Etude des mécanismes moléculaires impliqués dans la résistance à la lyse au cours de la progression tumorale du mélanome

par Ahmed Hamaï

Thèse de doctorat en Immunologie

Sous la direction de Salem Chouaib.

Soutenue en 2009

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les métastases, en grande partie responsables de la mortalité due aux cancers, constituent le défi majeur des oncologistes et des immunologistes. Bien que les efforts en immunothérapie s'orientent vers le renforcement de la réponse cytotoxique effectrice, cette réponse reste insuffisante pour la majorité des tumeurs métastatiques. Compte tenu des données expérimentales récentes, la susceptibilité tumorale à la lyse par les effecteurs cytotoxiques anti-tumoraux, notamment les lymphocytes T cytotoxiques (CTL), est un élément essentiel à prendre en compte et encore plus pour les métastases. Le principal objectif de ces travaux de recherche est d'appréhender les mécanismes moléculaires responsables de la résistance tumorale aux inducteurs cytotoxiques et de développer de nouvelles approches permettant le contournement de cette résistance tumorale. L'une des stratégies a été d'étudier le comportement différentiel des cellules tumorales issues de mélanome primitif et de leurs dérivés cellulaires issus de mélanome métastatique « vis-à-vis » des inducteurs cytotoxiques essentiellement TRAIL et le Granzyme B, et « vis-à-vis » des CTL spécifiques. Nous avons pu mettre en évidence l'existence d'une susceptibilité différentielle à l'apoptose induite par TRAIL et par le CTL spécifique autologue entre ces cellules, et cette résistance des cellules métastatiques à la lyse est multiparamétrique. Elle engage de ce fait de multiples acteurs. Nous avons observé grâce à l'identification d'une signature transcriptionnelle de la sensibilité et de la résistance à TRAIL que la fonction de liaison à l'ATP (ATP-binding) pourrait être affectée durant l'acquisition de la résistance à TRAIL et la progression du mélanome chez l'homme. Néanmoins, si l'imatinib, inhibiteur du récepteur tyrosine kinase c-kit, n'a pas permis de restaurer la sensibilité des cellules métastatiques Gl à TRAIL, il induit une potentialisation de l'apoptose induite par TRAIL pour les cellules primitives et la sensibilisation à TRAIL pour d'autres cellules de mélanome primitif et métastatique. De manière intéressante, nous avons montré que c-FLIPL joue un rôle important dans la résistance des cellules métastatiques à TRACL En ce qui concerne la différence de susceptibilité de ces cellules de mélanome à la lyse induite par le CTL ou par la voie du GrB, nous avons mis en évidence un nouveau mécanisme d'échappement à la lyse impliquant ICAM-1, indépendamment de son rôle d'adhésion dans la formation de la synapse immunologique. L'analyse de la sensibilité des cellules Tl transfectées avec des siRNA ICAM-1 et des cellules Gl traitées par l'IFN-y à la lyse induite par le CTL ou par le GrB recombinant nous a permis de montrer que la diminution de l'expression de ICAM-1 suffit à rendre les cellules résistantes à ces derniers, et qu'elle est associée à l'augmentation de la forme inactivée de PTEN et à l'activation subséquente de la voie PI3K/AKT. Par ailleurs, nous avons également montré que l'inhibition de la voie PI3K/AKT par un inhibiteur spécifique, la wortmannin, conduit à la potentialisation de la susceptibilité des cellules Tl transfectées avec des siRNA ICAM-1 et des cellules Gl à la lyse induite par le CTL. Ainsi, pour une même cellule possédant déjà des propriétés de tumorigénèse et de métastase, des mécanismes de résistance à l'apoptose induite par TRAIL et à la lyse induite par les CTL, utilisant majoritairement la voie cytotoxique perforine/granzyme, peuvent coexister. Ce travail permet d'appuyer la nécessité d'avoir une connaissance exhaustive des paramètres qui entraînent et participent à la résistance intrinsèque des tumeurs métastatiques pour mettre au point de nouvelles stratégies anti-tumorales plus efficaces. Mots clef : mélanome humain, métastase, apoptose, TRAIL, CTL, ICAM-1, PI3K/AKT, c-FLIP

  • Titre traduit

    Differential susceptibility to lysis in primary versus metastatic melanoma cells


  • Résumé

    Metastasis is considered to be the most frequently reported cause of mortality due to cancer and currently one of the major challenges encountered by oncologists and immunologists. The identification of TAA recognized primarily by CD8+ T lymphocyte has led to the development of several vaccination strategies that induce or potentiate specific immune responses. However, cancer vaccine immunotherapy is not always followed by successful clinical response. A great deal of effort has been focused on trying to understand the tumor escape from immune surveillance and the molecular basis of tumor tolerance. There is mounting evidence that susceptibility of tumor cells plays a crucial role in the efficacy of tumor immune response. In this context, ,we have reported that metastatic tumor cells (Gl) are more resistant to apoptosis than their primary tumor counterparts (Tl), which indicates that apoptotic pathways in metastatic cancer cells are more profoundly deregulated. We showed that the metastatic tumoral résistance involves multiple factors against apoptosis mediated by cytotoxic inductors. Experimental data indicated that cell susceptibility to TRAIL-mediated apoptosis was found to be correlated to gene expression signatures in our model. Majority of the differentially expressed genes were found to be involved in ATP-binding suggesting that a wide variety of intracellular pathways are affected during the acquisition of résistance to TRAIL and the melanoma progression. Although Imatinib, a c-kit inhibitor, did not restore TRAIL sensitivity of Gl metastatic melanoma cells, it increased TRAIL-induced apoptosis in Tl primary melanoma cells and also in other primary and metastatic melanoma cells. Interestingly, we showed that the expression level of c-FLIPL and its interaction with TRAIL-R2 play a crucial role in determining TRAIL résistance in metastatic melanoma cells. We also studied differential susceptibility to CTL- and GrB- mediated lysis in metastatic and primitive melanoma cells and we found a new tumor immune escape mechanism involving ICAM-1, independent of its adhesion function in immunological synapse formation. Susceptibility analysis of Tl cells and IFN-y treated Gl cells both transfected with ICAM-1-siRNA to CTL- and GrB- mediated lysis showed that down-regulation of ICAM-1 expression was sufficient to render them résistant. This down-regulation of ICAM-1 is correlated to decreased PTEN activity and subsequent activation of PI-3K/Akt pathway. Furthermore, thé inhibition of PI-3K/Akt pathway by the specific inhibitor, Wortmannin, induced a significant increase susceptibility of Gl cells and ICAM-1-siRNA treated Tl cells to CTL-mediated lysis. Thus, in the same cell having tumorigenic and metastatic properties, the mechanisms of résistance to TRAIL-induced apoptosis and to CTL-mediated lysis using the major Perforin/Granzyme cytotoxic pathway can coexist. Better understanding of the pathways involved in the intrinsic résistance of metastatic tumor will certamly lead to the development of new approaches to improve sensibility of tumor cells to anti-tumor therapy and to define new targets for rational therapeutic immune interventions. Key words : human melanoma, metastasis, apoptosis, TRAIL, CTL, ICAM-1, PI3K/AKT, c-FLIP

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Informations

  • Détails : 1 vol. (279 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 1230 réf.

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  • Cote : TS (2009) 019
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