Le carcinome à cellules rénales (RCC) exprimant le facteur inductible de l'hypoxie (HIF) en raison de l'inactivation du gène de von Hippel Lindau (vhl), représente un modèle d'hypoxie chronique. Le devenir des patients dépend du stade de dissémination des cellules tumorales. Par conséquent, déchiffrer les mécanismes de métastase est une préoccupation majeure. Le développement dépendant du VEGF-C (Vascular Endothelial Growth Factor C) d'un réseau lymphatique est en première ligne de propagation métastatique. Pour étudier le rôle de VEGFC dans la dissémination du RCC, nous avons étudié son expression dans l'hypoxie et nous avons invalidé son gène dans des lignées cellulaires humaines et murines. L'hypoxie régule négativement l'ARNm de VEGFC par une diminution de la transcription et de la stabilité de l'ARNm mais l'expression de la protéine VEGF-C est induite par l’hypoxie. Des capacités accrues de prolifération et de migration, et une meilleure expression des marqueurs mésenchymateux et des marqueurs souches caractérisent les cellules vegf-c -/-. Alors que les cellules vegfc -/- ne forment pas de tumeurs chez les souris immunodéficientes, elles développent des tumeurs agressives chez les souris immunocompétentes. La surexpression de VEGFC, est liée à une augmentation de la survie sans progression et globale chez les patients atteints de tumeurs non métastatiques alors qu'une diminution de la survie sans progression et globale est observée chez les patients métastatiques. Nos expériences décrivent une régulation subtile du VEGF-C par hypoxie et mettent en évidence son rôle bénéfique ou péjoratif. Par conséquent, le ciblage VEGF-C pour la thérapie doit être considéré avec prudence. / Hypoxic zones are common features of metastatic tumors. Renal cell carcinoma (RCC) expressing the Hypoxia Inducible Factor (HIF) because of inactivation of the von Hippel Lindau gene (vhl), represent models of chronic hypoxia. Their outcome depends on the extent of their dissemination at diagnosis. Therefore, deciphering the mechanisms of metastasis is a major concern. The Vascular Endothelial Growth Factor C (VEGFC)-dependent development of a lymphatic network is in front line of metastatic spreading. To address the role of VEGFC in RCC dissemination, we studied its expression in hypoxia and we invalidated its gene in human and mouse model cell lines of RCC. Hypoxia down-regulates VEGFC mRNA through a decrease in transcription and mRNA stability but concomitantly induced VEGFC protein expression. Increased proliferation and migration abilities, over-activation of the AKT signaling pathway and enhanced expression of mesenchymal and stem cell markers characterized vegfc-/- cells. Whereas vegfc-/- cells do not form tumors in immuno-deficient mice, they develop aggressive tumors in immuno-competent mice. Moreover, mouse RCC cells generate fast-growing tumors in mice invalidated for six1 or eya2, two major regulators of VEGFC expression. Lymphangiogenic markers overexpression including VEGFC is linked to increased disease-free and overall survival in patients with non-metastatic tumors whereas decreased progression-free and overall survival is observed for metastatic patients. Our experiments describe a subtle regulation of VEGFC by hypoxia and highlight its beneficial or pejorative role. Therefore, targeting VEGFC for therapy must be considered with caution.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第22355号 / 医博第4596号 / 新制||医||1042(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 萩原 正敏, 教授 岩田 想, 教授 濵﨑 洋子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

HIF1α et HIF2α sont des protéines largement impliquées dans le développement de pathologies posant des problèmes majeurs de santé publique, comme le cancer. Leur activité, qui est régulée prioritairement par leur stabilité via le système ubiquitine-protéasome, coordonne de nombreux processus cellulaires susceptibles de favoriser le développement de ces maladies. Un enjeu récent de la recherche thérapeutique est d’identifier des partenaires protéiques pouvant réguler les protéines HIFα, afin de mettre au point des thérapies ciblées. Les protéines de choc thermique (HSPs) sont une classe de protéines dont une des fonctions essentielles est de réguler l’homéostasie protéique dans la cellule, en interagissant avec le protéasome. Certaines d’entre elles, HSP27 et HSP90, ont la faculté de pouvoir réguler spécifiquement la stabilité de nombreuses protéines souvent elles-mêmes impliquées dans l’apparition de ces pathologies. L’objectif de ce travail était de savoir si ces deux HSPs peuvent contrôler la stabilité de la protéine HIF2α. Nos résultats suggèrent qu’HSP27 pourrait stimuler la dégradation de HIF2α en favorisant son ubiquitination. Ce résultat est surprenant, en raison du rôle connu d’HSP27 dans la progression tumorale. Il est donc nécessaire de le confirmer et d’en préciser les processus biologiques sous-jacents. D’autre part, nos autres résultats semblent confirmer qu’HIF2α est une protéine cliente d’HSP90. De plus, nous montrons pour la première fois que l’inhibition d’HSP90 par le 17-DMAG diminue la production de VEGF dépendante de HIF2α. Des travaux récents suggèrent qu’HIF2α a un rôle prédominant dans la progression tumorale, et peut constituer une cible globale de choix dans plusieurs types de cancer. Il conviendrait d’évaluer la capacité des inhibiteurs d’HSP90 à supprimer des fonctions de HIF2α nouvellement décrites, comme son rôle dans la maintenance des cellules souches cancéreuses. / Both HIF1α and HIF2α proteins are highly involved in the development of pathologies, such as cancers, which are prime public health issues. These proteins are primarily controlled at the protein level by ubiquitin-dependant degradation, and regulate numerous cellular processes which are likely to favor the development of these diseases. A recent issue in therapeutic research is to identify partners that might regulate the expression and the activity of the HIFα proteins, with the aim to elaborate targeted therapies. Heat shock proteins (HSPs) form a family of proteins whose main function is to regulate protein homeostasis in cells, which they achieve through interaction with the ubiquitin-proteasome pathway. HSP27 and HSP90 are able to specifically control the stability of certain client proteins involved in those pathologies. In the present work, we sought to determine whether these HSPs could regulate the expression of the HIF2α protein. Our results suggest that HSP27 may induce ubiquitin and proteasome-dependant degradation of HIF2α, which is quite intriguing given the well-known role of HSP27 in tumor promotion. This needs to be confirmed and the underlying biological significance of such a regulation remains to be defined. Our results also may confirm that HIF2α is an HSP90 client protein. Moreover, we show for the first time that inhibition of HSP90 by 17-DMAG decreases the HIF2α-dependant VEGF production. Recent studies emphasize HIF2α as a major promoter of tumor progression, and suggest that HIF2α may constitute an attractive global target in several cancer types. Therefore, the ability of HSP90 inhibitors to disrupt newly described HIF2α functions, such as cancer stem cell maintenance, should be evaluated.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第24314号 / 医博第4908号 / 新制||医||1062(附属図書館) / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 小林 恭, 教授 松田 文彦, 教授 柳田 素子 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

HIF1α et HIF2α sont des protéines largement impliquées dans le développement de pathologies posant des problèmes majeurs de santé publique, comme le cancer. Leur activité, qui est régulée prioritairement par leur stabilité via le système ubiquitine-protéasome, coordonne de nombreux processus cellulaires susceptibles de favoriser le développement de ces maladies. Un enjeu récent de la recherche thérapeutique est d'identifier des partenaires protéiques pouvant réguler les protéines HIFα, afin de mettre au point des thérapies ciblées. Les protéines de choc thermique (HSPs) sont une classe de protéines dont une des fonctions essentielles est de réguler l'homéostasie protéique dans la cellule, en interagissant avec le protéasome. Certaines d'entre elles, HSP27 et HSP90, ont la faculté de pouvoir réguler spécifiquement la stabilité de nombreuses protéines souvent elles-mêmes impliquées dans l'apparition de ces pathologies. L'objectif de ce travail était de savoir si ces deux HSPs peuvent contrôler la stabilité de la protéine HIF2α. Nos résultats suggèrent qu'HSP27 pourrait stimuler la dégradation de HIF2α en favorisant son ubiquitination. Ce résultat est surprenant, en raison du rôle connu d'HSP27 dans la progression tumorale. Il est donc nécessaire de le confirmer et d'en préciser les processus biologiques sous-jacents. D'autre part, nos autres résultats semblent confirmer qu'HIF2α est une protéine cliente d'HSP90. De plus, nous montrons pour la première fois que l'inhibition d'HSP90 par le 17-DMAG diminue la production de VEGF dépendante de HIF2α. Des travaux récents suggèrent qu'HIF2α a un rôle prédominant dans la progression tumorale, et peut constituer une cible globale de choix dans plusieurs types de cancer. Il conviendrait d'évaluer la capacité des inhibiteurs d'HSP90 à supprimer des fonctions de HIF2α nouvellement décrites, comme son rôle dans la maintenance des cellules souches cancéreuses.