Le récepteur à activité tyrosine kinase TrkC est un récepteur aux neurotrophines qui contrôle la mise en place des neurones proprioceptifs au cours du développement du système nerveux. En présence de son ligand, la neurotrophine‐3 (NT‐3), TrkC transmet un signal de survie, tandis qu’en absence des facteurs trophiques les neurones vont mourir via l’apoptose. Cependant, les mécanismes moléculaires de ce programme de mort ne sont pas connus. D'autre part, TrkC peut également accomplir un rôle proapoptotique dans le cancer. En effet, son expression est un facteur de bon pronostic pour le neuroblastome, la tumeur solide extra crânienne la plus courante chez l'enfant. Ce paradoxe apparent pourrait s’expliquer par la notion de récepteur à dépendance : ces récepteurs induisent la mort cellulaire en situation d’absence de ligand, alors que la présence de leur ligandinhibe leur activité proapoptotique. Nous avons fourni la preuve que parmi les récepteurs aux neurotrophines, seul TrkC est un récepteur à dépendance. Son activité nécessite un clivage par des caspases, générant un fragment proapoptotique. Par ailleurs, nous avons mis en évidence la surproduction autocrine de NT‐3 dans une fraction de neuroblastomes à haut risque, permettant aux cellules malignes de contourner le mécanisme de contrôle antitumoral de TrkC. De plus, nous avons démontré que la perturbation de l'interaction TrkC/NT‐3 induit la mort des cellules de neuroblastomein vitro et empêche la croissance tumorale et les métastases dans des modèles aviaires et murins. Ces travaux établissent les bases d’une potentielle stratégie thérapeutique s'appuyant sur la restauration d'une voie d’apoptose fonctionnelle induite par TrkC dépourvu du ligand / The tyrosine kinase receptor TrkC is a neurotrophin receptor that assures an adequate establishment of proprioceptive neurons during nervous system development. Upon neurotrophin‐3 (NT‐3) binding TrkC transduces a classic survival signal, while in absence of trophic support a program of apoptotic cell death will take place. However the molecular mechanisms leading to neuron cell death are not understood. On the other hand, although TrkC was first identified as an oncogene, it may also accomplish a proapoptotic role in cancer. Indeed its expression has been correlated with a good prognosis of Neuroblastoma, the most common extracranial solid tumor of early childhood. Thisapparent paradox could be explained by the dependence receptor notion: these receptors induce apoptotic cell death in settings of absence of ligand, whereas the presence of their ligand inhibits this proapoptotic activity. We provide evidence here that among neurotrophin receptors, only TrkC is a dependence receptor and its activity relies on the caspase‐mediated cleavage of its intracellular domain, which allows the release of a proapoptotic fragment. Moreover, we show that an autocrine production of NT‐3 concerns a large fraction of aggressive neuroblastoma and provides a selective advantage by allowing malignant cells to overcome with TrkC antitumoral control. We demonstrate that the disruption of the TrkC/NT‐3 interaction triggers neuroblastoma cell death in vitro andprevents tumor growth and metastasis in avian and murine models. This work set the basis for analternative anticancer therapeutic strategy relying on the reengagement of a cell death program mediated by unbound TrkC

La leucémie lymphoïde chronique (LLC) est une hémopathie maligne caractérisée par l’accumulation, dans le sang et les organes lymphoïdes secondaires, de lymphocytes B matures résistants à l’apoptose. Le microenvironnement tumoral de la LLC au sein des organes lymphoïdes secondaires, et notamment les « Nurse-Like Cells » (NLCs), joue un rôle majeur dans la promotion de la survie et de la prolifération des cellules leucémiques. Au cours de cette étude, la surexpression du récepteur de la neurotensine NTSR2, un récepteur couplé aux protéines G, a été caractérisée. Il est activé de façon constitutive dans les cellules leucémiques circulantes, et son activation dépend de son interaction avec le récepteur à activité tyrosine kinase TrkB suite à la liaison de son ligand, le BDNF, tous deux également surexprimés. L’activation de NTSR2-TrkB par le BDNF entraine une signalisation de survie par les voies Src et Akt, aboutissant à la surexpression des protéines anti-apoptotiques Bcl-2 et Bcl-XL. L’inhibition du récepteur NTSR2 dans ces cellules fait diminuer leur viabilité. En présence des NLCs, les expressions de NTSR2, TrkB, BDNF, et de la sortiline, protéine de transport des neurotrophines et des récepteurs Trk, est accentuée. Les NLCs produisent elle-même du BDNF, activent la voie de signalisation Src, et leur rôle protecteur des cellules leucémiques est BDNF-dépendant. L’ensemble de ces travaux met en évidence un rôle capital de NTSR2-TrkB-BDNF dans la signalisation de survie des cellules leucémiques circulantes et au sein du microenvironnement tumoral de la LLC, et pourrait ainsi constituer une nouvelle cible thérapeutique potentielle. / Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is a malignant hemopathy characterized by the accumulation of apoptosis resistant mature B lymphocytes in peripheral blood and secondary lymphoid organs. In these secondary lymphoid organs, the tumor microenvironment, notably Nurse-like Cells (NLCs), plays a major role in leukemic cells survival and proliferation promotion. In this study, an overexpression of neurotensin receptor NTSR2, a G-protein coupled receptor, was identified. NTSR2 is constitutively activated in circulating leukemic cells and its activation depends on its interaction with tyrosine kinase activity receptor TrkB upon binding of its ligand, BDNF. Activation of NTSR2-TrkB by BDNF induces survival signaling by Src and Akt pathways, and in term anti-apoptotic proteins Bcl-2 and Bcl-XL overexpression. Inhibition of NTSR2 in those cells impacts their viability. In the presence of NLCs, expressions of NTSR2, TrkB, BDNF, and sortilin, a neurotrophin and Trk receptor transport regulator, are enhanced. NLCs produce BDNF, stimulate Src activation, and their protective role on leukemic cells is BDNF-dependent. Taken together, this study highlights a key role of NTSR2-TrkB-BDNF in leukemic cells survival signaling, both in the circulation or in the tumor microenvironment, and might thus constitute a potential new therapeutic target.

Der Haarfollikel ist zugleich Quelle und Wirkort verschiedener Zytokine und Neurotrophine. Zytokine können die Expression von Neurotrophinen und ihrer Rezeptoren in verschiedenen extrakutanen Geweben modifizieren. Daher wurde untersucht, ob Zytokine diese Wirkung auch am Haarfollikel entfalten können. Mittels Immunfluoreszenz wurden Kryostatschnitte von Rückenhaut der C57BL/6-Maus dahingehend untersucht, ob die intradermale Injektion von proinflammatorischen Zytokinen (IL-1 beta, TNF-alpha, IFN-gamma), topische Gabe von Dexamethason oder die intraperitoneale Behandlung mit Cyclosporin A (CsA) die intra- und extrafollikuläre Immunreaktivität von NGF, BDNF, NT-4, NT-3 oder ihrer hochaffinen Rezeptoren Trk-A (NGF), Trk-B (BDNF, NT-4), Trk-C (NT-3) oder des niedrigaffinen Rezeptors p75NTR verändert. Alle Haarfollikel befanden sich im Wachstumsstadium des Haarzyklus (Anagen VI). Alle drei untersuchten Zytokine sowie ein Cocktail von IL-1 beta, TNF-alpha und IFN-gamma regulierten die NGF-Immunreaktivität (IR) in der proximalen äußeren Wurzelscheide (ÄWS) und in der Haarmatrix (HM) von Anagen-VI-Haarfollikeln hoch. Der Zytokincocktail regulierte ebenfalls sehr deutlich die NT-3- und NT-4-IR in der murinen Epidermis hoch. Zusätzlich erhöhte dieser Cocktail die NT-4-IR in spezifischen Zellpopulationen von HM und proximaler ÄWS sowie die p75 NTR-Expression in der dermalen Papille. Interessanterweise erhöhte die Behandlung mit CsA in gleicher Weise wie die einzelnen Zytokine und der Zytokincocktail die NGF-IR in HM und proximaler ÄWS. Dexamethason bewirkte in dieser Arbeit keine Veränderungen der Expression von Neurotrophinen bzw. ihrer Rezeptoren. Somit konnte gezeigt werden, daß sowohl bestimmte proinflammatorische Zytokine als auch CsA die intra- und extrafollikuläre Expression von Neurotrophinen und ihrer Rezeptoren verändern. / The hair follicle is both, source and target of various cytokines and neurotrophins (NTs), and various cytokines are recognized to alter expression of NTs and their receptors. Therefore I examined, whether cytokines can alter the expression of NTs also in the hair follicle. By means of immunofluorescence, it was investigated on cryostat sections of murine back skin (C57BL/6- mice), whether and how the intradermal injection of proinflammatory cytokines (IL-1 beta, TNF-apha, IFN-gamma, topical dexamethasone or cyclosporin A (CsA) treatment i.g. alter the intra- and extrafollicular immunoreactivity (IR) of NGF, BDNF, NT-4, NT-3 or that of the corresponding high affinity receptors Trk-A (NGF), Trk-B (BDNF, NT-4), Trk-C (NT-3) or their common low affinity receptor p75NTR. All hair follicles were in the growth stage of the hair cycle (Anagen VI). All these cytokines as well as a cocktail of IFN-gamma, IL-1 beta and TNF-alpha increased the NGF-IR in the proximal outer root sheath (ORS) and in the hair matrix (HM) of Anagen VI hair follicles. The cytokine cocktail upregulated NT-3 and NT-4-IR in murine epidermis, increased NT-4-IR in selected cell populations of the HM and the proximal ORS. It enhanced also the p75NTR expression in the dermal papilla. Surprisingly, intraperitoneal treatment with CsA also increased the NGF-IR in HM and ORS, while dexamethasone showed no effect. This demonstrates that selected proinflammatory cytokines and CsA alter the cutaneous intra- and extrafollicular expression of NTs and their receptors.

Die rasanten Fortschritte in der neonatalen Intensivmedizin haben zwar die Ueberlebenschancen von Fruehgeborenen enorm verbessert, aber auch viele Probleme und Fragen aufgeworfen. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob Hyperoxie Einfluss nimmt auf die Expression von apoptotischen Genen, Wachstumsfaktoren und Zytokinen und so ueber verschiedene Mechanismen und Signalwege zu einem Ungleichgewicht der ueber das neuronale Ueberleben entscheidenden Faktoren fuehrt. 6-Tage alte Ratten wurden fuer bestimme Zeitabschnitte (2, 6, 12, 24, 48, 72 Stunden) einer 80%igen Sauerstoffkonzentration ausgesetzt. In dieser Arbeit konnte am unreifen Rattengehirn nachgewiesen werden, dass eine 80%ige Sauerstoffkonzentration in der Atemluft maximal nach 12 bis 24 Stunden zu einer ausgepraegten, diffusen apoptotischen Neurodegeneration im Gehirn fuehrt. Die Exposition mit hoher Sauerstoffkonzentration fuehrte im unreifen Gehirn zu einer deutlich verminderten Expression der Neurotrophinen, wie deren Signalproteine ERK 1/2 und Akt. Als spezifischer Nachweis fuer eine apoptotische Neurodegeneration wurden neben dem histologischen Verfahren auf molekularer Ebene apoptotische Gene untersucht. Unter Hyperoxie kam es zu einer erhoehten Expression des Todesrezeptors Fas und einer gesteigerten Aktivitaet von Caspase-3.Des Weiteren fand sich infolge der Hyperoxieexposition ein drastischer Anstieg der inflammatorischen Zytokine IL-1beta und IL-18. Es zeigt sich also, dass hohe Sauerstoffkonzentrationen in einer sehr vulnerablen Phase der Hirnentwicklung (Phase des rapiden Hirnwachstums) zu massiven Veraenderungen fuehren, welche den bisher ungeklaerten diffusen Neuronenuntergang bei Fruehgeborenen erklaeren koennten. Die vorliegenden Ergebnisse implizieren aeu§erste Vorsicht bei der therapeutischen Anwendung von Sauerstoff bei Fruehgeborenen, fuer die die postnatalen Konditionen, verglichen mit den intrauterinen Bedingungen, immer hyperoxisch sind und die noch ueber ein unreifes Antioxidationssystem verfuegen. / Infants born prematurely may develop neurocognitive deficits without an obvious cause. Oxygen, which is widely used in neonatal medicine, constitutes one possible contributing neurotoxic factor, because it can trigger neuronal apoptosis in the developing brain of rodents. Premature infants are exposed to partial oxygen pressures that are fourfold higher compared to intrauterine conditions, even if no supplemental oxygen is administered. Here is reported that short exposures to nonphysiologic oxygen levels can trigger apoptotic neurodegeneration in the developing brain. Vulnerability to oxygen neurotoxicity is confined to the first 2 weeks of life, a period characterized by rapid growth, which in humans expands from the sixth month of pregnancy to the third year of life. Hyperoxia caused decreased expression of neurotrophins, and inactivation of survival signalling proteins extracellular signal-regulated kinase (ERK1/2), and protein kinase B (Akt). In addition we hypothesized that two caspase-1-processed cytokines, interleukin (IL)-1beta and IL-18, are involved in oxygen-induced neuronal cell death. Six-day-old Wistar rats were exposed to 80% oxygen for various time periods (2, 6, 12, 24, 48, 72 hours). Neuronal cell death in the brain, as assessed by silver staining, peaked at 12 to 24 hours and was preceded by a marked increase in mRNA of IL-1beta, IL-18 and FAS and a decrease in mRNA and protein levels of neurotrophins and ERK1/2 and Akt Our findings reveal mechanisms that could potentially damage the developing brain of human premature neonates.