Le récepteur Met et son ligand l’HGF/SF sont essentiels pour le développement embryonnaire tandis que la dérégulation de la signalisation du récepteur Met est associée à la progression tumorale. Activé par son ligand, Met induit un large panel de réponses biologiques telles que la survie cellulaire, la migration ou la prolifération. En revanche, le fragment p40 Met issu du clivage du récepteur par les caspases participe à l’apoptose. Cette dualité fonctionnelle est caractéristique de la famille des récepteurs à dépendance. Bien que la signalisation positive des RTK soit bien décrite, les mécanismes moléculaires leur permettant de participer aux processus de mort restent encore méconnus. Nous avons montré que le fragment p40 Met est capable d’amplifier l’apoptose indépendamment de l’activité kinase bien qu’il comprenne l’intégralité du domaine catalytique. Au cours de l’apoptose, nous avons montré à partir de lignées cellulaires épithéliales ou dans des foies de souris que p40 Met présente une localisation mitochondriale indispensable à ses fonctions apoptotiques. De manière intéressante, p40 Met possède au sein du site de fixation de l’ATP un domaine BH3 comparable à celui des protéines pro apoptotiques Bcl-2 de type BH3-only. A l’image des BH3-only, ce domaine est impliqué à la fois dans l’activité apoptotique du fragment et dans son association avec la protéine Bcl 2. Le fragment p40 Met est capable d’induire la perméabilisation mitochondriale independamment des caspases ce qui conduit au relargage du cytochrome c. Enfin, au cours de l’apoptose, l’extinction de l’expression de Met entraîne un retard du relargage du cytochrome c, démontrant ainsi la participation du récepteur dans la voie intrinsèque de l’apoptose. / The receptor tyrosine kinase Met and its ligand, the hepatocyte growth factor, are essential to embryonic development, whereas deregulation of Met signaling is associated with tumorigenesis. While ligand-activated Met promotes survival, caspase-dependent generation of the p40 Met fragment leads to apoptosis induction, hallmark of the dependence receptor. We show that although p40 Met contains the entire kinase domain, it amplifies apoptosis independently of kinase activity. In cell cultures and mouse liver undergoing apoptosis, the fragment shows a mitochondrial localization, required for p40-Met-induced cell death. Interestingly, p40 Met exhibits a BH3-like domain overlapping with its ATP-binding site and required for the apoptotic response. It induces mitochondrial permeabilization, while Met silencing delays this response. This demonstrates the involvement of receptor cleavage in regulating mitochondrial cell death. The Met dependence receptor thus displays overlapping kinase and BH3 domains, the former involved in survival, the latter in cell death via the intrinsic apoptosis pathway.

Le récepteur à neurotrophine TrkC a été identifié comme étant un récepteur à dépendance : en l'absence de son ligand NT-3, il déclenche l'apoptose. En effet, la survie des cellules qui expriment ces récepteurs dépend de la disponibilité en ligand, un mécanisme qui inhibe la prolifération incontrôlée et la migration des cellules tumorales. TrkC, en tant que récepteur à tyrosine kinase, est généralement considéré comme un proto-oncogène. Or nous montrons que l'expression TrkC est diminuée dans une grande fraction des cancers colorectaux humains, principalement par méthylation du promoteur de TrkC. En outre, ce mécanisme confère un avantage sélectif aux lignées cellulaires colorectales pour inhiber la mort des cellules tumorales. De plus, la réexpression de TrkC dans les lignées tumorales colorectales est associée à la mort des cellules tumorales et à l'inhibition in vitro des caractéristiques de transformation cellulaire, et in vivo de la croissance tumorale. Ensemble, ces données permettent de conclure que TrkC est un gène suppresseur de tumeur dans le cancer colorectal. Le mécanisme moléculaire par lequel TrkC déclenche l'apoptose implique le clivage de son domaine intracellulaire, ce qui libère un fragment pro-apoptotique (TrkC KF). Nous montrons que TrkC KF interagit avec Cobra1, un cofacteur de BRCA1, et que Cobra1 est nécessaire à l'apoptose induite par TrkC. Cobra1 conduit TrkC KF à la mitochondrie, où il favorise l'apoptose apoptosome-dépendante. Ainsi, nous proposons qu'en l'absence de NT-3, le clivage protéolytique de TrkC conduit à la libération d'un fragment tueur qui déclenche l'apoptose mitochondriale, via le recrutement de Cobra1 / The neurotrophin receptor TrkC was recently identified as a dependence receptor, and, as such, it triggers apoptosis in the absence of its ligand, NT-3. Indeed cells that express these receptors are thought to be dependent on ligand availability for their survival, a mechanism that inhibits uncontrolled tumor cell proliferation and migration. TrkC, as a classic tyrosine kinase receptor, is generally considered to be a proto-oncogene. We show that TrkC expression is down-regulated in a large fraction of human colorectal cancers, mainly through promoter methylation. Moreover, we show that TrkC silencing by promoter methylation is a selective advantage for colorectal cell lines to limit tumor cell death. Furthermore, reestablished TrkC expression in colorectal cancer cell lines is associated with tumor cell death and inhibition of in vitro characteristics of cell transformation, as well as in vivo tumor growth. Together, these data support the conclusion that TrkC is a colorectal cancer tumor suppressor. TrkC triggers apoptosis in the absence of its ligand NT-3 : the molecular mechanism for apoptotic engagement involves the double cleavage of the receptor's intracellular domain, leading to the formation of a proapoptotic fragment (TrkC KF). We show that TrkC KF interfacts with Cobra1, a putative cofactor of BRCA1, and that Cobra1 is required for TrkC-induced apoptosis. Cobra1 shuttles TrkC KF to the mitochondria, where it promotes apoptosome-dependent apoptosis. Thus, we propose that, in the absence of NT-3, the proteolytic cleavage of TrkC leads to the release of a killer fragment that triggers mitochondria-dependent apoptosis via the recruitment of Cobra1

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

C-Kit est généralement considéré comme un récepteur à tyrosine kinase et comme un proto-oncogène, dont la surexpression et la mutation conduisent à une progression tumorale médiée par son activité kinase. En clinique, les traitements ciblant l’activité kinase de c-Kit, comme l’Imatinib (Gleevec), ont été largement utilisés pour traiter les patients atteints de maladies liées à c-Kit. Alors que le rôle de c-Kit comme proto-oncogène ne fait aucun doute, certaines études et analyses de bases de données diffèrent avec l’idée d’un rôle pro-tumoral de c-Kit, laissant penser à un rôle différent de c-Kit dans le cancer. Ici, nous montrons que c-Kit appartient à la famille des récepteurs à dépendance, de la même façon que d’autres récepteurs de la famille des tyrosine kinases tel que MET, RET et TrkC. En absence de son ligand Stem Cell Factor (SCF), au lieu de rester inactif, c-Kit déclenche l’apoptose, qui peut être renforcée par l’invalidation de son activité kinase. En parallèle, nous montrons que c-Kit est capable de se lier à la caspase-9 et de l’activer. De plus, à la manière d’autres récepteurs à dépendance, c-Kit est aussi clivé par des protéases de type caspase sur son résidu acide aspartique D816, qui est nécessaire à son activité pro-apoptotique. La mutation du site D816 inhibe l’interaction entre c-kit et la caspase-9 et invalide l’activité pro-apoptotique de c-Kit. De façon intéressante, la mutation D816 est l’une des mutations les plus communes de ce récepteur dans la plupart des cancers liés à c-Kit, et cette mutation favorise la résistance au traitement Gleevec. Nous montrons aussi que la surexpression de c-Kit invalidé pour son activité kinase est capable d’inhiber la croissance tumorale dans des modèles animaux, alors que la mutation du site D816 empêche son effet suppresseur de tumeur. En outre, nous avons développé un outil permettant de bloquer l’interaction entre SCF et c-Kit, déclenchant l’activité pro-apoptotique de c-Kit dans les cancers positifs pour ce récepteur. En utilisant l’activité pro-apoptotique de c-Kit, en combinaison avec des inhibiteurs de kinases comme le Gleevec, nous proposons une nouvelle stratégie thérapeutique. En conclusion, nous démontrons que c-Kit est un membre de la famille des récepteurs à dépendance, présentant une activité pro-apoptotique, et pouvant être utilisé comme un outil alternatif dans le cadre d’un traitement contre le cancer / C-Kit has been generally considered as a receptor tyrosine kinase and a proto-oncogene, whose upregulation and mutation lead to tumor progression through its kinase activity. Clinically, drugs targeting the kinase activity of c-Kit, such as Imatinib (Gleevec), have been wildly used to treat patients with c-Kit related diseases. While the role of c-Kit as a proto-oncogene is of no doubt, some research reports and database analysis do not fit well the tumor promoting role of c-Kit, indicating a possible different role of c-Kit in cancer. Here, we show that c-Kit belongs to the dependence receptor family, similarly to other receptor tyrosine kinases such as MET, RET and TrkC. In the absent of its ligand SCF (stem cell factor), instead of staying inactive, c-Kit triggers apoptosis, which can be enhanced by silencing its kinase activity. Besides, we have shown that c-Kit is able to bind and activate caspase-9. Moreover, similarly to other dependence receptors, c-Kit is also cleaved by caspases-like protease at aspartic acid residue D816, which is crucial for its pro-apoptotic activity. The mutation of D816 site inhibits the c-Kit/caspase-9 binding and silences the pro-apoptotic activity of c-Kit. Of interest, c-Kit D816 mutation is one of the most common mutation of this receptor in many c-Kit related cancers and it promotes resistance against Gleevec treatment. We also show that overexpression of kinase mutated c-Kit is able to inhibit tumor growth in animal models, while the mutation of D816 site impairs the tumor suppressing activity. Furthermore, we develop a tool to block the SCF/c-Kit interaction, which unleashes the pro-apoptotic activity of c-Kit in cancers expressing this receptor. By using the pro-apoptotic activity of c-Kit, in combination with kinase inhibitors like Gleevec, we propose a novel therapeutic strategy. In conclusion, we demonstrate that c-Kit is a member of dependence receptor family, harboring intrinsic pro-apoptotic activity, which can be used as an alternative tool in cancer treatment

Les récepteurs à dépendance présentent la particularité d’induire deux voies de signalisation différentes selon la disponibilité de leur ligand. En présence de leur ligand, ils transduisent une voie de signalisation favorisant notamment la survie cellulaire (signalisation positive), tandis qu’en son absence, ils induisent activement l’apoptose des cellules (signalisation négative). La dualité fonctionnelle de ces récepteurs pourrait leur conférer un rôle central au cours du développement embryonnaire, mais aussi dans le maintien de l’homéostasie cellulaire chez l’adulte. En effet, du fait de leur signalisation pro-apoptotique, les récepteurs à dépendance pourraient limiter le nombre de cellules (en fonction de la disponibilité en ligand), et réguler leur migration (dans des zones dépourvues de ligand), au cours des processus développementaux mais aussi en cas de prolifération tumorale et de dissémination métastatique. Au cours de ma thèse, j’ai donc développé différentes thématiques de recherche visant à préciser le rôle du contrôle apoptotique exercé par les couples nétrine-1/récepteurs à dépendance (DCC et UNC5B) au cours de la tumorigenèse et du développement embryonnaire. Dans ce cadre, nous avons montré que les souris exprimant une forme mutée du récepteur DCC, ayant perdu la capacité d’induire l’apoptose des cellules en absence de son ligand la nétrine-1, étaient prédisposées à la survenue de (1) cancers colorectaux dans un contexte prédisposant, et de (2) lymphomes non hodgkiniens (LNH) dans un modèle de vieillissement. Ces résultats suggèrent que DCC puisse agir comme un suppresseur de tumeur conditionnel, via sa voie de signalisation négative, en absence de son ligand nétrine-1. De plus, nous avons montré qu’il existe un gain de nétrine-1 dans une fraction significative de LNH de type B (LNH-B) chez l’Homme, gain qui leur confère un avantage sélectif en bloquant constitutivement l’apoptose induite par le récepteur DCC. Réciproquement, nous avons montré que l’utilisation d’un anticorps ciblant la nétrine-1 était capable de restaurer l’apoptose induite par le récepteur DCC non lié, dans des lignées tumorales humaines de LNH-B in vitro et ex-vivo dans un modèle de xénogreffe. Ainsi, nos résultats suggèrent que cibler l’interaction nétrine-1/DCC dans les LNH-B pourrait être une stratégie thérapeutique prometteuse. La partie « développement » de mon travail de thèse est encore préliminaire. Elle se focalise sur le rôle du contrôle apoptotique exercé par les couples nétrine-1/récepteurs à dépendance (DCC et UNC5B) au cours de la mise en place des réseaux vasculaire et nerveux chez l’embryon de souris / Dependence receptors share the common property of inducing two types of signaling cascades according to the availability of their ligand. In presence of their ligand, they induce a positive signal allowing cell survival whereas in its absence, they induce cell death by apoptosis. Dependence receptors dual functionality could play a major role both during the embryonic development and in the regulation of tissue homeostasis in adult. Indeed, apoptosis induced by dependence receptors would be a safeguard mechanism which regulates the number of cells and their migration during developmental or tumorigenic process. Thus, during my PhD, I have investigated the involvement of netrin- 1/dependence receptors (DCC and UNC5B) apoptotic control during tumorigenesis and embryonic development. We observed that DCC-mutant mice in which DCC pro-apoptotic signaling is genetically silenced show a higher propensity to develop colorectal cancers in a predisposing context and B-cell type non-Hodgkin lymphoma (B-NHL) with age, suggesting than DCC could act as a conditional tumor suppressor gene through its pro-apoptotic signaling, in absence of netrin-1. Moreover, we show that netrin-1 is overexpressed in a significant fraction of Human B-NHL, which confers tumor cells a selective advantage by blocking DCC-induced apoptosis. Reciprocally, we showed that inhibiting the interaction between netrin-1 and its DCC receptor restore apoptosis in lymphoma cells in vitro and in vivo in xenografts experiments, suggesting that targeting netrin-1 and DCC interaction in lymphoma could represent a promising anti-tumor therapeutic strategy. The "developmental" part of my PhD work is in progress and we obtained only few preliminary data. It focuses on the role of apoptotic control mediated by netrin1-/dependence receptor (DCC/UNC5B) during the development of vascular and neural networks in the mouse embryo

Les RTKs sont impliqués dans le dialogue au sein des tissus par la régulation de nombreuses réponses cellulaires dont la survie, la prolifération ou la mobilité. Dans les cancers, ces récepteurs sont fréquemment dérégulés notamment par des mutations activatrices. Ainsi, la suractivation des RTKs induit la transformation cellulaire et la tumorigenèse en favorisant par exemple la survie cellulaire. Depuis le début des années 2000, le développement de molécules inhibitrices de l’activité tyrosine kinase (TKI) et d’anticorps bloquant l’interaction ligand/récepteur ont montré que les RTKs représentent des cibles thérapeutiques majeures dans le traitement des cancers.MET est un RTK exprimé par les cellules épithéliales, dont le ligand est l’Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factor (HGF/SF). En plus de son rôle pro-survie, MET peut également favoriser l’apoptose en absence de ligand et sous l’effet d’un stress. MET est alors clivé par les caspases et libère dans le cytosol un fragment de 40 kDa nommé p40MET. Ce fragment active la voie intrinsèque de l’apoptose en causant la perméabilisation des mitochondries. Cependant, les mécanismes moléculaires responsables de cette perméabilisation et l’impact physiologique de la fonction pro-apoptotique de MET étaient encore inconnus.Mon travail de thèse a permis de démontrer que le fragment p40MET se localise dans la région des MAMs, constituant l’interface entre le réticulum endoplasmique et les mitochondries, où il favorise un transfert de calcium entre les deux organites. Ce transfert déclenche une surcharge de calcium dans les mitochondries, responsable de leur perméabilisation. De plus, nous avons développé une lignée de souris transgéniques dans lesquelles MET est muté sur l’un des sites caspases. Ces souris sont incapables de produire le fragment p40MET pro-apoptotique. Ce modèle nous a permis de démontrer l'importance du clivage de MET dans l’amplification de l’apoptose in vivo. Ainsi, nos travaux apportent les premières preuves de la fonction de MET en tant que récepteur à dépendance au sein d’un organisme et décrivent un nouveau mécanisme de signalisation pro-apoptotique par la dérégulation des flux calciques.Ces dernières années, la découverte de mutations touchant les RTKs dans les cancers a augmenté de façon exponentielle. Toutefois, pour une grande majorité de mutations, leurs conséquences fonctionnelles sont totalement inconnues. Ainsi, en parallèle de mon principal sujet de thèse nous avons évalué la pertinence biologique et clinique des mutations de RTK identifiées par séquençage haut débit à partir d’échantillons de patients. Le séquençage de tissus sains, de tumeurs colorectales et de métastases hépatiques de 30 patients a permis d'identifier de nombreuses mutations somatiques. Parmi elles, certaines affectent le domaine kinase des récepteurs et sont présentes à la fois dans les tumeurs et les métastases. L’analyse fonctionnelle que j’ai menée sur 7 de ces mutations révèle qu’elles ne provoquent ni la suractivation de la kinase ni la transformation des fibroblastes NIH3T3. Au contraire, deux mutations de RTKs provoquent une inhibition drastique de leur activité kinase. Ces résultats démontrent que ces variants de RTK ne sont pas des cibles appropriées pour l’utilisation de TKI à des fins thérapeutiques et démontre l’intérêt de coupler la recherche de variants à des études fonctionnelles [...] / RTKs are involved in tissue dialogue by regulating many cellular mechanisms such as survival, proliferation or mobility. In cancers, these receptors are frequently deregulated, as a result of various molecular alterations leading to their activation. RTKs overactivation induces cell transformation and tumorigenesis notably by promoting survival. Since the early 2000s, the development of tyrosine kinase inhibitors (TKI) demonstrated that RTKs represent major therapeutic targets in cancer treatment.MET receptor and its ligand the Hepatocyte Growth Factor/Scatter Factor (HGF/SF) are known to promote survival of many epithelial structures during embryogenesis and later during adulthood. Besides pro-survival role of the ligand-activated MET, the receptor is also able to promote apoptosis, which has led to classify it within the dependence receptor family. Indeed, in absence of its ligand and under stress conditions, MET is cleaved by caspases leading to the production of an intracellular fragment of nearly 40 kDa named p40MET able to amplify apoptosis. This fragment activates the intrinsic pathway of apoptosis by causing mitochondrial permeabilization. However, the molecular mechanisms involved in this permeabilization and the physiological impact of the pro-apoptotic function of MET were still unknown.My PhD work has evidenced p40MET localization at the MAM microdomain and characterized a calcium transfer from the endoplasmic reticulum to the mitochondria triggered by p40MET. This calcium transfer triggers a calcium overload in mitochondria leading to their membrane permeabilization and apoptosis. In addition, we engineered a knock-in mouse model expressing mutated MET at the C-terminal caspase site. These mice are unable to produce the pro-apoptotic p40MET fragment. This model allowed us to assess the importance of MET cleavage in physiological apoptosis in vivo. Altogether, our work brings the first evidence for MET function as a dependence receptor in an organism and demonstrates a new signaling mechanism involved in apoptosis amplification by p40MET through calcium flux deregulation. This process may be relevant in the physio-pathology of organs where MET is expressed.In recent years, the discovery of mutations affecting RTKs in cancers has increased exponentially. However, for a large majority of mutations, their functional consequences are totally unknown. Thus, in parallel of my main thesis topic, we evaluated the biological and clinical relevance of RTKs mutations identified by high throughput sequencing from patient samples. Sequencing of healthy tissues, colorectal tumours and liver metastases of 30 patients has identified many somatic mutations. Some of them affect the receptor kinase domain and are present in both tumors and metastases. Functional analysis of 7 of these mutations shows that they do not cause neither kinase overactivation nor transformation of NIH3T3 fibroblasts. On the contrary, two RTK mutations cause drastic inhibition of the corresponding kinase activity. These findings indicate that these RTK variants are not suitable targets for TKI. Therefore, it appears important to set up reliable functional assays to interpret identified variants and classify them as pathogenic or neutral.In conclusion, my work opens up new perspectives on therapeutic strategies targeting RTKs in cancers. First of all, the pro-apoptotic capacities of some RTKs are undoubtedly a brake to tumorigenesis, and their stimulations could reinforce the effectiveness of anti-cancer therapies. On the other hand, we have shown that RTKs mutations in the kinase domain do not necessarily lead to overactivation of the receptor suggesting that they are probably not involved in tumorigenesis and that treatment with TKIs targeting them would be ineffective. This functional information could notably influence the choice of a suitable targeted therapy.

Les récepteurs à dépendance présentent la particularité d'induire deux voies de signalisation différentes selon la disponibilité de leur ligand. En présence de leur ligand, ils transduisent une voie de signalisation favorisant notamment la survie cellulaire (signalisation positive), tandis qu'en son absence, ils induisent activement l'apoptose des cellules (signalisation négative). La dualité fonctionnelle de ces récepteurs pourrait leur conférer un rôle central au cours du développement embryonnaire, mais aussi dans le maintien de l'homéostasie cellulaire chez l'adulte. En effet, du fait de leur signalisation pro-apoptotique, les récepteurs à dépendance pourraient limiter le nombre de cellules (en fonction de la disponibilité en ligand), et réguler leur migration (dans des zones dépourvues de ligand), au cours des processus développementaux mais aussi en cas de prolifération tumorale et de dissémination métastatique. Au cours de ma thèse, j'ai donc développé différentes thématiques de recherche visant à préciser le rôle du contrôle apoptotique exercé par les couples nétrine-1/récepteurs à dépendance (DCC et UNC5B) au cours de la tumorigenèse et du développement embryonnaire. Dans ce cadre, nous avons montré que les souris exprimant une forme mutée du récepteur DCC, ayant perdu la capacité d'induire l'apoptose des cellules en absence de son ligand la nétrine-1, étaient prédisposées à la survenue de (1) cancers colorectaux dans un contexte prédisposant, et de (2) lymphomes non hodgkiniens (LNH) dans un modèle de vieillissement. Ces résultats suggèrent que DCC puisse agir comme un suppresseur de tumeur conditionnel, via sa voie de signalisation négative, en absence de son ligand nétrine-1. De plus, nous avons montré qu'il existe un gain de nétrine-1 dans une fraction significative de LNH de type B (LNH-B) chez l'Homme, gain qui leur confère un avantage sélectif en bloquant constitutivement l'apoptose induite par le récepteur DCC. Réciproquement, nous avons montré que l'utilisation d'un anticorps ciblant la nétrine-1 était capable de restaurer l'apoptose induite par le récepteur DCC non lié, dans des lignées tumorales humaines de LNH-B in vitro et ex-vivo dans un modèle de xénogreffe. Ainsi, nos résultats suggèrent que cibler l'interaction nétrine-1/DCC dans les LNH-B pourrait être une stratégie thérapeutique prometteuse. La partie " développement " de mon travail de thèse est encore préliminaire. Elle se focalise sur le rôle du contrôle apoptotique exercé par les couples nétrine-1/récepteurs à dépendance (DCC et UNC5B) au cours de la mise en place des réseaux vasculaire et nerveux chez l'embryon de souris

Les récepteurs à dépendance (RDs) ont la particularité d’induire deux types de signalisation selon la disponibilité de leur ligand. En présence de leur ligand, ils induisent une signalisation positive favorisant la survie, la prolifération ou encore la différentiation cellulaire, tandis qu’en son absence, ils induisent la mort cellulaire par apoptose. Ptc et CDON, tous deux récepteurs du morphogène Shh, appartiennent à la famille des RDs. Ces deux récepteurs sont impliqués dans le développement embryonnaire, mais aussi dans le contrôle de la tumorigenèse et de l’homéostasie. La plupart des mécanismes moléculaires de la signalisation proapoptotique de ces récepteurs sont encore inconnus. Nous avons donc étudié les voies de signalisations proapoptotiques de ces récepteurs grâce à un crible d’ARN interférents. Parmi les partenaires potentiels identifiés, nous nous sommes intéressés à l’IGFBP7, caractérisé comme gène suppresseur de tumeurs dans de nombreux cancers. Nous avons mis en évidence que la mort induite par Ptc implique un contrôle transcriptionnel d’IGFBP7 de façon p53 dépendante. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés au rôle des voies apoptotiques des récepteurs Ptc et CDON dans des cancers colorectaux associés à des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, pour lesquels il a été montré que le ligand Shh est surexprimé. La surexpression du ligand est l’un des mécanismes d’échappement au contrôle apoptotique exercé par les RDs acquit par les cellules tumorales. Notre étude vise à démontrer que le ciblage de Shh dans ces cancers pourrait induire une réactivation des voies apoptotiques des RDs Ptc et CDON, et ainsi constituer une nouvelle stratégie anti-tumorale / Dependence receptors (DRs) are able to inducing two types of signaling according to their ligand availability. In the presence of their ligand, they induce a positive signaling promoting survival, proliferation or cell differentiation, whereas in its absence, they induce cell death by apoptosis. Ptc and CDON, both receptors of the morphogen Shh, belong to the DRs family. Both receptors are involved in embryonic development, but also in the control of tumorigenesis and homeostasis. Most of the molecular mechanisms of the pro-apoptotic signaling of these receptors remain unknown. We therefore studied both receptors pro-apoptotic pathways through a shRNA screen. Among the identified potential partners, we have been interested in IGFBP7 shown as a tumor suppressor gene in many cancers. Secondly, we studied the role of Ptc and CDON pro-apoptotic pathways in colorectal cancers associated with chronic inflammatory bowel diseases, in which it has been shown that Shh is overexpressed. Overexpression of the ligand is one mechanism of pro-apoptotic control escapement by DRs acquired by tumor cells. Our study aims to demonstrate that targeting Shh in these cancers could induce reactivation of DRs pro-apoptotic pathways and thus constitute a new anti-tumor strategy

Le récepteur à neurotrophine TrkC a été identifié comme étant un récepteur à dépendance : en l'absence de son ligand NT-3, il déclenche l'apoptose. En effet, la survie des cellules qui expriment ces récepteurs dépend de la disponibilité en ligand, un mécanisme qui inhibe la prolifération incontrôlée et la migration des cellules tumorales. TrkC, en tant que récepteur à tyrosine kinase, est généralement considéré comme un proto-oncogène. Or nous montrons que l'expression TrkC est diminuée dans une grande fraction des cancers colorectaux humains, principalement par méthylation du promoteur de TrkC. En outre, ce mécanisme confère un avantage sélectif aux lignées cellulaires colorectales pour inhiber la mort des cellules tumorales. De plus, la réexpression de TrkC dans les lignées tumorales colorectales est associée à la mort des cellules tumorales et à l'inhibition in vitro des caractéristiques de transformation cellulaire, et in vivo de la croissance tumorale. Ensemble, ces données permettent de conclure que TrkC est un gène suppresseur de tumeur dans le cancer colorectal. Le mécanisme moléculaire par lequel TrkC déclenche l'apoptose implique le clivage de son domaine intracellulaire, ce qui libère un fragment pro-apoptotique (TrkC KF). Nous montrons que TrkC KF interagit avec Cobra1, un cofacteur de BRCA1, et que Cobra1 est nécessaire à l'apoptose induite par TrkC. Cobra1 conduit TrkC KF à la mitochondrie, où il favorise l'apoptose apoptosome-dépendante. Ainsi, nous proposons qu'en l'absence de NT-3, le clivage protéolytique de TrkC conduit à la libération d'un fragment tueur qui déclenche l'apoptose mitochondriale, via le recrutement de Cobra1

Dans certains cancers, le ligand nétrine-1 (NTN1) est surexprimé, induisant alors une inhibition de l'apoptose induite par ses récepteurs à dépendance DCC et UNC5H, et promouvant ainsi la progression tumorale. Néanmoins, dans d'autres cancers, l'inhibition sélective de l'apoptose induite par cette voie de signalisation est liée à la perte d'expression de protéines pro apoptotiques effectrices. Dans cette étude, nous avons montré chez l'homme qu'une forte proportion de cancers mammaires et pulmonaires subit des pertes d'expression de DAPK1 et NTN1 liées à l'hyperméthylation de leur promoteur. DAPK1 est une protéine kinase notamment responsable de la transmission du signal proapoptotique des récepteurs à dépendance en absence de leur ligand nétrine-1. L'inhibition de la méthylation de l'ADN à l'aide d'épidrogues telles que la décitabine dans les cancers exprimant faiblement NTN1 restaure l'expression à la fois de DAPK1 et NTN1. Ainsi, la combinaison de traitements décitabine avec des stratégies induisant le silence transcriptionnel de NTN1, ou des anticorps bloquant l'interaction entre le ligand (NTN1) et son récepteur (UNC5B dans le cas présent), induit la potentialisation de la mort cellulaire des tumeurs, et bloque efficacement la croissance tumorale dans différents modèles animaux. Ainsi, combiner l'utilisation d'inhibiteurs de la méthylation de l'ADN avec des agents neutralisant la nétrine-1 pourrait représenter une stratégie pertinente pour combattre ces cancers / In a substantial part of human cancers, netrin-1 (NTN1) is up-regulated and this upregulation is inhibiting apoptosis induced by its so-called dependence receptors DCC and UNC5H and thus promotes tumor progression. However, in other cancers, the selective inhibition of this dependence receptor death pathway relies on the silencing of pro-apoptotic effector proteins. We show here that a large fraction of human breast and lung tumors exhibits simultaneous DNA methylation-dependent loss of expression of NTN1 and of DAPK1, a serine threonine kinase known to transduce the netrin-1 dependence receptor pro-apoptotic pathway. The inhibition of DNA methylation by drugs such as decitabine in netrin- 1-low cancer cells restores the expression of both NTN1 and DAPK1. Consequently, the combination of decitabine with NTN1 silencing strategies or with an anti-netrin-1 neutralizing antibody potentiates tumor cell death and efficiently blocks tumor growth in different animal models. Thus, combining DNA methylation inhibitors with netrin-1 neutralizing agents may be a valuable strategy for combating cancer