Notre laboratoire fut le premier a démontrer l'effet mitogène et antiapoptotique du NGF sur les cellules de cancer du sein de façon autocrine. Cette action du NGF se fait via ses deux récepteurs membranaires : le récepteur à activité tyrosine kinase TrkA, et le récepteur p75NTR appartenant à la superfamille du TNFR. Afin de comprendre le rôle et les mécanismes d'action de ces deux récepteurs dans le cancer du sein, nous avons établi et caractérisé des modèles cellulaires MDA-MB-231 surexprimant TrkA ou p75NTR. Lors de mes travaux de thèse, j'ai montré que la surexpression de TrkA augmente la croissance, la migration et l'invasion des cellules. D'autre part, la surexpression de TrkA augmente la résistance des cellules aux apoptogènes et à l'anoïkis. ln vivo, en souris immunodéficientes SCID, la surexpression de TrkA induit une augmentation de la croissance des tumeurs primaires et de la métastase dans les poumons, le foie et le cerveau. L'augmentation de la croissance tumorale est corrélée à une prolifération des cellules cancéreuses et à une angiogenèse accrue, tandis que la métastase est corrélée avec une augmentation de la résistance à l'anoïkis. La surexpression de p75NTR dans les cellules de cancer du sein entraîne quant à elle un ralentissement important de la croissance cellulaire du à un blocage du cycle en G1. Cependant, la surexpression de p75NTR s'accompagne également d'une survie accrue aux apoptogènes. Nos investigations montrent que ces effets pourtant apparemment contradictoires sont tous deux le fruit d'une augmentation de l'expression de p21waf1 induite par la surexpression de p75NTR. Malgré ces effets apparemment opposés observés in vitro, la surexpression de p75NTR in vivo provoque une augmentation de la croissance des tumeurs primaires. L'ensemble de ces résultats montre que la surexpression de TrkA et celle de p75NTR augmentent l'agressivité des cellules cancéreuses de sein et ouvrent des perspectives encourageantes dans le développement de stratégies thérapeutiques contre le cancer du sein. / Our laboratory was the first to demonstrate the mitogen and antiapoptotic effects of NGF on of breast cancer ceIls through an autocrine loop. NGF acts via its two receptors: the receptor tyrosine kinase TrkA and the p75NTR receptor, a member of the TNFRs superfamily. To understand the role and the mechanisms of action of these two receptors in breast cancer, we have established and characterized models of MDA-MB-231 overexpressing TrkA or p75NTR. During my thesis work, 1 showed that the TrkA overexpression increases growth, migration and invasion of cells. On the other hand, the TrkA overexpression increases the resistance of cells to apoptogen and anoikis. ln vivo, in SCID mice, TrkA overexpression causes increased growth of primary tumors and metastasis in the lungs, liver and brain. The increase in tumor growth is correlated to a proliferation of cancer cells and an increased angiogenesis, while the metastasis is correlated with increased resistance to anoikis. The p75NTR overexpression in breast cancer cells causes a significant cell growth decrease due to a celI cycle blockage in G1 phase. However, the p75NTR overexpression also induces increased survival to apoptogen. Our investigations show that these apparently contradictory effects are both the result of an increased expression of p21waf1 induced by p75NTR overexpression. Despite these seemingly opposite effects observed in vitro, the p75NTR overexpression in vivo causes an increased primary tumors growth. AlI these results show that TrkA and p75NTR overexpression increase the aggressiveness of breast cancer celIs and open up prospects in the development of therapeutic strategies against breast cancer.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2008-2009 / Les aryles chloroéthyleurées (CEU) sont des molécules antiprolifératives alkylant certaines protéines intracellulaires telles que la β-tubuline, la prohibitine, la galectine-1, la galectine-3 et le canal VDAC. Une de ces CEU, nommée 4-cyclohexyle-chloroéthyleurée (cHCEU), alkyle la thiorédoxine-1 (Trx-1) et empêche cette dernière de migrer au noyau de la cellule. La Trx-1 joue un rôle crucial dans le contrôle de l'homéostasie rédox, la transcription des gènes, la prolifération des cellules et l' apoptose. Des dérivés de la cHCEU ont été préparés afin d'établir les relations structure-activité régissant l'alkylation de la Trx-1 et d'évaluer l'impact de cette alkylation sur la signalisation cellulaire. Les premiers analogues de la cHCEU inhibent la croissance des cellules cancéreuses à des concentrations inhibant 50 % de la prolifération variant de 1,9 à 49 æM. Quelques dérivés bloquent le cycle cellulaire en G0/G1 et empêchent également la translocation de la Trx-1 vers le noyau. Les mécanismes de mort cellulaire induite par ces molécules incluent possiblement l'inhibition de la translocation de la Trx-1 vers le noyau et l'inactivation du facteur de transcription AP-1, mais n'impliquent pas l'activation de la kinase de signalisation apoptogène 1 (ASK-1).

La résistance à l'anoïkis est une étape importante vers la transformation maligne. Afin de comprendre les mécanismes de survie des cellules de mélanome hautement métastatique B16F10, un matériau cellulosique développé dans le laboratoire (CEL), ainsi que le polyHEMA ont été utilisés comme supports anti-adhésifs. Les cellules, au contact de ces revêtements adoptent une architecture en 3D qui est représentative de la situation in vivo. Le polystyrène sur lequel les cellules s'étalent (2D) et prolifèrent a été utilisé comme support de référence. Le comportement de la lignée de mélanome murin utilisée est comparé à celui de deux autres lignées murines identifiées sensibles à l'anoïkis : les fibroblastes Swiss 3T3 et les pré-ostéoblastes MC3T3. Nous avons pu mettre en évidence des dysfonctionnements représentant des «verrous» moléculaires pouvant être impliqués dans la survie des cellules de mélanome : en particulier l'activation prolongée de RhoA, la faible activation des caspases 3 et 9, l'activation de la voie de survie intracellulaire PI3K/AKT, l'expression élevée des intégrines et prolongée de la survivine. Nous avons alors cherché à lever certains de ces « verrous » en faisant agir des inhibiteurs chimiques ou en utilisant des siRNA. Un effet significatif sur la prolifération cellulaire a été observé en inhibant la voie PI3K/AKT. En revanche, l'hypothèse d'un rôle déterminant de la fibronectine dans le comportement des cellules B16F10 n'a pas été confirmée, au niveau de l'expression du gène (mesurée par qRT-PCR ou inhibée par siRNA). Enfin, des résultats prometteurs ont été obtenus sur l'effet anti-tumoral de la pectine Okra sur les cellules B16F10 cultivées en 3D.

La dystrophie musculaire de Duchenne est une myopathie récessive liée au chromosome X. Cette pathologie est due à une mutation dans le gène codant pour la dystrophine. Cette protéine est responsable du maintien de l'intégrité de la fibre musculaire. La thérapie cellulaire basée sur la transplantation de cellules souches myogéniques ou myoblastes constitue une approche potentielle pour véhiculer le gène sain de la dystrophine afin de corriger l'absence de la protéine. Cette approche est limitée par la faible migration des myoblastes greffés, le rejet immunitaire des cellules injectées et la mort précoce et massive des myoblastes transplantés durant les 3 premiers jours après la greffe. Nous nous sommes intéressés dans la présente thèse à identifier les différents facteurs qui peuvent être responsables de cette mort importante. Ces facteurs incluent : . la réaction inflammatoire, (2) l'anoikis, (3) le stress physique et (4) l'ischémie/hypoxie. Parmi ces éléments, nous avons évalué le rôle de l'anoikis et de l'hypoxie et nous avons ainsi démontré que ces deux facteurs étaient en partie responsables de la mort des cellules. Dans un second temps, nous avons proposé deux alternatives possibles pour améliorer la survie et le succès des greffes de myoblastes. Une des approches consiste à traiter les myoblastes à un choc thermique avant de les transplanter. Ce traitement a permis d'améliorer le succès des greffes de myoblastes de 4 fois environ. L'exercice physique constitue également une approche qui, associé à une transplantation de cellules myogéniques, potentialise le succès de la transplantation. Par ailleurs, dans le but de faire le suivi des greffes de myoblastes, nous avons développé une technique qui consiste à modifier génétiquement les myoblastes pour qu'ils expriment le transporteur humain du sodium et de l'iode (hNIS). La survie et la prolifération des cellules transplantées sont évaluées en procédant à des injections intrapéritonéale de technétium. On procède ensuite à une radiographie de la région greffée à l'aide d'une camera-y. Nos résultats montrent que la réduction du nombre de myoblastes qui meurent suivant leur transplantation constitue une approche potentielle pour améliorer le succès de greffe.

La progression tumorale est la conséquence de multiples altérations génotypiques et phénotypiques; L’une d’entre elles, nécessaire à la formation de métastases, est l’acquisition d’une résistance à l’anoïkis, forme d’apoptose induite par la perte d’attachement à la matrice extra-cellulaire. Afin d’étudier l’anoïkis, nous avons utilisé deux lignées colorectales humaines isogéniques : la lignée SW480 dérivée de la tumeur primaire et sensible à l’anoïkis et la lignée SW620 dérivée d’une métastase ganglionnaire de cette même tumeur et résistante à l’anoïkis. Nous avons établi que dans les cellules SW480, l’anoïkis est une forme d’apoptose intrinsèque c'est-à-dire débutant à la mitochondrie et donc sous le contrôle des protéines de la famille Bcl-2. Parmi celles-ci, nous avons trouvé que seule la protéine proapoptotique à BH3-seul Bim était régulée différemment dans les deux lignées : tandis que son expression augmente de manière très significative dans les cellules SW480 cultivées en suspension, elle n’augmente que très peu dans les cellules SW620. De manière très intéressante, et malgré cette différence, les deux lignées se sont montrées être sensibles au BH3-mimétique ABT-737 mais seulement lorsqu’elles sont cultivées en suspension. Ces résultats indiquent que, qu’elles soient sensibles ou non à l’anoïkis, les cellules détachées sont « prédisposées à la mort » et que des composés semblables à l’ABT-737 tels que le Navitoclax ou l’ABT-199 pourraient avoir des propriétés anti-métastiques dans les tumeurs solides. Dans la seconde partie de ce travail, nous montrons que la protéine transmembranaire CDCP1 ( CUB Domain Containing Protein 1) semble nécessaire mais non suffisante pour protéger ces cellules contre l’anoïkis. CDCP1 est un substrat de Src mais sa phosphorylation sur tyrosine n’est pas impliquée dans cette protection. Finalement, nous avons identifié deux nouvelles protéines qui interagissent avec CDCP1 : l’ITGB4 et l’EphA2 / Tumour progression is the consequence of multiple genotypic and phenotypic alterations. One of these, necessary for the formation of metastasis, is acquisition of a resistance to anoïkis, a form of apoptosis triggered by loss of attachment to the extra-cellular matrix. In order to study anoïkis, we used two isogenic human colon cell lines : SW480 cells derived from the primary tumour and sensitive to anoïkis, and SW620 cells derived from a lymph node metastasis in the same patient which are resistant to anoikis. We found that anoikis signaling in SW480 cells is a form of intrinsic apoptosis thus starting at the mitochondria and under the control of Bcl-2 family proteins. Among the members of this family, the BH3-only proapoptotic protein Bim was the only one that we found to be differentially regulated between the two cell lines: whereas Bim expression augments strongly during the culture in suspension of SW480, it only slightly does so in SW620 cells. Most interestingly, despite this difference, both cell lines turned to be sensisitive to the BH3-mimetic ABT-737 but only when they are in suspension. This shows that, whether or not they a sensitive to anoikis, detached colon cancer cells are “primed for death” and thus that ABT-737 related compounds such as Navitoclax or ABT-199 might have anti-metastatic properties in solid tumours. In the second part of this work, we show that the transmembrane protein CDCP1 (CUB Domain Containing Protein 1) appears be necessary but not sufficient to protect these cells against anoïkis. CDCP1 is a Src substrate but its tyrosine phosphorylation is not involved in this protection. Finally, we have identified two new proteins interacting with CDCP1: ITGB4 and EphA2.

La progression tumorale est la conséquence de multiples altérations génotypiques et phénotypiques; L'une d'entre elles, nécessaire à la formation de métastases, est l'acquisition d'une résistance à l'anoïkis, forme d'apoptose induite par la perte d'attachement à la matrice extra-cellulaire. Afin d'étudier l'anoïkis, nous avons utilisé deux lignées colorectales humaines isogéniques : la lignée SW480 dérivée de la tumeur primaire et sensible à l'anoïkis et la lignée SW620 dérivée d'une métastase ganglionnaire de cette même tumeur et résistante à l'anoïkis. Nous avons établi que dans les cellules SW480, l'anoïkis est une forme d'apoptose intrinsèque c'est-à-dire débutant à la mitochondrie et donc sous le contrôle des protéines de la famille Bcl-2. Parmi celles-ci, nous avons trouvé que seule la protéine proapoptotique à BH3-seul Bim était régulée différemment dans les deux lignées : tandis que son expression augmente de manière très significative dans les cellules SW480 cultivées en suspension, elle n'augmente que très peu dans les cellules SW620. De manière très intéressante, et malgré cette différence, les deux lignées se sont montrées être sensibles au BH3-mimétique ABT-737 mais seulement lorsqu'elles sont cultivées en suspension. Ces résultats indiquent que, qu'elles soient sensibles ou non à l'anoïkis, les cellules détachées sont " prédisposées à la mort " et que des composés semblables à l'ABT-737 tels que le Navitoclax ou l'ABT-199 pourraient avoir des propriétés anti-métastiques dans les tumeurs solides. Dans la seconde partie de ce travail, nous montrons que la protéine transmembranaire CDCP1 ( CUB Domain Containing Protein 1) semble nécessaire mais non suffisante pour protéger ces cellules contre l'anoïkis. CDCP1 est un substrat de Src mais sa phosphorylation sur tyrosine n'est pas impliquée dans cette protection. Finalement, nous avons identifié deux nouvelles protéines qui interagissent avec CDCP1 : l'ITGB4 et l'EphA2