscript n°2). We also found that Notch pathway is required for the specification of a correct number of parapineal cells, independently of FGF pathway. In parallel, we analysed the function of MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), a protein mosaïcally expressed in the parapineal and a candidate to modulate FGF signaling. However, we found no significant defects in the specification or migration of parapineal cells in mmp2-/- mutant embryos (Manuscript n°3). My PhD work reveals a role for Notch signaling in restricting the activation of FGF signaling within few parapineal cells, a process that is biased by Nodal pathway to the left and required for the migration of the entire parapineal. These data provide insights into the interaction of FGF, Notch and Nodal/TGFb signaling pathways that may be applicable to other models of collective cell migration, such as cancer cells migration for instance.; Lors du développement de l'asymétrie gauche droite dans le cerveau du poisson zèbre, un petit groupe de cellules, le parapinéale, migre collectivement depuis la ligne médiane vers la partie gauche de l'épithalamus. Cette migration est défectueuse dans des mutants pour le gène fgf8, indiquant que le facteur Fgf8 (Fibroblast Growth Factor 8), sécrété de part et d'autre de la ligne médiane, est requis pour la migration. Cependant, l'orientation gauche de la migration dépend de l'activation, plus précocement dans l'épithalamus gauche, de la voie de signalisation Nodal/TGFb (Transforming Growth Factor). Par conséquent, la parapinéale est un modèle de choix pour comprendre comment les cellules migrent collectivement en réponse aux Fgf et pour étudier comment d'autres voies de signalisation modulent ce processus. L'imagerie en temps réel d'un transgène rapporteur de la signalisation FGF a révélé que la voie FGF est activée préférentiellement dans quelques cellules de tête, c'est à dire localisées au front de migration. L'expression globale d'un récepteur aux Fgf activé de façon constitutive (CA-FgfR1) interfère avec la migration de la parapinéale en contexte sauvage mais est capable de restaurer à la fois la migration de la parapinéale et l'activation focale de la voie FGF au front de migration dans les mutants fgf8-/-. De plus, l'activation focale de la voie FGF dans seulement quelques cellules de parapinéale est suffisante pour restaurer la migration de tout le collectif dans les mutants fgf8-/-. Finalement, nos données montrent que la signalisation Nodal contribue à restreindre et à biaiser l'activation de la voie FGF afin d'orienter la migration de la parapinéale vers le côté gauche (Manuscript n°1). Par la suite, mes travaux de thèse ont visé à comprendre comment l'activation de la voie FGF est restreinte à quelques cellules, bien que toutes les cellules de parapinéale semblent compétentes pour activer la voie. Nos résultats montrent que la signalisation Notch est capable de restreindre l'activation de la voie FGF. La perte ou le gain de fonction de la voie Notch entrainent respectivement une augmentation ou une diminution de l'activité FGF, associés à des défauts de migration de la parapinéale dans les deux contextes. De plus, la diminution ou l'augmentation artificielle du niveau d'activation de la voie FGF peut respectivement restaurer la migration de la parapinéale ou aggraver les défauts de migration en absence d'activité Notch. Nos données indiquent que la signalisation Notch restreint l'activation de la voie FGF au sein des cellules de parapinéale pour permettre la migration du collectif (Manuscript n°2). La voie Notch est également requise pour la spécification d'un nombre correct de cellules de parapinéale, indépendamment de la voie FGF. En parallèle, nous avons analysé la fonction de MMP2 (Matrix Metalloprotease 2), une protéine exprimée mosaïquement dans la parapinéale et candidate pour moduler la signalisation FGF. Cependant, nous n'avons observé aucun défaut de spécification ou de migration de la parapinéale dans les embryons mutants pour le gène mmp2 -/- (Manuscript n°3). Mon travail de thèse révèle un rôle de la voie Notch pour restreindre l'activation de la signalisation FGF dans quelques cellules de parapinéale, un processus qui est biaisé par la voie Nodal afin d'orienter la migration du collectif vers la gauche. Ces données pourraient permettre de mieux comprendre les interactions entre les voies de signalisation FGF, Notch et Nodal dans d'autres modèles de migration cellulaire collective comme, par exemple, la migration des cellules cancéreuses.

Glioblastomas (GBM, WHO grade IV) are highly aggressive brain tumors in which extensive vascularization is associated with hypoxia and necrosis. GBM cell of origin is controversial; however multipotent stem-like subpopulations have been identified within tumors, and could account for GBM radio/chemoresistance. These glioblastoma stem-like cells (GSC) actively promote tumoral vascularization processes by closely interacting with vascular cells composing tumoral niches. The Notch cascade is a canonical signaling pathway required during developmental stages and adult homeostasis of the central nervous system and the associated vascular network. In the context of GBM, this molecular axis could induce gliomagenesis by promoting GSC maintenance in the perivascular niche. However, Notch-induced molecular mechanisms controlling GBM progression still remain elusive, due to divergent results observed in numerous reports. During the first part of my thesis work, I contributed to the assessment of Notch1 functions in GSC cultures isolated and characterized in our lab. Given a low Notch1 basal activation status in our GSCs, our approach was to constitutively activate this axis via lentiviral transduction. Following this forced activation, GSCs undergo drastic phenotypic changes and differenciate into perivascular-like or “pericyte-like” cells. This neurovascular transition of GSCs induces active tumoral vascularization by promoting normalization of the vascular network in vivo. Consequently, I questioned the molecular mechanisms downstream of Notch1 by focusing on TAL1 and SLUG transcription factors, two potential candidates controlling this neurovascular plasticity. For this purpose, I examined their contribution to the GSC vascular-like phenotype in an in vitro model of the perivascular niche; and in vivo by analyzing human GBM samples. Finally, I also observed that Notch1 activation modulates the activity of the proteasomal machinery, which could actively contribute to the molecular transition occurring in GSCs. This work highlights GSC phenotypic plasticity: a better understanding of these processes could lead to the design of therapies efficiently targeting GSCs and their associated vasculature.; Les Glioblastomes (GBM, grade IV selon l’OMS) sont les tumeurs cérébrales primaires les plus agressives et sont caractérisées par une néovascularisation importante associée à l’hypoxie et à la nécrose. L’origine cellulaire des GBM est controversée, mais des sous-populations de cellules multipotentes ont été identifiées au sein des tumeurs, et seraient responsables de la radio/chimiorésistance des GBM. Ces cellules souches de glioblastome (GSC) contrôlent activement la vascularisation tumorale par leur interaction étroite avec les cellules vasculaires composant les niches tumorales. La voie Notch est une signalisation canonique essentielle au développement et à l’homéostasie du système nerveux central et son réseau vasculaire associé. Dans le contexte des GBM, cette cascade serait nécessaire à la gliomagénèse, par le maintien du réservoir de GSC au sein de la niche périvasculaire. Cependant, le mode d’action moléculaire de Notch dans les GBM reste encore à démontrer, du fait de résultats divergents observés dans plusieurs études. Dans la première partie de mon travail de thèse, j’ai contribué à l’exploration de la signalisation Notch1 dans des cultures de GSC établies et caractérisées au sein du laboratoire. Le niveau basal d’activation de Notch1 étant faible dans nos GSC, l’approche a été d’activer constitutivement cet axe par transduction lentivirale. Suite à cette activation forcée, les GSC subissent un changement phénotypique majeur et se différencient en cellules périvasculaires ou cellules « pericyte-like ». Cette transition neurovasculaire des GSC promeut la vascularisation active des tumeurs par la normalisation du réseau vasculaire in vivo. Par la suite, j’ai posé la question des mécanismes moléculaires en aval de Notch1 ; par l’étude des facteurs de transcription TAL1 et SLUG, deux candidats potentiels au contrôle de cette plasticité neurovasculaire. Dans ce but, j’ai examiné leur contribution au phénotype vasculaire des GSC dans un modèle in vitro de la niche périvasculaire ; et in vivo par l’analyse d’échantillons humains de GBM. Enfin, j’ai également observé que l’activation de Notch1 module l’activité de la machinerie du protéasome, ce qui pourrait contribuer activement à la transition moléculaire observée dans les GSC. Ces travaux mettent en avant la plasticité phénotypique des GSC: une meilleure compréhension de ces processus pourrait mener à la conception de thérapies ciblant efficacement les GSC et leur vascularisation associée.

La génétique moléculaire des organismes modèles : un paradigme de principes généraux en biologie Thème général des cours Le développement harmonieux et cohérent d’un organisme multicellulaire nécessite une parfaite coordination des interactions cellulaires. Leurs dérèglements sont très souvent à l’origine des dysfonctionnements cellulaires responsables des pathologies. Au cours de ces leçons, nous avons examiné les aspects de biologie cellulaire et moléculaire d’une voie de signalisation fond...

National audience

How oogenesis is controlled upon nutrient challenge is a key biological question to understand the balance between reproduction and adult fitness. During Drosophila oogenesis, vitellogenic stages are highly energy consuming so their formation has to be balanced with other physiological needs. We reveal the role of the Insulin pathway and FoxO in regulating the transition from Mitotic-to-Endocycle, a critical step controlling the entry of egg chambers into vitellogenesis. We show that the M/E switch functions as a nutrient checkpoint, blocking the entry into vitellogenesis upon starvation and therefore protecting adults from energy loss. Pausing of the M/E switch involves a previously unknown crosstalk between FoxO, Cut and Notch, a fully reversible process ensuring rapid resuming of oogenesis upon re-feeding. This work reveals a FoxO-dependent nutrient checkpoint integrating metabolic cues with reproduction and protecting tissues from starvation-induced damages. In addition, we show that the Insulin pathway regulates the migration of a subset of epithelial cells to ensure oocyte fertilization. We demonstrate that Insulin signaling regulates the formation of actin-rich cellular extensions in invasive cells. During this process, FoxO represses chickadee expression, which encodes Profilin. Insulin signaling activity leads to the inhibition of FoxO and subsequent Profilin accumulation, which further allows actin polymerization, necessary for cell motility. Altogether, data reveal a crucial role for the conserved Insulin signaling pathway in regulating ovarian follicles through somatic tissues, a process which is likely to share much in common with oogenesis in mammals.; Au cours de l’ovogenèse, les stades vitellogéniques nécessitent une énergie considérable, et leur formation doit être ajustée en fonction d’autres besoins physiologiques. En utilisant la drosophile comme modèle, j’ai montré que la signalisation Insuline régule une transition du cycle cellulaire, mitose/ endocyle (M/E), une étape critique qui contrôle l’entrée des follicules en vitellogenèse. Mes travaux montrent que la transition M/E porte le rôle d’un point de contrôle nutritionnel. La carence protéique induit un blocage de cette transition au travers d’une interaction entre FoxO, Cut et Notch, empêchant une perte d’énergie. Ce blocage reste réversible, autorisant la reprise de l’ovogenèse sous retour à une alimentation normale. Ce travail montre qu’un point de contrôle nutritionnel au cours de l’ovogenèse permet de coupler des signaux métaboliques et développementaux pour protéger les tissus des dommages liés à la carence. D’autre part, j’ai montré que la signalisation Insuline contrôle la migration d’une cohorte de cellules d’origine épithéliale pour assurer la fertilité de l’ovocyte. L’insuline participe à la formation d’extensions cytoplasmiques riches en actine. Lors de ce processus, la signalisation Insuline contrôle notamment l’expression de chickadee, qui code pour la Profiline, une protéine nécessaire pour la polymérisation de l’actine qui permet la motilité des cellules. L’ensemble de ce travail montre que des tissus somatiques assurent l’homéostasie de l’ovogenèse malgré des conditions de nutritions fluctuantes. Ces travaux posent les bases de l’étude de nouveaux aspects de l’ovogenèse, potentiellement conservés chez les mammifères.

How oogenesis is controlled upon nutrient challenge is a key biological question to understand the balance between reproduction and adult fitness. During Drosophila oogenesis, vitellogenic stages are highly energy consuming so their formation has to be balanced with other physiological needs. We reveal the role of the Insulin pathway and FoxO in regulating the transition from Mitotic-to-Endocycle, a critical step controlling the entry of egg chambers into vitellogenesis. We show that the M/E switch functions as a nutrient checkpoint, blocking the entry into vitellogenesis upon starvation and therefore protecting adults from energy loss. Pausing of the M/E switch involves a previously unknown crosstalk between FoxO, Cut and Notch, a fully reversible process ensuring rapid resuming of oogenesis upon re-feeding. This work reveals a FoxO-dependent nutrient checkpoint integrating metabolic cues with reproduction and protecting tissues from starvation-induced damages. In addition, we show that the Insulin pathway regulates the migration of a subset of epithelial cells to ensure oocyte fertilization. We demonstrate that Insulin signaling regulates the formation of actin-rich cellular extensions in invasive cells. During this process, FoxO represses chickadee expression, which encodes Profilin. Insulin signaling activity leads to the inhibition of FoxO and subsequent Profilin accumulation, which further allows actin polymerization, necessary for cell motility. Altogether, data reveal a crucial role for the conserved Insulin signaling pathway in regulating ovarian follicles through somatic tissues, a process which is likely to share much in common with oogenesis in mammals., Au cours de l’ovogenèse, les stades vitellogéniques nécessitent une énergie considérable, et leur formation doit être ajustée en fonction d’autres besoins physiologiques. En utilisant la drosophile comme modèle, j’ai montré que la signalisation Insuline régule une transition du cycle cellulaire, mitose/ endocyle (M/E), une étape critique qui contrôle l’entrée des follicules en vitellogenèse. Mes travaux montrent que la transition M/E porte le rôle d’un point de contrôle nutritionnel. La carence protéique induit un blocage de cette transition au travers d’une interaction entre FoxO, Cut et Notch, empêchant une perte d’énergie. Ce blocage reste réversible, autorisant la reprise de l’ovogenèse sous retour à une alimentation normale. Ce travail montre qu’un point de contrôle nutritionnel au cours de l’ovogenèse permet de coupler des signaux métaboliques et développementaux pour protéger les tissus des dommages liés à la carence. D’autre part, j’ai montré que la signalisation Insuline contrôle la migration d’une cohorte de cellules d’origine épithéliale pour assurer la fertilité de l’ovocyte. L’insuline participe à la formation d’extensions cytoplasmiques riches en actine. Lors de ce processus, la signalisation Insuline contrôle notamment l’expression de chickadee, qui code pour la Profiline, une protéine nécessaire pour la polymérisation de l’actine qui permet la motilité des cellules. L’ensemble de ce travail montre que des tissus somatiques assurent l’homéostasie de l’ovogenèse malgré des conditions de nutritions fluctuantes. Ces travaux posent les bases de l’étude de nouveaux aspects de l’ovogenèse, potentiellement conservés chez les mammifères.