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Plasticité des réseaux de récepteurs membranaires dans la signalisation du NGF et de son précurseur dans les cancers du sein

/ Lévêque Romain / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 27-05-2019
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Le laboratoire INSERM U908 a montré le rôle déterminant du facteur de croissance NGF dans l’agressivité du cancer du sein. De précédentes études ont montré que l’inhibition de l’activité de TrkA, le récepteur du NGF, aboutissait à une diminution de la taille des tumeurs in vitro mais aussi dans des modèles pré-cliniques. Néanmoins, ces inhibiteurs ont donné lieu à des essais cliniques décevants. La résistance à ces inhibiteurs est en partie due à l’association de récepteurs membranaires. Plus précisément, mon travail de thèse a permis de démontrer qu’une forme particulière du récepteur CD44 interagit avec TrkA ce qui conduit à une résistance aux traitements. De plus, j’ai également montré l’existence d’une interaction entre TrkA et deux autres récepteurs. Ainsi, j’ai pu déterminer précisément comment ces récepteurs coopèrent afin de développer des inhibiteurs ciblant leur interaction. Ces inhibiteurs pourraient donc s’avérer efficaces pour le traitement de certains cancers du sein. Ma thèse souligne l’importance des complexes de récepteurs dans la plasticité des cellules cancéreuses et leur capacité à s’adapter pour résister aux thérapies ciblées.

Effets des neurotrophines dans l’enrichissement des cellules souches de cancer du sein et étude translationnelle dans le modèle canin

/ Rogez Bernadette / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 21-09-2018
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Les cellules souches cancéreuses (CSC) sont impliquées dans les phénomènes de résistance aux traitements et de récidives dans les cancers du sein. Les neurotrophines comprennent le NGF et le BDNF, synthétisés sous forme de pro-neurotrophines. Elles se lient au récepteur commun p75NTR et à TrkA ou TrkB, fixant préférentiellement une (pro)neurotrophine. Récemment, le laboratoire Inserm U908 a démontré que le NGF/proNGF sont capables d’enrichir plusieurs lignées épithéliales cancéreuses de sein en CSC. L’objectif de ma thèse était de comprendre le rôle des neurotrophines dans la régulation des CSC de sein chez l’homme et dans le modèle canin. Nous avons montré que le BDNF/proBDNF peuvent également enrichir des lignées cancéreuses de sein en CSC in vitro. De plus, l’enrichissement en CSC induit par le NGF implique p75NTR et TrkA tandis que les effets du proNGF impliquent également EphA2. Sur 96 tumeurs mammaires canines issues de la biobanque d’OCR (Oncovet Clinical Research, Lille Métropole, France), nous avons montré par immunohistochimie que le phénotype CD44+/CD24- seul n’est pas adapté pour détecter les CSC. CD24 est associé à des paramètres clinicopathologiques défavorables. Le proNGF, TrkA, et le BDNF sont exprimés dans une majorité des tumeurs, mais ne sont pas associés avec des paramètres clinicopathologiques. P75NTR et TrkB sont associés à des paramètres clinicopathologiques favorables et à une meilleure survie globale. De plus, p75NTR semble être un marqueur de cellules myoépithéliales. Ces résultats sont en accord avec les données obtenues dans le cancer du sein, soulignant la pertinence du modèle canin dans le développement de nouvelles thérapies ciblées.

Etude des mécanismes impliqués dans la reprogrammation de cellules cancéreuses non-souches en cellules souches cancéreuses induite par les radiations ionisantes dans le cancer du sein

/ Bailleul Justine / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 05-06-2018
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L'identification des cellules souches cancéreuses (CSC) dans les tumeurs hématologiques et solides a conduit à de nombreuses études fondamentales et translationnelles. Les cellules cancéreuses présentent cependant une certaine plasticité. En effet, les cellules cancéreuses non souches (non-CSC) différenciées peuvent générer des CSC en réponse à divers stimuli. Ainsi, la radiothérapie (RT) entraîne l'induction de CSC à partir de non-CSC, in vitro. Cette reprogrammation pourrait participer aux résistances aux traitements et aux récidives. Malgré tout, les mécanismes à l'origine de la reprogrammation restent méconnus, et il paraît essentiel d'identifier des cibles pour prévenir l'apparition de CSC. Pendant ma thèse, j'ai montré que le milieu de non-CSC irradiées induit la reprogrammation en CSC mammaires. J'ai pu voir que la RT entraîne la sécrétion spécifique de chimiokines, dont CXCL1 et CCL5. Leur inhibition et le traitement par protéine recombinante ont permis de montrer l'implication de CXCL1, CCL5 et leurs récepteurs dans la reprogrammation in vitro. De plus, l'inhibition in vivo de CXCL1 et CCL5, combinée à la RT dans un modèle murin de xénogreffes induit une augmentation de la survie. Enfin, l'analyse transcriptomique des bases de données cliniques a démontré une corrélation entre l’expression des chimiokines et leurs récepteurs avec des signatures de CSC et de sous-types plus agressifs dans le cancer du sein, et une survie sans métastases diminuée. Mes résultats indiquent un rôle des chimiokines dans la reprogrammation de non-CSC en CSC et qu'elles peuvent constituer de nouvelles cibles thérapeutiques, en combinaison avec les traitements traditionnels.

Etude du rôle des protéines Polycomb Pcgf1 et Ezh2 chez le poisson zèbre Danio rerio

/ Dupret Barbara / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 22-11-2017
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Les complexes PRC1 et PRC2 contrôlent l’expression génique via l’organisation de la structure de la chromatine. Ce contrôle se fait par l’ajout de la marque H2AK119ub1 par le PRC1 et l’ajout de la marque H3K27me3 par le PRC2. Cette étude s’attache à étudier le rôle de la protéine Pcgf1 (membre du complexe PRC1) et de la protéine Ezh2 (membre du complexe PRC2) lors du développement du poisson-zèbre. Les gènes sont inactivés par TALEN. Le complexe PRC1 est formé par différentes protéines dont les Pcgf. Il existe de nombreux homologues Pcgf qui ont des fonctions distinctes. Cette étude s’intéresse au rôle de la protéine Pcgf1 lors du développement du poisson-zèbre. Les individus pcgf1-/- sont viables et fertiles. Cependant, leur développement précoce est retardé et les adultes montrent des signes de vieillissement accéléré. Ce mutant est le premier modèle de vertébré qui met en évidence le rôle de Pcgf1 dans la prolifération cellulaire lors du développement et son association au vieillissement. La protéine Ezh2 est impliquée dans le devenir cellulaire et la différenciation. Les embryons se développent normalement puis les larves meurent à 12 jours post-fécondation. De façon intéressante, les embryons de poisson-zèbre peuvent gastruler en l’absence d’Ezh2, contrairement au modèle murin. Les organes sont correctement mis en place à 5 jours post-fécondation. Les larves présentent un défaut de maintien de la paroi du bulbe intestinal. La protéine Ezh2 est importante pour le maintien du pancréas exocrine. L’absence d’Ezh2 cause une augmentation importante du nombre de cellules apoptotiques. Ezh2 est essentiel lors de la régénération de la nageoire caudale.

Contribution et rôles dans la tumorigenèse des ARN non codants transcrits au locus H19/IGF2 : H19 et 91H

/ Vennin Constance / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 04-03-2016
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Le locus H19/IGF2 est soumis à l’empreinte génomique. A partir de l’allèle maternel, deux ARN non codants sont exprimés : H19 et 91H. L’ARN H19 est le précurseur de microARN (miR-675) dont aucune cible n’a été décrite dans la glande mammaire. Nous avons donc recherché et validé plusieurs cibles de ses microARN permettant d’expliquer les propriétés oncogéniques d’H19. En effet, le miR-675 régule l’expression des gènes c-Cbl, Cbl-b et FADD dans les cellules cancéreuses mammaires. Ces nouvelles régulations permettent l’augmentation de la prolifération cellulaire, la migration/invasion mais aussi la résistance aux apoptogènes. Dans cette étude, de manière inattendue et surprenante, nous avons également découvert un nouveau mécanisme de recrutement des microARN. Nous montrons que les protéines associées aux ARNm peuvent favoriser le recrutement du complexe RISC, mais surtout moduler l’action de celui-ci. De plus, dans certains cancers, l’ARN H19 peut s’associer aux protéines, notamment la protéine P53 dans les cancers gastriques, pour moduler leur fonction. Dans le cancer du sein, cette interaction empêche l’action de P53 et favorise sa dégradation. Cette nouvelle régulation de P53 peut être responsable de certaines résistances tumorales. Par ailleurs, l’implication d’H19 dans la formation et le maintien des cellules souches a été mise en évidence. Cette nouvelle fonction peut permettre à l’ARN H19 de promouvoir l’initiation ou la récidive tumorale. Les fonctions du long ARN non codant 91H dans les cellules cancéreuses mammaires ont également été étudiées. Cet ARN possède des propriétés oncogéniques et permet l’expression des gènes H19 et IGF2 en modulant la conformation de la chromatine au locus. Pour conclure, j’ai identifié plusieurs modes d’action de l’ARN H19 lui permettant de promouvoir l’apparition de la tumeur, sa progression et sa résistance aux thérapies. J’ai également défini le rôle de l’ARN 91H dans la tumorigenèse et au locus H19/IGF2.

Impact de la transactivation des récepteurs membranaires par le (pro)NGF dans les cancers

/ Guilbert Matthieu / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 09-09-2015
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Le laboratoire INSERM U908 a montré que le Nerve Growth Factor (NGF) et son précurseur, le proNGF, sont impliqués dans l’agressivité des tumeurs mammaires via des effets sur la croissance, l’angiogenèse ou encore la migration/invasion. Pour autant, aucunes thérapies ciblées n’a à ce jour été approuvée suite à des essais cliniques de traitements visant à inhiber les effets du (pro)NGF et de leurs récepteurs dans les cancers. Ces résultats indiquent que la phosphorylation de TrkA est nécessaire mais pas suffisante pour expliquer le(s) mécanisme(s) par lequel(s) le NGF ou son précurseur participe(nt) au développement tumoral. L’obtention de lignées tumorales résistantes au lestaurtinib est un phénomène rapide, nous avons donc émis l’hypothèse que la signalisation de TrkA indépendante de sa phosphorylation existe de façon « innée » dans les cellules tumorales. Par l’analyse protéomique, nous avons ainsi découvert que le NGF induit le recrutement de CD44 et d’une cascade de signalisation p115RhoGEF/RhoA/ROCK1 (Aubert L*, Guilbert M* et al, Oncotarget, 2015 ; *co-premier auteur). Nous avons ainsi montré que le NGF via le complexe TrkA/CD44 induit la migration et l’invasion des cellules cancéreuses de sein in vivo, et augmente la tumorigénicité in vivo. Quant au proNGF, j’ai pu observer qu’il induit l’internalisation de l’EGFR par la phosphorylation du résidu Y1068. Il en résulte une diminution des effets prolifératif et pro-invasif de l’EGF dans les cellules tumorales. Ces résultats fondamentaux sont tout à fait intéressants même s’ils nécessitent leurs consolidations et doivent permettre de démontrer le caractère pronostic de la détection de TrkA et ses corécepteurs dans le cancer. Ainsi nos études permettront le développement de thérapie ciblée par des firmes pharmaceutiques.

Implication de réseaux de récepteurs membranaires dans la signalisation du NGF et de son précurseur dans les cellules cancéreuses de sein

/ Aubert Léo / Université Lille1 - Sciences et Technologies / 08-12-2014
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Notre laboratoire a montré que le NGF et les neurotrophines sont des facteurs déterminants de la cancérogenèse mammaire, et plus particulièrement de la croissance et de l’invasion des cellules cancéreuses de sein. Les effets du NGF dépendent, entre autres, de l’activation du récepteur à activité tyrosine kinase TrkA. Récemment, nous avons décrit que le précurseur du NGF, le proNGF, est également produit et sécrété par les cellules cancéreuses de sein pour induire leur invasion via la formation d’un complexe sortiline/TrkA. Néanmoins, les différentes signalisations induites par le NGF et le proNGF ne sont pas encore parfaitement décryptées dans le cancer du sein. Au cours de ma thèse, j’ai démontré que le NGF et le proNGF induisent des complexes de récepteurs distincts. Ainsi, alors que le NGF conduit à la formation d’un complexe membranaire TrkA/CD44, le proNGF recrute quant à lui la sortiline, TrkA et EphA2. En outre, les études in vivo, réalisées dans un modèle de souris SCID, montrent que la croissance tumorale est dépendante de la formation de ces complexes. Ainsi, l’administration conjointe d’un inhibiteur de l’activité kinase de TrkA (CEP-701) et d’un ARN interférent dirigé soit contre CD44, soit contre EphA2, diminue significativement le volume tumoral en comparaison à l’utilisation en monothérapie du CEP-701 ou d’un siEphA2 ou du siCD44. L’ensemble de mes résultats a permis d’approfondir les mécanismes d’action du NGF et de son précurseur dans les cellules cancéreuses mammaires et suggère l’existence de mécanismes de résistance à travers les coopérations TrkA/CD44 et TrkA/EphA2, ouvrant ainsi l’opportunité à de nouvelles stratégies thérapeutiques dans les cancers.

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