Exploration des mécanismes moléculaires et cellulaires de l'hyperplasie bénigne de prostate

par Aurélien Descazeaud

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et moléculaire

Sous la direction de Alexandre de La Taille.

Soutenue le 18-12-2009

à Paris Est , dans le cadre de SVS - Sciences de la Vie et de la Santé , en partenariat avec Oncogenèse des tumeurs respiratoires et urogénitales et expositions professionnelles (équipe de recherche) .


  • Résumé

    L'hyperplasie de la prostate (HBP) est l'une des affections les plus fréquentes de l'homme âgé. Les cliniciens utilisent le terme d'HBP pour décrire un syndrome clinique à trois composantes : l'hypertrophie prostatique bénigne, les symptômes du bas appareil urinaire, et l'obstruction sous vésicale. L'HBP peut être asymptomatique ou responsable d'une gêne urinaire, d'une rétention urinaire voire d'une insuffisance rénale obstructive. Histologiquement l'HBP est définie par une hyperplasie épithéliale et stromale de la zone de transition et de la zone périurétrale de la prostate. Le rôle des androgènes et de l'âge est connu dans le développement de l'HBP, mais les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-sous-jacents restent largement méconnus. L'objectif de ce travail était de comprendre ces mécanismes pouvant conduire à la survenue de l'HBP, dans le but de développer éventuellement de nouvelles thérapeutiques. La première partie de ce travail a consisté à rechercher des modifications sur l'ADN extrait du tissu d'HBP en utilisant des SNP (Single Nucleotide Polymorphism) arrays. Cette étude a conclu à l'absence de larges zones de perte d'hétérozygoties, d'amplification ou de délétion sur l'ADN de l'HBP. La seconde partie de ce travail a consisté à analyser les profils d'expression génique de l'HBP sur des micropuces à ARN et à les comparer aux caractéristiques clinico-pathologiques des patients. Il a ainsi été observé un profil d'expression génique différent entre les prostates de volume inférieur à 60ml et celle supérieures à 60ml. Des voies de signalisation spécifiques telles que l'apoptose, les facteurs de croissance, les gène du cycle cellulaire et de l'inflammation, étaient significativement modifiées entre les deux groupes. Un des gènes identifiés, TGFBR2, était significativement sur-exprimé dans les grosses prostates. Une validation de ce résultat a été réalisée au niveau protéique sur tissu microarrays. Le niveau d'expression stromale de TGFBR2 était significativement supérieur dans les prostates de plus de 60ml que de moins de 60ml. En outre, le marquage épithélial de TGFBR2 était significativement associé à l'inflammation histologique de la prostate. Le rôle de l'inflammation dans l'HBP a été étudié également sur tissu microarrays par analyse cytologique de l'inflammation et marquage immunohistochimique. L'infiltrat inflammatoire tissulaire a été ainsi caractérisé avec précision. Il a été observé que les prostates ayant un score immunohistochimique d'inflammation élevé provenaient de patients ayant des prostates plus volumineuses et un score symptomatique plus élevé. Des travaux de recherche clinique ont aussi été effectués par le candidat. Ils ont apporté des éléments nouveaux concernant le rôle de l'HBP dans la prise en charge du cancer de prostate. Il a aussi été montré l'enjeu que constitue la prise en charge chirurgicale de l'HBP chez les patients toujours plus nombreux sous anti-thrombiques. Ce travail a conduit à une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires et tissulaires de l'HBP : il a été clairement identifié que les profils d'expression génique de l'HBP variaient avec le volume prostatique, le rôle de TGFBR2 a été précisé et l'inflammation tissulaire a été caractérisée. L'HBP en pratique clinique a aussi été explorée dans ce travail notamment en ce qui concerne la prise en charge des patients sous antithrombiques. De nouvelles questions ont été soulevées appelant une poursuite des recherches : quel serait l'effet sur la croissance prostatique d'un blocage de TGFBR2 ? Quels sont les liens exacts entre TGFBR2 et l'inflammation ? Quels sont les niveaux d'expression protéique des nombreux autres gènes identifiés sur les puces à ARN ?


  • Résumé

    Benign prostate hyperplasia (BPH) is one of the most common proliferate disease affecting aging male. Clinicians use the term BPH to describe three components: benign prostatic enlargement, lower urinary tract symptoms, and bladder outlet obstruction. BPH can cause urinary bothersome, urinary retention, and even renal failure. BPH is histologicaly defined by hyperplesia of both epithelial and stromal component of the transition zone and the periurethral area of the prostate. Androgens and age are known to play a role in the development of BPH, but underlying molecular and cellular mechanisms are mostly unknown. The objective of this work was to understand mechanisms leading to BPH, with the aim of finding new therapeutic targets. The first part of thiswork aimed to find DNA changes on BPH using single nucleotide polymorphism arrays. We did not observe large loss of heterozygosity areas, neither amplification nor deletion on BPH DNA. The second part consisted in analyzing BPH gene expression profiles using RNA microaarays, and to compare them to patients' phenotypes. A different gene expression profile was observed between prostate larger than 60 ml and smaller ones. Several specific pathways including growth factors genes, cell cycle genes, apoptose genes, and inflammation genes, displayed major differences between small and large prostate glands. One of the genes we analized, TGFBR2, was significantly overexpressed in large prostate glands. A validation of what we analyzed at the RNA level was performed at the protein level using tissue microarrays. TGFBR2 stromal strainig was foung significantly associated with prostate volume. TGFBR2 epithelial staining was found significantly associated with inflammation. The role of inflammation was also analyzed using tissue microarrays. Inflammation in BPH was characterized. Patients whom BPH displayed high inflammation score tented to have higher prostate volume and higher symptom score. Clinical research works were also performed by the candidate. New elements were found concerning the role of BPH in the management of prostate cancer; some works focused on the surgical management of BPH patients on oral anticoagulation. This work allowed a better understanding of clinical management of BPH, as well as molecular and cellular mechanisms of BPH: it was clearly observed that BPH gene expression profile was related to prostate volume, the role of TGFBR2 was detailed, and inflammation infiltrate within BPH was characterized. More research is needed to find answers to other questions: what would be the effect of TGFBR2 blockage on prostate development? What are the connections between TGFBR2 and inflammation? What are protein expression levels of other genes we identified on RNA microarrays?

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