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Rôle et régulation du canal TRPM8 dans la progression et la dissémination métastatique du cancer de la prostate

/ Grolez Guillaume / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-12-2018
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Plusieurs études ces dernières décennies suggèrent l’importance des canaux TRPs dont TRPM8 dans le développement et la dissémination du cancer de la prostate. Néanmoins, les différentes études menées sur ce canal sont contradictoires. L’objectif de ma thèse a été d’étudier le rôle précis de TRPM8 dans le cancer prostatique par des études in vivo afin d’évaluer l’impact de TRPM8 sur la croissance tumorale, la dissémination de ces cellules et la formation de métastases. De plus, nous avons approfondi les mécanismes moléculaires sous-jacents régulant l’effet anti-migratoire de TRPM8. Grâce à l’utilisation de nanocapsules lipidiques contenant un agoniste du canal TRPM8, nous avons confirmé par des études in vitro et in vivo un rôle inhibiteur de TRPM8 sur les capacités de migration et d’invasion des cellules cancéreuses prostatiques. De plus, nous avons également déterminer un rôle de TRPM8 sur la croissance tumorale grâce à l’utilisation de greffes orthotopiques dans des prostates murines. Nous avons également déterminé les mécanismes de régulation de la migration cellulaire par le canal TRPM8 et des protéines partenaires à ce canal. Dans ce cadre, nous avons défini et déterminé une régulation du canal TRPM8 par les androgènes modulant la migration cellulaire mais également les mécanismes sous-jacents de l’inhibition de la migration cellulaire induite par TRPM8 et impliquant la petite GTPase Rap1. L’ensemble de nos résultats démontrent un rôle antiprolifératif et anti-migratoire du canal TRPM8 sur les cellule cancéreuses prostatiques, suggérant ainsi une action protectrice de ce canal dans la dissémination des métastases prostatiques.

On the mechanisms of regulation of the IP3R activity by its interaction with Bcl-2

/ Ritaine Abigaël / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Katholieke universiteit te Leuven (1970-....) / 28-06-2018
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L’homéostasie calcique est régulée par de nombreux canaux ioniques, parmi lesquels des canaux intracellulaires perméables au Ca2+, comme l’IP3R. Récemment, la protéine Bcl-2 a été montré comme régulant l’activité de ce canal ionique. Cependant, les acteurs moléculaires précis de cette interaction ne sont pas très bien établis. Ici nous montrons grâce à une nouvelle technique que l’IP3R est inhibé par le domaine BH4 de Bcl-2 et que ce domaine est nécessaire et suffisant pour inhiber son activité. De plus, la liaison de l’ABT-199 dans la poche hydrophobe de Bcl-2 conduit à un changement de structure du domaine BH4. Le niveau d’expression des différentes isoformes d’IP3R ainsi que des protéines Bcl-2 et Bcl-xL ont été étudié dans différentes lignées cancéreuses prostatiques. De manière intéressante, l’expression du récepteur à l’IP3 de type 3 (IP3R3) est augmentée en fonction de l’agressivité des lignées cancéreuses prostatiques. De plus, nous pouvons observer un effet important de l’IP3R3 sur la migration et l’invasion des lignées humaines de cancer de la prostate. Globalement, ces données montrent que l’IP3R3 participe à l’augmentation du potentiel métastatique des cellules cancéreuses prostatiques. Par conséquent, l’IP3R3 peut être un marqueur diagnostic intéressant ainsi qu’une cible thérapeutique, notamment pour les stades avancés de cancer de la prostate.

Role of NALCN channel in prostate cancer metastatic behaviours

/ Iamshanova Oksana / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 14-12-2017
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L’homéostasie sodique joue un rôle prépondérant lors de la carcinogénèse prostatique. Cependant, le rôle du canal de fuite sodique NALCN lors de la carcinogénèse prostatique était totalement inconnu. L’objectif principal de cette étude était d’étudier le rôle de NALCN dans la dérégulation de l’homéostasie sodique lors de la tumorigenèse prostatique. Tout d’abord, nous avons montré sur des coupes de tissus prostatiques que l’expression de NALCN est augmentée dans les cancers. De plus, NALCN est surexprimé dans les lignées cancéreuses prostatiques les plus agressives. Nous avons vérifié la fonctionnalité du canal NALCN et de ses protéines associées via des expériences d’imagerie sodique dans ces lignées. Grâce à notre étude, nous montrons que NALCN n’est pas impliqué dans le cycle cellulaire, la viabilité cellulaire, l’apoptose ni la prolifération. En revanche, nous avons démontré que ce canal affecte grandement la motilité, la migration et l’invasion de nos lignées cellulaires cancéreuses prostatiques. Nous avons montré que NALCN et le proto-oncogène Src sont co-localisées dans le cancer de la prostate, notamment au niveau de structures appelées invadopodes. Enfin, nous avons prouvé par des études in vivo que la croissance tumorale et la formation de métastases sont inhibées lorsque l’expression du canal NALCN est diminuée. En conclusion, nos données mettent en évidence que le canal NALCN est un acteur important dans l’augmentation du potentiel métastatique des cellules cancéreuses de prostate à la fois in vitro et in vivo. NALCN peut donc être considéré comme une nouvelle cible thérapeutique permettant de diminuer l’agressivité des cancers de la prostate.

Rôle du canal TRPA1 dans le microenvironnement tumoral des cancers prostatiques humains

/ Vancauwenberghe Eric / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 14-12-2016
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Le cancer de la prostate (CaP) est le second cancer le plus fréquent chez l’homme. Le microenvironnement tumoral (MET) joue un rôle important dans la cancérogenèse prostatique et la formation de métastases indépendamment des androgènes. Il existe une communication étroite entre les cellules épithéliales tumorales et le stroma via la sécrétion de facteurs solubles permettant la survie et la métastase des cellules cancéreuses. La modulation de la sécrétion de ces facteurs pourrait donc constituer un moyen d’intervention thérapeutique dans le traitement des cancers prostatiques. Les canaux ioniques et le calcium intracellulaire sont connus pour moduler la sécrétion. Dans ce contexte, nous avons montré que le canal TRPA1 est exprimé au niveau des fibroblastes associés au cancer (CAF) de la prostate humaine. L’activation de ce canal par les facteurs épithéliaux conduit à une augmentation du taux de calcium intracellulaire favorisant l’expression et la sécrétion de facteurs de croissance. Nos données montrent que ces derniers induisent la transition épithélio-mésenchymateuse, la migration et la résistance aux agents chimiothérapeutiques des cellules cancéreuses. Enfin, nous avons mis en évidence des polymorphismes et des mutations du canal TRPA1 des CAF permettant son activation par des facteurs environnementaux et la sécrétion de facteurs de croissance induisant la résistance à l’apoptose des cellules cancéreuses prostatiques. L’ensemble de ces données suggèrent que le canal TRPA1 constitue une cible potentielle pour les thérapies futures des CaP en permettant d’interrompre les interactions épithélio-stromales du MET et d’empêcher l’évolution de ces cancers.

Transient receptor potential (TRP) channel role in prostate cancer invasion and angiogenesis regulation

/ Bernardini Michela / Université Lille1 - Sciences et Technologies, Università degli studi (Turin, Italie) / 10-12-2015
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Le cancer de la prostate (CaP) représente la deuxième cause de mortalité par cancer dans les pays développés. L'invasion des tissus environnants et l'angiogenèse tumorale promeut la métastase de CaP vers des organes éloignés. L’expression de plusieurs canaux TRP (Transient Receptor Potential) est dérégulée dans les cellules cancéreuses et les cellules endothéliales (CE) dérivées de tumeurs. Ils ont donc été proposés comme marqueurs pour la progression du cancer ainsi que comme cibles potentielles pour une thérapie pharmaceutique. Afin d'étudier les canaux TRP dans la vascularisation du CaP, nous avons isolé et caractérisé trois lignées de CE derivées du CaP (PTEC). Nous avons testé sur les PTEC l'effet de deux molécules anti-angiogénique en combinaison avec des médicaments anti-androgèniques. Les résultats démontrent un comportement résistant des PTEC à des médicaments anti-angiogéniques par rapport à des CE normales. Nous avons criblé l'expression de tous les canaux TRP dans les CE saines et celles dérivées de trois types tumoraux (prostate, sein, rein). Nous avons identifié cinq candidats ‘spécifiques’ du CaP dérégulés seulement dans les PTEC qui ont été caractérisés au niveau fonctionnel et leur rôle potentiel en tant que modulateurs de l'angiogenèse in vitro a été testé. En outre, nous avons étudié le rôle inhibiteur de TRPM8 dans la migration des cellules cancéreuses prostatiques CaP et nous avons également détecté TRPM8 dans les CE dans lesquelles nous avons observé aussi un rôle anti migratoire de TRPM8. Pris dans leur ensemble, nos résultats mettent en lumière de nouveaux acteurs moléculaires pour cibler sélectivement la progression du CaP et son angiogenèse.

Role of calcium-permeable channels in pancreatic ductal adenocarcinoma resistance to chemotherapy 

/ Kondratska-Klymenko Kateryna / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 13-10-2015
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L'adénocarcinome pancréatique (PDAC) est la forme la plus fréquente de néoplasme de cet organe puisqu’il représente environ 90% de toutes les tumeurs pancréatiques et constitue l'une des principales causes de décès par cancer chez l’Homme. Le taux de survie à 5 ans n’est que de 6%. L'une des raisons à cela est que, au début du développement du cancer du pancréas, il n'y a pas de symptômes, et donc la majorité des cas sont diagnostiqués à des stades tardifs métastatiques ou invasifs pour lesquels une intervention chirurgicale n’est plus possible. Il a été montré que les cellules du cancer du pancréas présentent plusieurs mutations génétiques qui conduisent à la prolifération incontrôlée des cellules, ainsi qu’à l'évasion de l'apoptose. Les changements de concentration du Ca2+ cytosolique jouent un rôle central dans de nombreux processus cellulaires fondamentaux, et la perturbation des mécanismes de régulation de l'homéostasie du Ca2+ conduit à une grande variété de pathologies graves, dont le cancer. C’est notamment le cas pour les canaux calciques de type SOC, qui régulent une variété de processus cellulaires dépendants du calcium. Cependant, bien que le rôle du Ca2+ et des canaux calciques soit bien établi dans de nombreuses voies de signalisation de différents types cellulaires, les informations sur le rôle des canaux calciques dans le PDAC sont limitées. Donc, l'identification de la nature moléculaire ainsi que des fonctions des canaux calciques revêt une grande importance dans ces cellules car elle pourrait à termes fournir de nouvelles approches relatives au traitement du cancer du pancréas par le ciblage des processus dépendants du calcium.

La signalisation calcique dans l’homéostasie de l’épiderme et au cours du vieillissement : implication dans le cancer

/ Raphaël Maylis / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 15-12-2014
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L’épiderme est la partie superficielle de la peau. Ce tissu, parfaitement organisé, est principalement composé de kératinocytes dont la prolifération dans la couche basale garantit le renouvellement constant des cellules supérieures qui suivent le processus de différenciation terminale et viennent desquamer en surface. Cela assure l’homéostasie de l’épiderme. Toute dermatose est liée à une dérégulation de la balance prolifération/différenciation des kératinocytes dont l’incidence, pour certaines, augmente avec l’âge. Or, ces deux processus sont fortement régulés par le calcium qui est présent dans l’épiderme sous forme d’un gradient croissant vers la surface. Nous avons suivi l’expression de 90 gènes, impliqués dans la signalisation calcique, au cours du vieillissement de l’épiderme. Grâce à nos collaborations, nous avons obtenu une vingtaine d’échantillons de peau provenant de sujets sains de 19 à 70 ans. La même a été réalisée à partir de cultures primaires de kératinocytes humains afin de déterminer l’expression spécifique de ces gènes dans la différenciation induite par le calcium ou la sénescence réplicatives des kératinocytes. Ensuite, le rôle du canal Orai1 a plus particulièrement été décortiqué dans la physiologie de l’épiderme et nous avons montré que celui-ci maintient les kératinocytes à l’état indifférencié prolifératif et intervient dans la migration de ces cellules. Enfin, nous avons examiné l’implication des canaux Orai1 et TRPV6 dans la progression d’un cancer épithélial, le cancer de la prostate, que nous pourrions maintenant transposer dans les cancers cutanés baso- et spino-cellulaires.

Identification de mécanismes moléculaires augmentant le potentiel thérapeutique des canaux calciques ORAI et des pompes SERCA

/ Dubois Charlotte / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-12-2014
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Le développement tumoral requiert des « caractéristiques » moléculaires bien identifiées. En ce qui concerne le cancer de la prostate, il est bien connu qu’il se caractérise par une grande hétérogénéité avec en particulier un nombre important de cellules en quiescence ce qui se traduit notamment par une prolifération certes aberrante mais très lente associé à une résistance à l’apoptose induite par des chimiothérapies. En conséquence, une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires à l’origine du phénomène de résistance à l’apoptose et de la dérégulation de la prolifération est nécessaire. Dans ce contexte, nous avons mis en évidence le rôle déterminant des protéines ORAI1 et ORAI3 dans un remodelage de l’homéostasie calcique qui participe à l’émergence d’un phénotype cancéreux plus agressif. Nous avons découvert le mécanisme à l’origine de la formation d’un canal constitué des protéines ORAI1 et ORAI3 permis par : (1) la surexpression de la protéine ORAI3 et (2) des perturbations du microenvironnement tumoral au cours de la progression tumorale. En parallèle nous avons étudié les mécanismes d’action d’une nouvelle pro-drogue très prometteuse en cours d’évaluation clinique, le G-202® (Genspera, USA), et qui permet de cibler l’hétérogénéité tumorale. Nous avons mis en évidence un mécanisme de résistance au G-202® utilisé seul in vitro et in vivo sur des modèles murins (Brevet en cours de dépôt) et deuxièmement d’élaborer un nouveau type de thérapies combinées et ciblées augmentant considérablement l’efficacité de nombreux traitements chimiothérapeutiques actuels sur des cellules résistantes.

Rôle du canal calcique de type T, Cav3.2 et de ses protéines partenaires dans la tumorogenèse prostatique

/ Warnier Marine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 19-12-2013
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La progression du cancer de la prostate s’accompagne d’une augmentation du nombre de cellules neuroendocrines, cellules qui expriment fortement les canaux calciques voltage-dépendants de type T Cav3.2. Ces canaux favorisent la sécrétion de phosphatase acide prostatique, marqueur des cellules épithéliales prostatiques, et d’autres facteurs mitogènes potentiellement responsables de la prolifération des cellules avoisinantes. L'objectif de cette thèse était de déterminer les protéines partenaires du canal Cav3.2 et leur(s) rôle(s) dans la tumorogenèse prostatique. Nous montrons que les canaux Cav3.2 sont couplés aux canaux potassiques BK dans les cellules cancéreuses prostatiques. Ces 2 types de canaux interviennent dans la prolifération cellulaire. De plus, nous montrons que la sous-unité accessoire α2δ2 des canaux calciques voltage-dépendants est exprimée plus fréquemment dans les tissus cancéreux prostatiques par rapport aux tissus sains, et que son expression augmente avec le grade du cancer. Par des études in vitro et in vivo, nous mettons en évidence son rôle promoteur de la croissance tumorale et de l’angiogenèse. Par ailleurs, nous montrons que Cav3.2 et α2δ2 peuvent s’associer dans un même complexe protéique et qu’α2δ2 est capable de moduler l’activité de ce canal. Cependant, nos travaux suggèrent également que le rôle de cette sous-unité dans la prolifération prostatique pourrait être indépendant de son association avec Cav3.2. En conclusion, ce travail amène à une meilleure compréhension de l’implication des canaux calciques de type T et de ses protéines associées dans le cancer de la prostate.

Calcium, Calcium-permeable channels and autophagy modulators in control of autophagy and cancer

/ Yassine Maya / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 03-12-2013
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L'autophagie est une voie cellulaire strictement régulée dont le but principal est la dégradation lysosomale et le recyclage ultérieur du matériel cytoplasmique afin de maintenir l'homéostasie cellulaire normale. Des défauts dans l'autophagie sont liés à une variété d'états pathologiques, dont le cancer. Le cancer est une maladie associée aux modifications des processus cellulaires fondamentaux tels que l'apoptose et l'autophagie. Le calcium régule une série de processus physiologiques et pathologiques tels que le vieillissement, la neurodégénérescence et le cancer. Si le rôle du calcium et des canaux calciques dans le cancer est bien établi, l'information sur la nature moléculaire des canaux régulant l’autophagie ainsi que les mécanismes de cette régulation reste encore limitée. Le rôle de l'autophagie dans le cancer est complexe. En effet, elle peut favoriser à la fois la prévention tumorale et la résistance aux traitements. Elle est souvent détectée dans les cellules cancéreuses en réponse aux expositions aux rayons et la chimiothérapie. Elle semble contribuer à la résistance thérapeutique de certains cancers. Il est maintenant bien établi que sa modulation peut potentiellement contribuer à la mise en œuvre des méthodes de traitement du cancer. Dans cette étude, nos travaux ont permis d’identifier le calcium intracellulaire, comme un régulateur important de l'autophagie. Ainsi, nous proposons un lien possible entre le calcium, les canaux calciques, l’autophagie et la progression du cancer. De plus, nous avons mis en évidence un nouveau modulateur de l’autophagie, le ML-9. Cet outil pourrait cibler l'autophagie et être utilise dans le traitement des cancers.

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