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International audience; Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common causes of cancer-related deaths worldwide, and its incidence is rising. HCC develops almost exclusively on the background of chronic liver inflammation, which can be caused by chronic alcohol consumption, viral hepatitis, or an unhealthy diet. The key role of chronic inflammation in the process of hepatocarcinogenesis, including in the deregulation of innate and adaptive immune responses, has been demonstrated. The inhibition of Akt (also known as Protein Kinase B) directly affects cancer cells, but this therapeutic strategy also exhibits indirect anti-tumor activity mediated by the modulation of the tumor microenvironment, as demonstrated by using Akt inhibitors AZD5363, MK-2206, or ARQ 092. Moreover, the isoforms of Akt converge and diverge in their designated roles, but the currently available Akt inhibitors fail to display an isoform specificity. Thus, selective Akt inhibition needs to be better explored in the context of HCC and its possible combination with immunotherapy. This review presents a compact overview of the current knowledge concerning the role of Akt in HCC and the effect of Akt inhibition on the HCC and liver tumor microenvironment.

DNA double-strand breaks (DSBs) are dangerous DNA damages and a risk factor for genome stability. The maintenance of genome integrity is crucial for adult stem cells that are responsible for regeneration of damaged tissues and tissue homeostasis throughout life. Muscle regeneration in the adult relies on muscle stem cells (satellite cells, SCs) that have a remarkable DSB repair activity, but the underlying mechanism is not known. The aims of the present PhD project were to investigate how muscle differentiation is affected when DSB repair is impaired, and which are the mechanism(s) and the consequences on muscle regeneration. During this study, a novel possibility has arisen, namely that DSB repair factors affects myogenesis independently of their DNA repair activity, suggesting a novel function, not previously anticipated, of these factors. The present study has addressed the role of DNA-dependent protein kinase (DNA-PK), a crucial factor in non-homologous end-joining (NHEJ) repair of DSBs, in muscle differentiation in the mouse. Studies have targeted SC activation and muscle regeneration in vitro and in vivo and also addressed the regulation of this kinase. In parallel the more “canonical” role of DNA-PK, and thereby of NHEJ, has been investigated in SCs via radiation-induced DNA damage. The role of ATM, a kinase that orchestrates cellular responses to DSBs in muscle regeneration has also been addressed. These results support the emerging notion of multifunctional repair proteins in a variety of physiological processes beyond the repair process itself, on which I have conducted a bibliographical study. This work i) identifies novel regulators of myogenesis, and ii) helps understanding the resistance of muscle stem cells to genotoxic stress. It has potential implications for improving cellular therapies for muscle dysfunction by acting on the newly discovered regulators.; Les cassures double-brin (DSB) sont des dommages dangereux de l’ADN et représentent un facteur de risque pour la stabilité du génome. Le maintien de l'intégrité du génome est essentiel pour les cellules souches adultes, qui sont responsables de la régénération des tissus endommagés et de l'homéostasie tissulaire tout au long de la vie. La régénération musculaire chez l'adulte repose sur les cellules souches musculaires (cellules satellites, SCs) qui possèdent une remarquable capacité de réparation des DSB, mais dont le mécanisme sous-jacent reste inconnu. Ce projet de thèse consistait à étudier comment la différenciation musculaire est affectée lorsque la réparation des DSB est altérée, et quels sont le(s) mécanisme(s) et les conséquences de ce défaut de réparation sur la régénération musculaire. Au cours de cette étude, il est apparu de façon originale que les facteurs de réparation des DSB peuvent affecter la myogenèse, indépendamment de leur fonction dans la réparation de l'ADN. La présente étude a porté sur le rôle de la protéine kinase dépendante de l'ADN (DNA-PK), un facteur crucial pour la réparation non-homologue des DSBs (NHEJ), au cours de la différenciation musculaire chez la souris. L’étude a ciblé l'activation des SCs et la régénération musculaire in vitro et in vivo et a également abordé la régulation de cette kinase. Le rôle "canonique" de la DNA-PK, et donc du NHEJ, dans les SCs a également été étudié en présence de lésions de l'ADN radio-induites. Le rôle d’ATM, une kinase qui orchestre les réponses cellulaires aux DSB, a également été abordé dans le contexte de la régénération musculaire. Ces résultats confirment la notion émergente du rôle multifonctionnel des protéines de réparation de l’ADN dans d’autres processus physiologiques que la réparation elle-même, ce qui m’a également permis de réaliser une étude bibliographique. Ce travail i) identifie de nouveaux régulateurs de la myogenèse et ii) contribue à la compréhension de la résistance des cellules souches musculaires au stress génotoxique. Ces résultats pourraient avoir des implications dans l'amélioration des thérapies cellulaires de la dysfonction musculaire en agissant sur les régulateurs nouvellement découverts.

DNA double-strand breaks (DSBs) are dangerous DNA damages and a risk factor for genome stability. The maintenance of genome integrity is crucial for adult stem cells that are responsible for regeneration of damaged tissues and tissue homeostasis throughout life. Muscle regeneration in the adult relies on muscle stem cells (satellite cells, SCs) that have a remarkable DSB repair activity, but the underlying mechanism is not known. The aims of the present PhD project were to investigate how muscle differentiation is affected when DSB repair is impaired, and which are the mechanism(s) and the consequences on muscle regeneration. During this study, a novel possibility has arisen, namely that DSB repair factors affects myogenesis independently of their DNA repair activity, suggesting a novel function, not previously anticipated, of these factors. The present study has addressed the role of DNA-dependent protein kinase (DNA-PK), a crucial factor in non-homologous end-joining (NHEJ) repair of DSBs, in muscle differentiation in the mouse. Studies have targeted SC activation and muscle regeneration in vitro and in vivo and also addressed the regulation of this kinase. In parallel the more “canonical” role of DNA-PK, and thereby of NHEJ, has been investigated in SCs via radiation-induced DNA damage. The role of ATM, a kinase that orchestrates cellular responses to DSBs in muscle regeneration has also been addressed. These results support the emerging notion of multifunctional repair proteins in a variety of physiological processes beyond the repair process itself, on which I have conducted a bibliographical study. This work i) identifies novel regulators of myogenesis, and ii) helps understanding the resistance of muscle stem cells to genotoxic stress. It has potential implications for improving cellular therapies for muscle dysfunction by acting on the newly discovered regulators.; Les cassures double-brin (DSB) sont des dommages dangereux de l’ADN et représentent un facteur de risque pour la stabilité du génome. Le maintien de l'intégrité du génome est essentiel pour les cellules souches adultes, qui sont responsables de la régénération des tissus endommagés et de l'homéostasie tissulaire tout au long de la vie. La régénération musculaire chez l'adulte repose sur les cellules souches musculaires (cellules satellites, SCs) qui possèdent une remarquable capacité de réparation des DSB, mais dont le mécanisme sous-jacent reste inconnu. Ce projet de thèse consistait à étudier comment la différenciation musculaire est affectée lorsque la réparation des DSB est altérée, et quels sont le(s) mécanisme(s) et les conséquences de ce défaut de réparation sur la régénération musculaire. Au cours de cette étude, il est apparu de façon originale que les facteurs de réparation des DSB peuvent affecter la myogenèse, indépendamment de leur fonction dans la réparation de l'ADN. La présente étude a porté sur le rôle de la protéine kinase dépendante de l'ADN (DNA-PK), un facteur crucial pour la réparation non-homologue des DSBs (NHEJ), au cours de la différenciation musculaire chez la souris. L’étude a ciblé l'activation des SCs et la régénération musculaire in vitro et in vivo et a également abordé la régulation de cette kinase. Le rôle "canonique" de la DNA-PK, et donc du NHEJ, dans les SCs a également été étudié en présence de lésions de l'ADN radio-induites. Le rôle d’ATM, une kinase qui orchestre les réponses cellulaires aux DSB, a également été abordé dans le contexte de la régénération musculaire. Ces résultats confirment la notion émergente du rôle multifonctionnel des protéines de réparation de l’ADN dans d’autres processus physiologiques que la réparation elle-même, ce qui m’a également permis de réaliser une étude bibliographique. Ce travail i) identifie de nouveaux régulateurs de la myogenèse et ii) contribue à la compréhension de la résistance des cellules souches musculaires au stress génotoxique. Ces résultats pourraient avoir des implications dans l'amélioration des thérapies cellulaires de la dysfonction musculaire en agissant sur les régulateurs nouvellement découverts.

The synthesis of substituted 3-(5-imidazo[2,1-b]thiazolylmethylene)-2-indolinones and analogues is reported. Their cytotoxic activity was evaluated according to protocols available at the National Cancer Institute (NCI), Bethesda, MD. The action of selected compounds was examined for potential inhibition of tubulin assembly in comparison with the potent colchicine site agent combretastatin A-4. The most potent compounds also strongly and selectively inhibited the phosphorylation of the oncoprotein kinase Akt in cancer cells. The effect of the most interesting compounds was examined on the growth of HT-29 colon cancer cells. These compounds caused the cells to arrest in the G2/M phase of the cell cycle, as would be expected for inhibitors of tubulin assembly.

Ordered activation of cyclin-dependent kinases (CDK), associated to their regulatory cyclin subunit, controls the progression of eukaryotic cells within the cell cycle. The activity of CDK/cyclin is notably regulated by a balance between inhibitory phosphorylation (Wee, Myt) and activating dephosphorylation by CDC25 phosphatases. In human cells, three dual specificity phosphatases, CDC25A, B and C, are involved in the regulation of these complexes at various stages of the cell cycle. CDC25A is active in G1/S transition while CDC25C controls entry into mitosis. In contrast, CDC25B would operate in S phase as well as at the G2/M transition. The existence of three versions of CDC25B (B1, B2 and B3) resulting from alternative splicing might explain this controversy. In order to study the functions and involvements of each variant of CDC25B, we first studied their regulation by kinase CK2, a kinase which may play a role in G2/M transition. Our in vitro studies indicated that CK2 phosphorylates the three variants of CDC25B, but not CDC25C. Mass spectrometry analysis of CDC25B indicated that at least two residues, serine 186 and 187, are phosphorylated by CK2 in vitro. In addition, CDC25B interacts with CK2 in vivo and in vitro in human and insect cells. Finally, phosphorylation of CDC25B by CK2 increases its phosphatase activity both in vitro and in vivo. Thus CK2 is a positive regulator of the catalytic activity of CDC25B. In the course of the cell cycle or during checkpoint response, CDC25B is also regulated at the level of intracellular location. Indeed, the phosphatase shuttles between cytoplasm and nucleus, and the shuttle may be regulated notably by phosphorylation. We have shown that protein kinase AKT/PKB phosphorylates CDC25B in vitro on serine 353 and leads to cytoplasmic storage. Activation of AKT/PKB by hydrogen peroxide induces the cytoplasmic localization of CDC25B. Mutating serine 353 abolishes CDC25B phosphorylation by ATK/PKB but causes only a delay in cytoplasmic stockpiling of CDC25B, suggesting that other mechanisms participate to this phenomenon. In summary, our studies allowed the identification of two new regulators of CDC25B, CK2 which regulates its catalytic activity, and AKT/PKB which participates to the control of its intracellular location, and have provided a better understanding of the regulation of this phosphatase, even though many other partners still await identification.; L'activation séquentielle des Kinases Dépendantes des Cyclines (CDK), associées à leur sous-unité régulatrice la cycline, contrôle la progression des cellules eucaryotes dans le cycle cellulaire. L'activité des complexes CDK/cycline est notamment régulée par une balance entre phosphorylation inhibitrice (Wee, Myt) et déphosphorylation activatrice par les phosphatases CDC25. Dans les cellules humaines, trois phosphatases à double spécificité CDC25A, B et C sont impliquées dans la régulation de ces complexes en différents points du cycle cellulaire. CDC25A agit à la transition G1/S alors que CDC25C contrôle l'entrée en mitose. Par contre, CDC25B agirait en phase S ainsi qu'à la transition G2/M. L'existence de trois variants de CDC25B (B1, B2 et B3) issus d'un épissage alternatif pourrait expliquer cette controverse. Afin d'étudier les rôles et les implications de chaque variant de CDC25B, nous avons d'abord étudié leur régulation par la protéine kinase CK2, kinase qui pourrait jouer un rôle dans le contrôle de la transition G2/M. Nos études in vitro ont démontré que CK2 phosphoryle les trois variants de CDC25B mais pas la protéine CDC25C. Une analyse par spectrométrie de masse de CDC25B indique qu'au moins deux résidus, les sérines 186 et 187, sont phosphorylés in vitro par CK2. De plus, CDC25B interagit avec CK2 in vitro et in vivo dans des cellules humaines et d'insectes. Enfin, la phosphorylation de CDC25B par CK2 augmente son activité phosphatase in vitro ainsi qu'in vivo. CK2 est donc un régulateur positif de l'activité catalytique des CDC25B. Au cours du cycle cellulaire ou en réponse aux points de contrôle, CDC25B est également régulée au niveau de sa localisation intracellulaire. En effet, la phosphatase réalise une navette entre le cytoplasme et le noyau, navette qui peut être régulée notamment par phosphorylation. Nous avons montré que la protéine kinase AKT/PKB phosphoryle in vitro CDC25B sur la sérine 353 et qu'elle provoque son accumulation dans le cytoplasme. L'activation d'AKT/PKB par le peroxyde d'hydrogène reproduit la relocalisation de CDC25B. Par contre, si la mutation de la sérine 353 abolit sa phosphorylation par AKT/PKB, elle n'induit qu'un retard dans la relocalisation cytoplasmique de CDC25B ce qui indique que d'autres mécanismes participent à ce phénomène. Ainsi nos différents travaux ont permis d'identifier deux nouveaux régulateurs de CDC25B, CK2 qui régule son activité catalytique et AKT/PKB qui participe au contrôle de sa localisation intracellulaire, et nous permettent de mieux comprendre la régulation de cette phosphatase même si de nombreux partenaires doivent encore être identifiés.

Ordered activation of cyclin-dependent kinases (CDK), associated to their regulatory cyclin subunit, controls the progression of eukaryotic cells within the cell cycle. The activity of CDK/cyclin is notably regulated by a balance between inhibitory phosphorylation (Wee, Myt) and activating dephosphorylation by CDC25 phosphatases. In human cells, three dual specificity phosphatases, CDC25A, B and C, are involved in the regulation of these complexes at various stages of the cell cycle. CDC25A is active in G1/S transition while CDC25C controls entry into mitosis. In contrast, CDC25B would operate in S phase as well as at the G2/M transition. The existence of three versions of CDC25B (B1, B2 and B3) resulting from alternative splicing might explain this controversy. In order to study the functions and involvements of each variant of CDC25B, we first studied their regulation by kinase CK2, a kinase which may play a role in G2/M transition. Our in vitro studies indicated that CK2 phosphorylates the three variants of CDC25B, but not CDC25C. Mass spectrometry analysis of CDC25B indicated that at least two residues, serine 186 and 187, are phosphorylated by CK2 in vitro. In addition, CDC25B interacts with CK2 in vivo and in vitro in human and insect cells. Finally, phosphorylation of CDC25B by CK2 increases its phosphatase activity both in vitro and in vivo. Thus CK2 is a positive regulator of the catalytic activity of CDC25B. In the course of the cell cycle or during checkpoint response, CDC25B is also regulated at the level of intracellular location. Indeed, the phosphatase shuttles between cytoplasm and nucleus, and the shuttle may be regulated notably by phosphorylation. We have shown that protein kinase AKT/PKB phosphorylates CDC25B in vitro on serine 353 and leads to cytoplasmic storage. Activation of AKT/PKB by hydrogen peroxide induces the cytoplasmic localization of CDC25B. Mutating serine 353 abolishes CDC25B phosphorylation by ATK/PKB but causes only a delay in cytoplasmic stockpiling of CDC25B, suggesting that other mechanisms participate to this phenomenon. In summary, our studies allowed the identification of two new regulators of CDC25B, CK2 which regulates its catalytic activity, and AKT/PKB which participates to the control of its intracellular location, and have provided a better understanding of the regulation of this phosphatase, even though many other partners still await identification.; L'activation séquentielle des Kinases Dépendantes des Cyclines (CDK), associées à leur sous-unité régulatrice la cycline, contrôle la progression des cellules eucaryotes dans le cycle cellulaire. L'activité des complexes CDK/cycline est notamment régulée par une balance entre phosphorylation inhibitrice (Wee, Myt) et déphosphorylation activatrice par les phosphatases CDC25. Dans les cellules humaines, trois phosphatases à double spécificité CDC25A, B et C sont impliquées dans la régulation de ces complexes en différents points du cycle cellulaire. CDC25A agit à la transition G1/S alors que CDC25C contrôle l'entrée en mitose. Par contre, CDC25B agirait en phase S ainsi qu'à la transition G2/M. L'existence de trois variants de CDC25B (B1, B2 et B3) issus d'un épissage alternatif pourrait expliquer cette controverse. Afin d'étudier les rôles et les implications de chaque variant de CDC25B, nous avons d'abord étudié leur régulation par la protéine kinase CK2, kinase qui pourrait jouer un rôle dans le contrôle de la transition G2/M. Nos études in vitro ont démontré que CK2 phosphoryle les trois variants de CDC25B mais pas la protéine CDC25C. Une analyse par spectrométrie de masse de CDC25B indique qu'au moins deux résidus, les sérines 186 et 187, sont phosphorylés in vitro par CK2. De plus, CDC25B interagit avec CK2 in vitro et in vivo dans des cellules humaines et d'insectes. Enfin, la phosphorylation de CDC25B par CK2 augmente son activité phosphatase in vitro ainsi qu'in vivo. CK2 est donc un régulateur positif de l'activité catalytique des CDC25B. Au cours du cycle cellulaire ou en réponse aux points de contrôle, CDC25B est également régulée au niveau de sa localisation intracellulaire. En effet, la phosphatase réalise une navette entre le cytoplasme et le noyau, navette qui peut être régulée notamment par phosphorylation. Nous avons montré que la protéine kinase AKT/PKB phosphoryle in vitro CDC25B sur la sérine 353 et qu'elle provoque son accumulation dans le cytoplasme. L'activation d'AKT/PKB par le peroxyde d'hydrogène reproduit la relocalisation de CDC25B. Par contre, si la mutation de la sérine 353 abolit sa phosphorylation par AKT/PKB, elle n'induit qu'un retard dans la relocalisation cytoplasmique de CDC25B ce qui indique que d'autres mécanismes participent à ce phénomène. Ainsi nos différents travaux ont permis d'identifier deux nouveaux régulateurs de CDC25B, CK2 qui régule son activité catalytique et AKT/PKB qui participe au contrôle de sa localisation intracellulaire, et nous permettent de mieux comprendre la régulation de cette phosphatase même si de nombreux partenaires doivent encore être identifiés.