Etude des voies de signalisation cellulaire au cours de l’apoptose et de la différenciation mégacaryocytaire induites par la diosgénine dans la lignée érythroleucémique humaine HEL : rôle anti-apoptotique du léflunomide et voies de transduction du signal activées dans des lignées leucémiques humaines

par David Léger

Thèse de doctorat en Pharmacie. Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Jean-Louis Beneytout.

Soutenue en 2006

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté de médecine et de pharmacie (autre partenaire) .


  • Résumé

    Deux stratégies principales de lutte contre la prolifération des cellules cancéreuses se sont développées au cours des' dernières années. La première est d'activer dans les cellules cancéreuses le processus de mort cellulaire programmée ou apoptose. La seconde a pour but de réamorcer les processus de différenciation cellulaire qui ont été arrêtés au cours de la transformation cancéreuse. Dans notre étude, nous nous sommes intéressé aux pouvoirs pro-apoptotiques et pro-différenciants d'un stéroïde végétal, la diosgénine, sur la lignée érythroleucémique humaine HEL. Nous avons démontré que la diosgénine utilisée à une dose de 40 µM induisait l'apoptose des cellules HEL. Cette apoptose est caractérisée par une perturbation de la mitochondrie et une activation de la caspase-3 conduisant au clivage de PARP et à la fragmentation de l'ADN des cellules. La dose apoptotique de diosgénine active les voies de JNK et p38 MAPK et inhibe les facteurs de survie tels que la voie de ERK, la voie P13K/Akt et l'activation du facteur de transcription NFκB. Parallèlement, nous avons démontré que la diosgénine induisait une augmentation de l'expression et de l'activité de COX-2. La diosgénine, utilisée à une dose de 10 µM est également capable d'induire la différenciation mégacaryocytaire des cellules HEL. La différenciation s'accompagne d'une polyploïdisation, c'est-à-dire d'une augmentation du contenu en ADN des cellules, de l'augmentation de l'expression de marqueurs membranaires de différenciation mégacaryocytaire et de la fragmentation des cellules différenciées. Au cours de la différenciation, la diosgénine active la voie de transduction du signal de ERK. Cette activation est nécessaire à l'induction de la différenciation. La diosgénine induit également une activation transitoire de la voie d'Akt et inhibe les voies de p38 et JNK et l'activation du facteur de transcription NFκB. Au cours de notre étude, nous cherchions également à étudier l'effet d'une inhibition de COX-2 sur l'apoptose induite par la diosgénine. Le léflunomide est un dérivé synthétique utilisé dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde et qui est capable d'inhiber l'activité de COX-2. Nous avons démontré que le léflunomide protégeait les cellules érythroleucémiques des lignées HEL et K562 contre l'apoptose induite par des agents anti-cancéreux tels que l'étoposide, la staurosporine et l'arsenic trioxyde. Le léflunomide protège également les cellules de l'apoptose induite par une déprivation de sérum mais il est sans effet sur l'apoptose induite par la diosgénine. L'effet protecteur du léflunomide passe par l'activation de la voie PI3K/Akt.

  • Titre traduit

    Cell signaling during diosgenin-induced apotosis and megakaryocytic differenciation in human erythroleukemia cell line HEL : anti-apoptotic effect of leflunomide and leflunomide induced cell signaling in leukemia cell lines


  • Résumé

    Two principal strategies of fight against cancer cell proliferation have been developed during the last few years. First is to activate the process of programmed cell death or apoptosis in cancer cells. The second is to restart the processes of cell differentiation which were arrested during the neoplastic transformation. Ln our study, we were interested in the pro-apoptotic and pro-differentiating capacities of a plant steroid, the diosgenin, on human erythroleucemic ceilline HEL. We showed that 40 µM diosgenin induced apoptosis in HEL cells. This apoptosis was characterized by a disturbance of mitochondria and activation of caspase-3 leading to the cleavage of PARP and DNA fragmentation. The apoptosis inducing quantity of diosgenin activated the JNK and p38 MAPK pathways and inhibited survival factors such as the ERK and P13K/Akt pathways and the activation of the transcription factor NFκB. Ln parallel, we showed that diosgenin induced an increase in COX-2 expression and activity. Diosgenin, at 10 µM was also able to induce the megakaryocytic differentiation of HEL cells. Differentiation was accompanied by polyploïdisation, i. E. An increase DNA content of the cells, increased expression of membrane markers of megakaryocytic differentiation and fragmentation of differentiated cells. During differentiation, diosgenin activated the ERK signal transduction pathway. This activation was shown to be necessary for the induction of differentiation. Diosgenin also induced a transitory activation of the Akt pathway and inhibited the p38 and JNK pathways and the activation of NFκB. During our study, we also studied the effect of COX-2 inhibition on diosgenin-induced apoptosis. Leflunomide is a synthetic derivative used in the treatment of rheumatoid arthritis which is able to inhibit COX-2. We showed that leflunomide protected HEL and K562 erythroleucemic ceillines against apoptosis induced by anti-cancer agents such as etoposide, staurosporine and arsenic trioxide. Leflunomide also protected cells from serum deprivation-induced apoptosis but not from diosgenin-induced apoptosis. The protective effect of leflunomide was due to the activation of the P13K/Akt pathway.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (314 f.)
  • Notes : Reproduction de la thèse autorisée
  • Annexes : Bibliogr. f. 267-301

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  • Bibliothèque : Université de Limoges (Section Santé). Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : P2006300D
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 11157
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