102 - Cancer

La maladie polykystique rénale (PKR) affecte 1/500 personne, cause des kystes rénaux et mène à l’insuffisance rénale. Elle dépend d’un mécanisme de dosage des gènes PKD1/PKD2 encodant les polycystines (PC1/PC2) qui forment un complexe protéique via leurs motifs coiled-coil. La surexpression de PKD1 chez les souris Pkd1_TAG induit la PKR. Les reins Pkd1_TAG sont kystiques avec une augmentation de la prolifération, de l’apoptose et de la fibrose entrainant une altération de la fonction rénale. Pour définir le rôle du motif coiled-coil de PC1 et son interaction avec PC2 dans la PKR, PKD1 délété de son motif coiled-coil par recombinaison a servi à générer 4 lignées de souris Pkd1_Dcoiled-coil. L’expression quantitative de Pkd1_Dcoiled-coil dans les tissus montre un profil similaire à Pkd1_TAG. Ces souris ne développent pas de PKR, révélant que le motif coiled-coil est requis pour induire la maladie. Puisque l’invalidation de Pkd1 chez la souris cause une PKR et une mortalité périnatale, nous avons produit des souris binaires Pkd1_TAG;Pkd1^-/- et Pkd1_Dcoiled-coil;Pkd1^-/-. Les souris Pkd1^-/- sont protégées du phénotype létal et de PKR par Pkd1_TAG, puis de façon inattendue par les souris PKD1_Dcoiled-coil. Les cellules rénales Pkd1_Dcoiled-coil montrent un transport intracellulaire similaire à celui du gène endogène et une expression de PC2 inchangée. Ainsi, le motif coiled-coil de PC1 et ses interactions semblent induire une PKR, mais ne semblent pas jouer de rôle dans l’homéostasie rénale.

La traduction d’ARNm en protéines joue un rôle crucial dans la régulation de l’expression génique et constitue le processus cellulaire le plus énergivore. Il n’est donc pas surprenant qu’elle soit étroitement contrôlée dans les cellules “normales”, mais dérégulée dans les cellules cancéreuses. Dans le cadre de cette étude, nous démontrons pour la première fois que le contrôle de la traduction dans les cellules non-cancéreuses du microenvironnement tumoral peut conférer à celles-ci des fonctions pro-métastatiques. Pour ce faire, nous avons utilisé des souris dont la traduction est déficiente due à une mutation dans le site de phosphorylation du facteur eucaryote d’initiation 4E (eIF4E^S209A). Ces souris sont résistantes au développement de métastases pulmonaires issues d’une tumeur mammaire dans un modèle orthotopique. Par opposition, les souris contrôles portant des tumeurs primaires identiques développent des douzaines de métastases pouvant couvrir plus de 50% de la superficie des poumons. Nos résultats indiquent que les neutrophiles sont en grande partie responsables de ce phénotype. Ainsi, les neutrophiles incapables de phosphoryler eIF4E traduisent inefficacement les ARNm encodant des protéines nécessaires à leur survie; ils ne peuvent donc pas s’accumuler dans les poumons et promouvoir la formation de métastases. Nos recherches soulignent l’importance de considérer l’effet sur le microenvironnement tumoral des inhibiteurs de la traduction présentement en essai clinique.

Les cellules cancéreuses prolifèrent de manière chaotique suite à la perte de fonction des gènes suppresseurs de tumeurs. Le rétinoblastome (rb) est l’un de ces gènes et est muté dans la majorité des cancers. Les mutations de rb sont rarement initiatrices de cancer mais leur coopération avec d’autres mutations est nécessaire à la formation de tumeurs cancéreuses. Nous avons trouvé que la perte du gène capicua (cic), qui code pour un répresseur de transcription, est importante pour la prolifération des cellules déficientes pour rb chez la Drosophile. Un criblage génétique par interférence d’ARN a permis d’identifier phosphoribosyl pyrophosphate synthetase (PRPS), une enzyme limitante pour la synthèse des nucléotides, comme étant importante pour la surprolifération des cellules double mutantes rb-cic. Nous effectuons présentement une analyse de l’inactivation complète du gène de prps. D’abord, nous étudions le rôle de PRPS dans la prolifération des cellules double mutantes rb-cic. Nous pensons que la perte complète de PRPS empêchera ces cellules de surproliférer. De plus, nos résultats indiquent que Cic régule l’expression de PRPS. Nous cherchons maintenant à caractériser l’effet d’un mutant simple de prps ainsi qu’un double mutant rb-prps sur la prolifération cellulaire. Ces résultats préliminaires suggèrent que la régulation de PRPS est importante dans le remodelage du métabolisme des nucléotides afin de permettre aux cellules tumorales de proliférer.

Le facteur de transcription (FT) GRHL2 joue un rôle essentiel dans la différenciation épithéliale dans différents tissus. GRHL2 n’est pas exprimé dans les tumeurs mammaires de sous-type claudin-low, qui ont un phénotype mésenchymateux, mais est exprimé dans les sous-types luminaux et basal-like. Notre objectif du projet est de déterminer le rôle de GRHL2 dans la transition mésenchymateuse-épithéliale et l’acquisition de marqueurs épithéliaux de type basal et/ou luminal.

Nos résultats de RNA-seq après surexpression de GRHL2 dans la lignée claudin-low MDA-MB-231 valident la répression de marqueurs mésenchymateux comme ZEB1/2, et l’induction de gènes épithéliaux comme CDH1 et CLDN4, mais aussi l’induction de suppresseurs de transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT) OVOL1/2, et du cofacteur transcriptionnel basal VGLL1. Nos résultats de ChIP-seq dans la lignée basale-like MDA-MB-468 et dans la lignée luminale MCF7 montrent que GRHL2 se lie aux régions régulatrices de CDH1, CLDN4, et OVOL1/2. De plus, GRHL2 lie les régions flanquantes de VGLL1 et du FT basal TRIM29 dans les cellules MDA-MB-468, et celles des FT luminaux FOXA1 et SPDEF dans les cellules MCF7.

Ces résultats suggèrent un rôle de GRHL2 dans la régulation de la différentiation épithéliale mammaire basale et luminale, possiblement modulé par l’expression de FT spécifiques à chaque phénotype. De plus, ce projet permettra d’élucider le rôle GRHL2 dans le contrôle de la transition EMT lors de la progression tumorale.

Les trois phosphatases oncogéniques PRLs sont d’importants contributeurs de la progression tumorale et la métastase dans plusieurs types de cancer humains. Récemment, nous avons identifié que PRL2 interagit avec un transporteur de magnésium, CNNM3, pour permettre au magnésium d’entrer dans les cellules cancéreuses. Notre découverte du contrôle du niveau de magnésium intracellulaire par PRL2, nous a mené à examiner si nous pouvons atténuer les capacités tumorales de PRL2 en inhibant son interaction avec CNNM3. Nous présentons ici que la mutation D426A dans le domaine CBS de CNNM3 abolit l’interaction avec PRL2. Cette inhibition d’interaction diminue aussi le transport de magnésium. De plus, cette mutation dans CNNM3 a réduit le nombre et la taille de colonies provenant de ligné cellulaire de cancer du sein par croissance sur agar mou. Plus important encore, des xénogreffes murines exprimant CNNM3 D/A ont réduit drastiquement la masse des tumeurs comparé aux contrôles. Finalement, la drogue Thienopyridine perturbe l’interaction entre PRL2 et CNNM3 et réduit la croissance de cellules cancéreuses humaines. En conclusion, nous montrons qu’une seule mutation dans CNNM3 est suffisante pour abolir l’interaction avec PRL2, affecter le transport de magnésium et atténuer les capacités tumorales relié à PRL2. Nous espérons que des études approfondies sur l’inhibition de ce complexe permettront de découvrir de nouvelles avenues thérapeutiques pour combattre le cancer du sein.

Les RABs, représentent l’un des principaux corps de régulation du trafic membranaire. De nombreuses RABs sont impliquées dans des processus tumoraux. RAB21, impliquée dans la régulation du triage endosomal, régule l’internalisation des intégrines b1 et du récepteur à l’EGF et joue un rôle dans la régulation du flux autophagique. Les intégrines b1, la voie EGF ainsi que l’autophagie sont impliquées dans les processus de formation de métastases, de prolifération cellulaire et de résistance aux traitements anticancéreux. RAB21 présente donc les caractéristiques d’une cible thérapeutique intéressante. Les RABs sont des protéines finement régulées, dont la fonction s’accomplit à travers leur association avec des partenaires protéiques. Les régulateurs et partenaires de RAB21 restent méconnus. Afin de caractériser l’intéractome de RAB21, nous avons réalisé une étude de protéomique quantitative, le SILAC (Stable isotope labeling with amino acids in cell culture) . Cette approche fut réalisée dans les lignées tumorales HCT116 et HeLa, dans lesquels les protéines de fusion GFP:RAB21WT/CA/DN furent exprimées de manière inductible. Le WT, le CA et le DN correspondent respectivement aux formes : sauvage, constitutivement actif (RAB21-GTP) et dominant négatif (RB21-GDP) de RAB21. L’ensemble de ces travaux a permis de construire l’interactome fonctionnel de RAB21, suggérant de nouvelles fonctions, parmi lesquels certaines pourraient jouer un rôle dans des processus tumoraux.

L’autophagie est un processus permettant le recyclage et la dégradation de composés cellulaires. Ce mécanisme de survie est induit en condition de stress et est donc très important pour la survie des cellules cancéreuses. L’autophagie est dépendante du trafic membranaire qui est régulé par différentes protéines, dont par les RABS qui sont de petites GTPases. Celles-ci sont inactives lorsqu’elles sont liées au GDP et actives lorsqu’elles sont liées au GTP. Les Guanine Nucleotide Exchange Factor sont des régulateurs positifs de ces RABs, alors que les GTPases Activating Protein sont des régulateurs négatifs. RAB21 est une protéine G impliquée dans la régulation de l’autophagie. En effet, RAB21 régule VAMP8, une SNARE, qui permet la fusion de l’autophagosome et du lysosome, une étape limitante dans le processus autophagique. Jusqu’à maintenant, aucune GAP spécifique à RAB21 n’a été identifiée. Pour ce faire, un criblage génétique permettant la codéplétion de RAB21 et d’une GAP a été réalisé dans les yeux de drosophiles. Cette codéplétion provoque un phénotype de nécrose au niveau des yeux de la drosophile. Les individus ayant la codéplétion de RAB21 et TBC1D25, TBC1D13 ou TBCK montrent un sauvetage du phénotype complet ou partiel indiquant que ces GAPs sont possiblement spécifiques à RAB21. Des essais fonctionnels dans des cellules de drosophiles et de mammifères sont en cours afin de déterminer la nature des interactions observées entre RAB21 et ces trois GAPs.

Introduction : Des niveaux élevés de détresse et de perte de contrôle ont été observés chez les parents dont l’enfant est atteint d’un cancer. Pour faciliter l’adaptation des parents, des interventions systématisées ont été développées. Les objectifs de cette revue systématique sont d’identifier les interventions existantes et effectuer une analyse de leurs modèles de changement. Cette documentation est essentielle pour favoriser la connaissance des interventions fondées sur des preuves probantes. Méthode : Une revue systématique a été menée dans des bases de données selon le modèle PRISMA. Des articles concernant des interventions systématisées ont été comparés selon 2 critères : les effets et les modèles de changement impliqués. Résultats : Sur les 8 programmes identifiés, 5 faisait l’objet des évaluations des phases I et II du modèle ORBIT (preuve de concept et projet pilote) et 3 étaient associés à une amélioration de la détresse parentale à travers le temps. Ces interventions se référaient à des modèles de changement en thérapie familiale, humaniste et TCC. Discussion : Les interventions systématisées en oncologie pédiatrique ne sont pas toujours associées à des modèles de changement clairement identifiés et leurs auteurs ne se référent pas suffisamment aux résultats des études antérieures. Dès lors, la communication explicite des modèles de changement devrait être plus efficace sur la détresse parentale et permettrait une meilleure appropriation des interventions.

La stéroïde sulfatase (STS) catalyse l’hydrolyse des stéroïdes précurseurs pour obtenir des concentrations plus élevées d’estrogènes et d’androgènes et elle stimule la prolifération des cellules de cancer du sein chez les femmes ménopausées. Plusieurs inhibiteurs irréversibles ont été confirmés, y compris le STX64. Le STX64 a obtenu des résultats positifs pour arrêter l’activité de la STS in vitro et des études in vivo, cependant, bien que le premier essai clinique a bien réussi, ces résultats n’ont pas été reproduits dans la seconde phase clinique. L’objectif de ce projet est de clarifier les observations de plusieurs tentatives de traitement du cancer du sein ER+ et de faire une comparaison de l’utilisation seul des inhibiteurs STS et avec l’utilisation conjointe de ces inhibiteurs avec un inhibiteur de la 17β-HSD7. Afin de vérifier ces objectifs, des cellules épithéliales de cancers mammaires (MCF-7 et T47D) ont été traitées avec deux inhibiteurs de la STS (STX64 et EM1913) respectivement et une diminution de la prolifération, d’environ 13% a été obtenue. De plus, les concentrations d’estradiol et de DHT ont respectivement diminué de 20% et de 9%. Lorsque le STX64 et EM1913 ont été combinés avec le 80 (un inhibiteur spécifique pour 17β-HSD7), augmentant ainsi les effets antiprolifératifs à environ 35%. Par conséquent, l'inhibition conjointe de la sulfatase et du 17β-HSD7 est une cible prometteuse pour le traitement hormonal du cancer du sein.

La protéine tyrosine phosphatase-PEST (PTP-PEST) est une enzyme associée à l’adhésion, la morphologie et la prolifération ainsi qu’à la migration cellulaire. La dérégulation de la mobilité des cellules cancéreuses contribue à la progression tumorale, en particulier dans la propagation métastatique, comme c’est le cas dans le cancer du pancréas. Notre objectif est premièrement d’identifier le rôle de PTP-PEST dans la progression du cancer du pancréas et deuxièmement d’étudier le mécanisme par lequel PTP-PEST contrôle la croissance ainsi que le développement des métastases. En utilisant une stratégie de CRISPR/Cas9, l’expression de PTP-PEST a été diminuée dans la lignée cellulaire murine du cancer pancréatique Panc02. La diminution de PTP-PEST dans ces cellules a engendré une réduction de prolifération, d’adhésion ainsi que de migration. L’injection sous-cutanée de ces mêmes cellules dans des souris C57BL/6 a montré que les cellules sous-exprimant PTP-PEST forment des tumeurs d’une dimension plus importante. Le microenvironnement de la tumeur est un élément majeur du cancer du pancréas. Un modèle orthotopique où les cellules Panc02 sont injectées dans le pancréas de la souris a été établi. Par la suite, une étude histologique sera mise en place pour évaluer la croissance de la tumeur, le microenvironnement et les métastases. Ce projet améliorera la compréhension du cancer du pancréas afin de mieux cibler les traitements existants et d’initier de nouvelles pistes thérapeutiques.

La polykystose rénale (PKR) autosomale dominante mène à l’insuffisance rénale par un mécanisme dosage-dépendant du gène PKD1/PC1. Elle se caractérise par une augmentation en nombre et en taille des kystes qui détruisent les reins. Comme PC1 semble moduler le Ca²⁺ et cAMP épithélial, le canal potassique activé par le calcium (KCNN4) pourrait jouer un rôle dans la kystogenèse. Notre objectif est d’évaluer la fonction de KCNN4 dans la PKR. Trois modèles orthologues murins représentatifs des mécanismes de PKR ont été générés: 1) dosage-augmenté SBPkd1_TAG qui a une PKR sévère à l’âge de 5-6 mois; 2) dosage réduit Pkd1^F/F; Ksp-Cre qui a des kystes sévères à l’âge P10-19; 3) une mutation hypomorphe Pkd1^v qui développe des kystes sévères à P25-30. Les souris dosage-augmenté et réduit montrent une augmentation très marquée des niveaux rénaux de cAMP de >4- et 13-fois chez SBPkd1_TAG et Pkd1^F/F; Ksp-Cre. L’augmentation de cAMP est associée avec des cils primaires épithéliaux plus longs. De plus, les reins montrent une activation prononcée de la voie MAPK avec stimulation de pERK1/2, ce qui corrèle avec une augmentation de la prolifération épithéliale. Le rôle de KCNN4 dans la PKR a été déterminé par une augmentation de son expression de >5 et 2-fois chez SBPkd1_TAG, Pkd1^F/F; Ksp-Cre et Pkd1^v. De plus l’invalidation de KCNN4 dans nos modèles PKR montrent un retard dans la kystogenèse. Ainsi, le canal KCNN4 est critique dans la kystogenèse et représente une cible thérapeutique pour la PKR.

Le facteur de transcription hématopoïétique SCL membre de la famille bHLH est exprimé dans les mégacaryocytes. L’ablation génique du gène SCL chez la souris mène à une absence d’hématopoïèse et une mortalité embryonnaire. SCL existe sous deux isoformes (court et long). Afin de déterminer le rôle des deux isoformes, nous avons produit des lignées de souris transgéniques exprimant chacune des isoformes sous le contrôle des séquences régulatrices du gène de GATA1 ayant le même profil d’expression que SCL, mais sans l’autorégulation. Nos résultats montrent par des approches FACS, microscopie, Advia que les souris exprimant la forme longue de SCL ont une augmentation de 40% des mégacaryocytes et >2-fois le nombre de plaquettes. Au contraire, une surexpression de la forme courte de SCL cause une diminution ~50% du nombre de mégacaryocytes, mais la thrombopoïèse reste inchangée. Ainsi SCL module le programme de différenciation cellulaire des mégacaryocytes. Pour déterminer si une forme de SCL est une cible essentielle en aval du récepteur Mpl dans la mégacaryopoièse, les souris transgéniques ont été croisées avec les souris Mpl^-/-. Les souris Mpl^-/-/transgéniques pour la forme courte de SCL ont une diminution plus sévère du nombre de mégacaryocytes, définissant deux voies indépendantes de régulation de la mégacaryopoïèse. Ces études sur les isoformes de SCL dans la mégacaryopoïèse peuvent avoir un impact sur les désordres de la coagulation et sur le cancer lors de chimiothérapie.

L’inflammation intestinale chronique est un facteur de risque pour le développement du cancer colorectal. Outre l’inflammation, les patients atteints du cancer du côlon ont également une signature métabolique spécifique, notamment une augmentation du niveau de lactate, ce qui supporte l’hypothèse que l’initiation et la progression tumorale sont des processus qui résultent d’un usage anormal d’énergie par les cellules. Pour étudier le rôle des protéines tyrosines phosphatases (PTPs) en tant que régulateur du métabolisme dans le cancer colorectal, la lignée cellulaire humaine du cancer du côlon HCT116 a été utilisée pour effectuer un criblage métabolique. Une librairie de shRNA ciblant chaque PTP a été générée pour inhiber leur expression individuelle. Du criblage métabolique des 103 gènes humains codants pour les PTPs du phosphatome humain, nous avons démontré que la déplétion de 20 candidats altère le statut métabolique des cellules HCT116. TC-PTP est un des candidats identifiés. Considérant son rôle comme régulateur négatif de l’inflammation et son rôle dans les maladies auto-immune telle la maladie de Crohn, TC-PTP a été sélectionné pour faire des études supplémentaires. L’inhibition de TC-PTP dans les cellules HCT116 cause une diminution de la respiration mitochondriale de ces cellules ainsi que de leur prolifération. Ces résultats identifient TC-PTP comme régulateur négatif du métabolisme général des cellules cancéreuses du côlon.

Problématique: L’activation du système rénine/angiotensine/aldostérone (RAS) est lié au développement de la dysfonction endothéliale, associé à une défaillance de la capacité de néovascularisation en réponse à l'ischémie. Toutefois, le rôle spécifique de la rénine durant la réponse physiologique des tissus à l’ischémie est inconnu. L’aliskiren est le seul inhibiteur direct de la rénine utilisé cliniquement comme antihypertenseur. L’objectif de l’étude est d’investiguer l’effet de l’aliskiren sur la néovascularisation en réponse à l’ischémie.

Méthodes et résultats : In vivo, nous utilisons un modèle de souris ischémique de la patte (C57BL/6) induit chirurgicalement. Nos résultats obtenu au laser doppler montrent une augmentation significative (30% d'augmentaion vs placebo, p<0.05) du débit sanguin chez les souris traité pendant 3 semaines à l’aliskiren (10mg/kg/j). Les souris traités à l'aliskiren montrent également une plus grande densité capillaire, ainsi qu’une réduction du stress oxydant au niveau du muscle ischémique. De façon intéressante, l’aliskiren augmente aussi le nombre, la mobilisation et l’activité fonctionnelle des cellules angiogéniques de la moelle osseuse, associés à l’expression des marqueurs pro-angiogéniques (VEGF, eNOS) dans le muscle ischémique et dans le plasma.

Conclusions: L’inhibition de la rénine par l’aliskiren pourrait constituer une nouvelle stratégie thérapeutique pour améliorer la néovascularisation chez les patients atteints de pathologies cardiovasculaires ischémiques.