La transition cellulaire Mésenchymo-Amiboïde (MAT) est requise pour l’échappement métastasique, cependant elle n’a encore jamais été associée à une situation physiopathologique précise. PAI-1, l’inhibiteur de l’activateur du plasminogène de type-1, est une molécule du microenvironnement tumoral considérée comme facteur de mauvais pronostic et localisée en forte concentration autour des tumeurs les plus invasives. Nous montrons que, sous sa forme matricielle active, PAI-1 est capable d’entretenir, au cours du temps et de façon dose-dépendante, la morphologie amiboïde de cellules cancéreuses colorectales et mammaires, et que celle-ci est associée à une adhérence faible intégrines-indépendante, une migration de type amiboïde et à l’activation de la voie RhoA/ROCK-1/MLC-P. Le mécanisme moléculaire mis en jeu a partiellement été mis en évidence : nous montrons que l’immobilisation de PAI-1 et sa liaison à l’uPA sont indispensables, et nous suggérons la possibilité que le récepteur membranaire uPAR participe à la transmission de signaux maintenant la voie RhoA/ROCK-1/MLC-P active. La compatibilité des effets du PAI-1 matriciel vis-à-vis des principales voies de signalisation impliquées dans la régulation de la transition MAT est établie in silico grâce à une méthode fondée sur la modélisation de la dynamique des réseaux d’interactions. L’ensemble de ces résultats permet pour la première fois de caractériser une situation physiopathologique microenvironnementale favorable à la transition MAT ; et bien que la forme matricielle de PAI-1 n’ait pas encore livré tous ses secrets, elle semble être une cible thérapeutique intéressante. / The Mesenchymal-Amoeboid transition (MAT) is required for metastatic escape, however it has not been associated with a precise physiopathological requirement yet. PAI-1, type-1 plasminogen activator inhibitor, is a tumor matrix molecule considered as marker of bad prognosis and found in high amount in the most aggressive tumors. We show that, in its activated matrix form, PAI-1 is able to maintain, in time and with concentration-dependence, the amoeboid morphology of colorectal and mammary cancer cells, and that this one is associated with a weak integrin-independant adhesion, an amoeboid migration and the activation of RhoA/ROCK-1/MLC-P pathway. The involved molecular mechanism has been partially underlined: we show that immobilization of PAI-1 and its link with uPA are essential, and we assume that the membrane receptor uPAR participates in the transmission of signals maintaining activated the RhoA/ROCK-1/MLC-P pathway. The compatibility of matrix PAI-1 effects towards the main signaling pathways involved in MAT regulation is established in silico with a method based on the modeling of interaction network dynamics. All this results enable for the first time to characterize a matrix physiopathological situation supporting MAT; and although the matrix form of PAI-1 has not been revealed all its secrets yet, it seems to be an interesting therapeutic target.

La perte de l’expression de la sous-unité β4 des canaux sodiques dépendants du voltage NaV dans les tumeurs mammaires est associée à un grade cancéreux élevé et au développement des métastases. L’extinction de son expression dans les cellules MDA-MB-231 augmente de plus de deux fois leur invasivité. Au cours de cette thèse, nous avons montré que la sous-expression de β4 favorise la transition mésenchymato-amoeboïde et augmente l’invasion cancéreuse indépendante de NaV. Cette transition se caractérise par l’acquisition d’une morphologie plus arrondie, par la présence de blebs à la surface cellulaire et par une augmentation de l’activité RhoA-GTPase. Cette transition est inhibée par la surexpression du domaine intracellulaire C-terminal de la sousunité β4. L’expression de β4 peut être augmentée par un apport en acide docosahexaènoïque (22:6n-3), qui augmente l’activité du promoteur de son gène SCN4B. Le DHA augmente également l’expression de β4 en modulant l’expression des récepteurs nucléaires PPAR, sensibles aux lipides. / The loss of voltage gated sodium channel NaVβ4 subunit expression in breast cancer biopsies is associated with high grade tumors and metastatic development. The inhibition of β4 expression in MDA-MB-231 breast cancer cells enhanced their invasiveness by two fold. During this thesis, we have shown that β4 underexpression promotes mesenchymal-amoeboid transition and increases NaV-independent invasion. This transition is characterized by rounded morphology, the presence of blebs at the cell surface and an increased RhoAGTPase activity. This transition is inhibited by β4 C-terminal intracellular domain overexpression. Expression of β4 can be enhanced by a DHA supplementation that increases the encoding SCN4B promoter activity. DHA also increases β4 expression through the modulation of PPARs lipid-sensitive nuclear receptors expression.

The invasion of cancer cells is an important aspect of cancer progression. Single tumor cells exhibit at least two types of invasion in 3D environment, mesenchymal and amoeboid invasion. Tumor cells can switch between these two modes of movement depending on cellular status and surrounding environment. Amoeboid-mesenchymal transition (AMT) is less explored then mesenchymal-amoeboid transition (MAT). We performed a proteomic analysis of amoeboid-mesenchymal transition of human melanoma cell line A375M2. We have induced amoeboid-mesenchymal transition by treatment with a ROCK inhibitor Y27632 in 3D matrigel matrices and in 2D environment. Induction of the amoeboid-mesenchymal transition has changed a level of expression of 92 proteins and a level of phosphorylation of 15 proteins. Expression of only 17 proteins and phosphorylation of 8 proteins was identically changed in both of these environments. We found that PKCα regulates amoeboid migration and that treatment of cells with a PKCα inhibitor Gö6976 induces amoeboid-mesenchymal transition. Analysis of the proteomics data have further shown that induction of AMT by the ROCK inhibitor Y27632 leads to activation of antiapoptotic signals and activation of signaling pathways involved in regulation of actin cytoskeleton especially regulation of focal...