Impact de la surexpression de la protéine nucléophosmine (NPM1) sur la progression des cancers de la prostate

par Gaëlle Loubeau

Thèse de doctorat en Physiologie et Génétique Moléculaires

Sous la direction de Laurent Morel et de Pierre Verrelle.

Le président du jury était Laurent Guy.

Le jury était composé de Palma Rocchi, Olivier Cuvillier, Sylvie Gazzeri, Nicolas Foray.

Les rapporteurs étaient Palma Rocchi, Olivier Cuvillier, Sylvie Gazzeri.


  • Résumé

    La prolifération, la migration et l’invasion sont des processus cellulaires biologiques fondamentaux qui sont régulés par une multitude de signaux extracellulaires. L’intégration de ces stimuli au niveau de différentes voies de signalisation intracellulaires permet d’adapter les capacités des cellules à exercer ces fonctions aux conditions du milieu extérieur. Outre des évènements génétiques tels que les mutations ou les translocations chromosomiques, des dérégulations des capacités de prolifération, de migration et d’invasion des cellules sont retrouvées lors de la mise en place d’un processus tumoral. La protéine nucléophosmine (NPM1) est un acteur important dans le contrôle de la balance prolifération/apoptose. Initialement décrite pour son rôle dans la biogénèse des ribosomes, NPM1 participe à de multiples processus cellulaires comme la duplication des centrosomes, la progression du cycle cellulaire et la transcription génique. NPM1 est ainsi fréquemment surexprimée dans les tumeurs solides d’origines histologiques variées, parmi lesquelles les cancers du colon, du poumon ou encore les tumeurs ovariennes. Les travaux antérieurs de l’équipe ont mis également en évidence que la protéine NPM1 est surexprimée dans les tissus de carcinomes prostatiques en comparaison avec le tissu adjacent sain. Mon travail de thèse avait pour objectif d’étudier l’impact d’une surexpression de NPM1 dans la progression des cancers de la prostate. Nous avons dans un premier temps analysé, in vitro et in vivo, les capacités invasives de cellules caractéristiques d’un stade avancé de cancers de la prostate en fonction du niveau d’accumulation de NPM1. Les résultats obtenus suggèrent que la protéine NPM1 intervient dans le processus tumoral en activant des mécanismes prolifératifs, migratoires et invasifs des cellules tumorales de prostate. Dans un second temps, nous avons cherché à déterminer la nature des gènes dont la transcription était susceptible d’être affectée par l’expression de NPM1. L’analyse en qPCR array met en évidence que l’expression du facteur de croissance EGF est diminuée dans un contexte d’inhibition de NPM1, ainsi que l’activation de la voie de prolifération en aval ERK1/2. Enfin, l’activation constitutive de cette voie révèle que le rôle de NPM1 se situe en aval du récepteur EGFR et en amont de l’effecteur MEKK1, activateur de la voie ERK1/2. Ces données indiquent que NPM1 pourrait conférer un avantage prolifératif et invasif aux cellules tumorales de prostate. En revanche, cette protéine ne serait pas un initiateur de la tumorigénèse mais un potentialisateur de la progression des cancers de la prostate suite à des évènements génétiques initiateurs. Dans ce contexte et sur la base de nos travaux, nous proposons comme perspective que l’inhibition de l’accumulation de NPM1, protéine qui active la voie de survie ERK1/2 et qui agit parallèlement sur la disponibilité de contrôleurs du cycle cellulaire et de l’apoptose (e.g. P53), puisse potentialiser l’action d’agents thérapeutiques déjà utilisés comme des inhibiteurs de tyrosines kinases (gefitinib®).


  • Résumé

    The chaperone nucleophosmin (NPM1) is over-expressed in the epithelial compartment of tumoral prostate glands compared to adjacent healthy tissue and may represent one of the key actors that support the neoplastic phenotype of prostate adenocarcinoma cells. Yet, the mechanisms that underlie NPM1 mediated phenotype remain elusive in the prostate. NPM1 is a major multifunctional nucleolar phospho-protein expressed at high level in the granular region of the nucleolus with capacities of shuttling between the nucleolus and the cytoplasm. Initially identified as a major regulator of the ribosome biogenesis, it was more recently demonstrated to bind to histones, to mediate nucleosome formation and to relax chromatin, thereby controlling gene expression. Furthermore, NPM1 was shown to interact with and to inhibit the tumour suppressor proteins P53 and Rb, and consequently to potentiate cell growth and proliferation. All these data emphasize a proto-oncogenic function of NPM1 although some authors described a tumour suppressive function for NPM1 as it acts as a regulator of centrosome duplication and thus may lead to cell apoptosis. All this studies revealed that NPM1 acts as both tumour suppressor and proto-oncogene during tumourigenesis. Although NPM1 detailed functions are starting to be clarified, the role of NPM1 in solid tumours remains to be determined. Here we addressed the question whether NPM1 could potentiate proliferation, migration and invasion capacities of prostate cancer cells and deciphered the mechanism by which it exerts such a control on tumour cell behaviour. Our results show that NPM1 favors cell migration, cell invasion and colony forming of prostate tumor cells. Furthermore, in vivo knock-down of NPM1 leads to a decrease in the growth of LNCaP-derived tumors grafted in nude mice. Such oncogenic-like properties are exerted via a positive regulation of NPM1 on the ERK1/2 kinase phosphorylation in response to EGF stimuli, stimuli which are emphasized in prostate tumours following the setting of an autonomous production of the growth factor. NPM1 could be a target to switch off specifically ERK1/2 pathway activation in order to decrease or inhibit proliferation and to potentiate actual targeted therapies based on EGFR specific inhibition.


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