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La cellule cancéreuse et son microenvironnement
Dr Guedj Nathalie, MCU-PHHôpital beaujon
Généralités : cancer
• Du au dérèglement de la division de quelques unes des milliards de cellules qui constituent les êtres pluricellulaires
• Shématiquement on distingue 3 étapes dans la genèse du cancer :– Initiation : correspond à une lésion rapide et irréversible du DNA après
exposition à un carcinogène – Promotion : correspond à une exposition prolongée, répétée ou
continue, à une substance qui entretient et stabilise la lésion initiée – Progression : correspond à l’acquisition des propriétés de multiplication
non contrôlée, l’acquisition de l’indépendance, la perte de la différenciation, l’invasion locale et métastatique
• les deux premières sont connues uniquement par les modèles expérimentaux et l’étude de l’épidémiologie des tumeurs humaines
Propriétes des cellules cancéreuses
• Invasion du tissu adjacent
• Extension locale• Métastases à
distance
-Cellules cancéreuses-Tissu de soutien
Tissu de soutien
• Matrice extra-cellulaire : – Glycoprotéines– Cytokines
• Facteurs de croissance• Fibroblastes et myofibroblastes• Cellules endothéliales
Plusieurs modes d’invasion : « Classifying collective cancer cell
invasion »
• Variabilité morphologique des tumeurs
• Le comportement des cellules cancéreuses– Suggèrent :
• Les cellules tumorales peuvent employer différents modes d’invasion cellulaires et moléculaires
Friedl and al, Nature Cell Biology, 2012
Catégories de l’invasion collective
• Migration « single-cell » : capacité de la cellule à migrer et à interragir avec la MEC (modification du cytosquelette+++)
• « Multicellular streaming » : rapidité de migration par l’intermédiaire de chemokine ou facteurs de croissance (EGF). Le cytosquelette de chaque cellule agit indépendamment et réalise une force de traction sur la matrice avec adhésion intercellulaire transitoire
• Migration et invasion cellulaire collective : maintien de la cohésion cellulaire lors de la migration. Rôle du cytosquelette (protrusion, et contractilité) des cellules, ensemble.
Importance des molécules d’adhésion cellulaire++
• Autres types de migration multicellulaire :– Processus expansif
• Passif• Changement de
positionnement des cellules : prolifération cellulaire et re-positionnement des cellules filles
• Expansion du front d’invasion
Transition épithélio-mésenchymateuse : TEM
TEM : Généralités
• Processus physiologique au cours de l’embryogenèse ou de la cicatrisation tissulaire
Migration des cellules
Réversible
Sabbah et al, Drug Resistance updates,2008
TEM : cancérogenèse
• Réactivation de la TEM dans les processus métastatiques (acquisition de propriétés invasives et migratoires)
Thierry JP et al, Nature Review,2006
TEM : inducteurs multiples
Biomarqueurs de la TEM et Cancers humains
Induction du phénomène de TEM est responsable des chimiorésistances (Ghoul et al, Cancer Research, 2009)
Avancées thérapeutiques
Pourquoi vouloir étudier la TEM dans les CCs intrahépatiques ?
Généralités : CCs intrahépatiques (IH)
• 2ème cancer primitif du foie (10 à 15%)
• Tumeurs malignes développées au dépend de la cellule épithéliale biliaire– CCs intrahépatiques
se divisent en :
Cc périphérique
Cc hilaire
TEM et CCIH : arguments cliniques
• Tumeurs à caractère hautement invasif et métastatique
• Survie< 5% à 5 ans– Diagnostic tardif (métastatique)– Faible chimiosensibilité
TEM et CCIH : arguments morphologiques
• CCs périphériques : – Nodules satellites – stroma tumoral très
abondant– Emboles tumoraux
endovasculaires
• CCs hilaires– Cellules tumorales
indépendantes– Engainements périnerveux– Lymphophiles+++
TEM et CCIH : arguments phénotypiques
Analyse du phénotype de 52 CCs hilaires, 59 CCs periphériques, 12 HCCs, 11 CCs VBEH et 6 CHC
Lyse du tissu tumoral
Extraction des
proteinestotales
Marquage des proteines par un
fluorophorediff érent
I ncubation avec la puce à anticorps
11 Tissue MicroArray(40 marqueurs
étudiés)
3 paires de CCs sur Protein Array
(>100 AC étudiés)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Hilaire Périphérique
VEGF A-
VEGF A +
p = 0.02
Surexpression du VEGF A dans les CCIH
CC périphérique
Acquisition d’un phénotype mésenchymateux
• CCs périphériques
0102030405060708090
CK8 vimentine E- cadherincytoplasmique
+-
CK8 et vimentine
CK 8
vimentine
Molecular markers expression in
percentage (mean ± DS)
Presence of vascular invasion
(n=42)
Absence of vascular invasion
(n=13)
p
CK8 63 ± 37 80 ± 31 0.06
Presence of lymph node metastasis
(n=15)
Absence of lymph node metastasis
(n=31)
CK19 86 ± 28 98 ± 12 <0.001
Ep-Cam 4 ± 7 23 ± 29 0.043
Expression « de Novo » de la Filamine A
sur Tissue MicroArray et Protein Array
0
20
40
60
80
100
hilaire périphérique
filamine - filamine +
p<0.001
Filamine A : facteur pronostique
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00
survie limitée à 40 mois
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
Surv
ie c
um
ulé
e
Filamin>m=10
1
0-censuré
1-censuré
Fonctions de survie
Survie actuarielle des patients opérés pour un CC périphérique (n=57)
Filamine A : protéine du cytosquelette qui se fixe à filaments d’actine et qui participent aux modifications de conformation de la cellule
Puces à anticorps et identification de la filamine A
• Filamine A :– Protéine d’échafaudage– Protéine liant les
filaments non musculaire lisse d’actine
– Rôle dans la régulation dynamique de la morphologie et de la motilité cellulaire
– Implication dans la dissémination métastatique de cellules tumorales malignes (régulation de récepteurs de facteur de croissance) Zhou et al, Trends in Cell Biology, 2010
Filamine A
Rôle de la Filamine A dans la carcinogenèse biliaire
• Expression de « novo » de la Filamine A dans les CC-IH
• Facteur pronostique• Filamine A participe à l’agressivité et
à la progression tumorale des CC-IH• Perspectives de recherche:
– Mécanismes?– Rôle du VEGF?
2ème etape : etude sur un modèle cellulaire de CC humains du rôle de
VEGF A et Filamine A
VEGF A ?Filamine A?
Phénotype épithélial Phénotype mésenchymateux
Etude du rôle de la filamine A dans une lignée cellulaire de CC
• Valider l’hypothèse que la filamine A participe à la progression tumorale
• MzChA1 (phénotype épithélial)
• Moduler l’expression de la filamine A par si RNA– Etudier les effets sur la
dispersion des cellules, l’expression des molécules des jonctions cellulaires, migration et invasion des cellules
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,0
TG
FB
1
PD
GF
RB
AC
TA
2
FL
NA
VE
GF
A
VE
GF
B
VE
GF
C
VE
GF
R1
VE
GF
R2
VE
GF
R3
MzCha1 MzCha2 SKCha1
SK Fil
280 kd
21 kd
42 kd
VEGF
Filamine A
T1A1A2
Caractérisation 3 lignées d’un point de vue morphologique et
phénotypique
• Morphologique– Microscopie optique :
aspect des cellules, polarité des cellules, espace intercellulaire,
• Phénotypique– Immunofluorescence :
localisation E-cadhérine, B-caténine, ZO-1 E-cadhB-cat
Yang et al, Cancer Res 2006
Etude de la régulation de la filamine A par le VEGF
• MzChA1• Etudier la régulation de
l’expression des transcrits et protéique de la filamine A sous l’effet du VEGF
• Etudier la régulation de la voie de signalisation du VEGF et de son récepteur dans les cellules invalidées pour la filamine A
Filamine A
IKKα
15cont
rôle
25
50
VEGF (ng/ µl)
F L MN/IK K
1,70
2,943,09
2,11
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
contrôle 15ng/µl 25ng/µl 50ng/µl
F LMN/IK K