Les tumeurs gastro-intestinales stromales (Gastro-Intestinal Stromal Tumours - GIST en Anglais) sont les sarcomes les plus fréquents du tube digestif. Sur base de leur profil d'expression génique et de similitudes morphologiques, il a été établi que les GIST dérivent des cellules interstitielles de Cajal (Interstitial Cells of Cajal - ICC en Anglais) ou d'un précurseur commun. Le développement et le maintient des ICC sont dépendant de voies de signalisation du récepteur tyrosine kinase KIT. Des mutations oncogéniques de KIT, conduisant indépendamment du ligand à l'activation des voies de signalisation en aval, sont présentes dans environ 85% des GIST. Depuis une dizaine d'années, des molécules de synthèse qui inhibent la phosphorylation -et donc l'activation - de KIT ont été introduites avec succès dans le traitement clinique des GIST. Cependant des résistances, souvent causées par des mutations secondaires, apparaissent fréquemment et environ 50% des patients traités rechutent dans les 2 ans. Le développement de nouvelles stratégies diagnostiques et thérapeutiques pour les GIST demeure donc essentiel. Ces dernières années, de nouveaux marqueurs diagnostiques ou cibles thérapeutiques potentielles ont été rapportés dans la littérature (p.ex. Discovered on GIST-1 (DOG1, anoctamin 1), Protein kinase C theta (PKC theta), Carbonic anhydrase II (CAII)) .Il faut relever que tous ces gènes sont aussi exprimés par les ICC KIT+ du tube digestif normal et que leur présence dans les GIST reflète donc vraissemblablement essentiellement leur parenté avec les ICC.<p>Dans la présente étude, nous nous sommes attachés à identifier de nouveaux marqueurs diagnostiques ou cibles thérapeutiques potentielles exprimés par les GIST mais absent des ICC KIT+ normales.<p>Pour ce faire, nous avons comparé le profile d'expression géniques de l'antre gastrique de souris porteuses de la mutation oncogénique Kit K641E et de souris contrôles (wild type WT en Anglais) par la technique de cDNA microarray. Les différences d'expression génique ont été ensuite confirmées par réactions de PCR quantitative (qPCR) en temps réel et l'immunoréactivité (-ir) pour les candidats les plus prometteurs a été localisée par immunofluorescence (IF) dans la muscularis propria du tube digestif, avec une attention spéciale pour les cellules KIT+.<p>Plusieurs gènes identifiés appartenaient tant au profil d'expression génique des GIST qu'au profil d'expression des ICC Kit+ de l'intestin grêle murin, validant ainsi la pertinence du modèle murin KitK641E pour l'approche choisie (Chapitre 3). D'autre part, trois gènes identifiés (Neurotensin receptor 1 (Ntsr1), Trophoblast glycoprotein (Tpbg/5T) et Sprouty homolog 4 (Spry4)) étaient quant à eux présents dans la couche hypertrophié de cellules Kit+ de l'antre des souris KitK641E mais absentes des ICC Kit+ chez les souris WT (Chapitres 3, 4, 5). Ces gènes représentant donc de nouveaux candidats potentiels comme marqueurs spécifiques et/ou comme cibles thérapeutiques dans les GIST, nous avons, dans la seconde partie de notre travail, approfondi l'étude de leur expression et de leur régulation en utilisant des modèles cellulaires et tissulaires murins, ainsi que du matériel anatomopathologique de GIST humains.<p>Dans le tube digestif normal, NTSR1 et TPBG/5T4 ir ont été identifiés dans les neurones myentériques mais pas dans les ICCKIT+. Deux "tissue arrays" indépendants, totalisants 97 spécimens humains de GIST, ont révélés la présence de NTSR1-ir dans tous les GIST, en ce compris les cas négatifs pour KIT, tandis que TPBG/5T4-ir était présente dans 36/49 GIST. Un fort immunomarquage pour TPBG/5T4 était statistiquement associée aux tumeurs malignes et de haut risque (Chapitre 5; Annexe 1).<p>L'expression différentielle de membres de la famille des "Sprouty homologues" (Spry) dans l'antre des souris KitK641E a aussi été identifiée. Spry4-ir n'était pas détectable dans les ICC KIT+ des souris WT alors que Spry4-ir était présente dans la couche hyperplasique des cellules Kit+ chez les souris KitK641E. A l'opposé, l'ARN messager de Spry2 présentait un niveau d'expression similaire et Spry2-ir était détectée dans les cellules musculaires lisses - mais pas dans les cellules Kit+ - dans tous les génotypes (Chapitre 3). Pour sa part, l'expression de Spry1 apparaissait réprimée par le mutant oncogénique KitK641E, tant in vivo qu'in vitro, conduisant à la dérégulation de la boucle de rétrocontrôle négatif de la voie Ras/Erk (Chapitre 4). <p>Dans la dernière partie de cette thèse, nous avons étudié l'expression Endoglin (ENG) - aussi connues sous le nom de CD105 – dans le modèle murin de GIST KitK641E, dans les GIST humains et dans le modèle cellulaire murin Ba/F3 in vitro. ENG est une glycoprotéine transmembraire et un composant auxiliaire du complexe du récepteur au TGF-& / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

ErbB2 gehört zu den Klasse I Rezeptor-Tyrosinkinasen und funktioniert als Ko-rezeptor bei der Vermittlung des Neuregulin-Signals. Während der Embryonal-entwicklung wird ErbB2 im Herzen, in den Neuralleistenzellen, im Muskel und in den Epithelien exprimiert (Kokai et al. 1987). Embryonen mit einer Null-Mutation im ErbB2 Gen sterben am Tag 10,5 der Embryonalentwicklung. Die Mutation bewirkt eine morphogenetische Fehlbildung des Herzens, die durch das Fehlen von ventrikulären Trabekeln gekennzeichnet ist (Lee et al. 1995). Weiterhin zeigen diese Embryonen Defekte in den Kranialganglien und in der primären sympathischen Ganglien-Kette, die von Neuralleistenzellen gebildet werden (Lee et al. 1995; Erickson et al. 1997; Britsch et al. 1998). Die herzspezifische Expression von ErbB2 cDNA ermöglicht ErbB2-/- Tieren, sich bis zur Geburt zu entwickeln. Dies erlaubte mir, spätere Funktionen des Rezeptors zu untersuchen. In den geretteten ErbB2-/- Embryonen erfolgte die Bildung der ventrikulären Trabekel, der fingerähnlichen Ausstülpungen des Myokards, zwischen dem 9. und 10. Tag in der Embryonalentwicklung. In den späteren Phasen der intrauterinen Entwicklung war das Herz der geretteten Tiere normal ausgebildet. In den ErbB2-/-R Embryonen fehlten Schwann'sche Zellen entlang der peripheren Nerven. Die Abwesenheit von Schwann'schen Zellen führte zum massiven Absterben von sensorischen und motorischen Neuronen des Rückenmarkes. Dabei zeigten sensorische Neuronen eine frühe Abhängigkeit von neurotrophen Faktoren, die von Schwann'schen Zellen produziert werden, während Motoneuronen diese Faktoren in einer späteren Phase benötigen. Zusätzlich ist bekannt, daß sensorische Neuronen und Motoneuronen neurotrophe Fakten benötigen, die von den Zielorganen, z.B. den Muskeln, produziert werden. Motoneuronen im thorakalen Rückenmark sind nur minimal betroffen, während die Degeneration von Moto-neuronen in den zervikalen und lumbalen Segmenten stark ausgeprägt ist. Verschiedene Motoneuron-Typen unterscheiden sich also in ihrer Abhängigkeit von neurotrophen Signalen. Weiterhin sind die peripheren Nerven der ErbB2-/-R Tiere defaszikuliert und ungeordnet. Der N. phrenicus, der das Diaphragma innerviert, retrahiert und ist am Tag 17 der Entwicklung vollständig degeneriert. Deshalb können die mutanten Tiere bei der Geburt nicht atmen und sterben infolgedessen. Überraschenderweise erfolgt in den geretteten ErbB2-/-R Embryonen die post-synaptische Expression und Aggregation der Acetylcholin-Rezeptoren. Die Phäno-typen der ErbB2-/-R und ErbB3-/- mutanten Tieren sind sehr ähnlich. Dies zeigt, daß ErbB2 eine essentielle Korezeptor-Funktion für ErbB3 in der Vermittlung der Neuregulin-Signale übernimmt. / ErbB2 belongs to class I of receptor tyrosine kinases and functions as a co-receptor by the transduction of the neuregulin signal. During embryonic development the ErbB2 gene is expressed in the heart, neural crest, in muscle and epithelial cells (Kokai et al. 1987). Embryos with null mutation of the ErbB2 gene die at midgestation. The mutation causes a morphogenetic defect that results in the absence of trabecules (Lee et al. 1995). In addition the mutant embryos show defects in cranial ganglia and in the primary sympathetic ganglia chain (Lee et al. 1995; Erickson et al. 1997; Britsch et al. 1998). The heart specific expression of ErbB2 cDNA allowed the mutant animals to survive till birth. This enabels me to study the late function of the receptor. In rescued ErbB2-/- embryos the ventricular trabecules, which are finger-like extensions of the myocardium, form properly between E9 and E10 of embryonic development. At late stages of intrauteral development the hearts of the rescued animals showed an overall normal growth. ErbB2-/- embryos lack Schwann cells along peripheral nerves. The absence of Schwann cells leads to enormous degeneration of sensory and motoneurons. Whereas sensory neurons show an early dependency on neurotrophic factors produced by Schwann cells, motoneurons revealed requirement of these factors during the late phase of their development. Moreover it is known that sensory and motoneurons require neurotrophic factors which are produced by their target tissues such as muscle. Motoneurons at the thoracic level of the spinal cord are minimaly affected, whereas the degeneration of motoneurons at cervical and lumbar segments of the spinal cord are pronounced. This indicates that different motoneuron types differ in their dependency on neurotrophic signals. Furthermore axons of peripheral nerves in ErbB2-/-R (rescued) animals show defasciculation and desorganization. Nervous phrenicus, that innervates the diaphragm muscle retracts and degenerates entirely at E17 of embryonic development. As a result newborn animals can not breath and die shortly after birth. Surprisingly, the expression and aggregation of AchRs (Acetylcholine Receptors) take place in rescued ErbB2-/-R embryos. The overall phenotype of ErbB2-/-R embryos is very similar to that of ErbB3-/- embryos. This substantiates the essential function of ErbB2 as the functional co-receptor for ErbB3 to transmit the neuregulin signal.