La mort induite par le récepteur à dépendance Patched-1 : mécanismes moléculaires et régression tumorale

par Pierre-Antoine Bissey

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire

Sous la direction de Patrick Mehlen.

Soutenue le 08-06-2012

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon) , en partenariat avec Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était André-Patrick Arrigo.

Le jury était composé de Martial Ruat.

Les rapporteurs étaient Carmen Garrido, Alain Mauviel.


  • Résumé

    Le récepteur Patched-1 (Ptc1), le principal récepteur au morphogène Sonic Hedgehog (Shh) a été décrit comme faisant partie de la famille fonctionnelle des récepteurs à dépendance. Ces récepteurs ont la particularité d’induire deux types de signalisation en fonction de la disponibilité en ligand. En présence de leur ligand, ils initient une signalisation positive telle que la survie ou la différenciation des cellules alors qu’en absence de leur ligand, ces récepteurs ne restent pas inactifs ; ils induisent la mort de la cellule par apoptose. Ainsi, les cellules exprimant ces récepteurs sont donc dépendantes de la présence de leur ligand pour leur survie. L’étude de la voie pro-apoptotique induite par le récepteur à dépendance Ptc1 a conduit à l’identification d’un complexe d’activation des caspases, « le dépendosome », composé des protéines DRAL, TUCAN et de la caspase9. Plus récemment, un crible double hybride nous a permis d’identifier Nedd4-1, une ubiquitine E3 ligase, et de mettre en évidence que Nedd4-1 interagit avec Ptc1 et le « dépendosome » en absence de Shh. Nous avons également montré que Nedd4-1 est impliqué dans la voie de signalisation proapoptotique induite par Ptc1 en activant directement la caspase9 par sa polyubiquitination. Ainsi, tout en élucidant les mécanismes d’induction de mort par le récepteur Ptc1, notre étude a permis de mettre en évidence un nouveau mécanisme d’activation de la caspase9. Par ailleurs, il est connu que le ligand Shh est surexprimé dans de nombreux cancers. Le récepteur Ptc1, quant à lui, a été décrit comme gène suppresseur de tumeur. Ainsi, notre hypothèse est que le couple Shh/Ptc1 serait impliqué dans la tumorigenèse en contrôlant la balance survie/mort des cellules. Nous avons donc cherché à savoir si la mort induite par Ptc1 permettrait une régression tumorale, in vivo. Ainsi, grâce à des modèles de xénogreffes, nous avons mis en évidence que l’interférence avec la boucle autocrine de Shh ralentie la progression tumorale par l’induction de la voie pro-apoptotique de Ptc1. Ces résultats montrent donc l’importance du contrôle apoptotique exercé par le couple Shh/Ptc1 dans l’échappement tumoral et pourraient contribuer au développement de nouvelles stratégies anti-tumorales ciblant spécifiquement Shh

  • Titre traduit

    Cell death induced by the dependence receptor Patched-1 : molecular mechanisms and tumor regression


  • Résumé

    Patched-1 (Ptc1) receptor, the main receptor of the morphogen Sonic Hedgehog (Shh) belongs to the dependence receptors family. These receptors are able to induce two opposite signaling pathways depending on the availability of their ligand. Indeed in the presence of its ligand, a dependence receptor induces a positive signaling cascade such as cell survival or differentiation whereas in the absence of its ligand, it triggers apoptotic cell death. Thus, cells that express these receptors are dependent of the presence of their ligands for their survival. The study of the Ptc1 pro-apoptotic pathway has allowed the identification of a caspases activating complex, called “dependosome”, and formed by DRAL, TUCAN and caspase9. More recently, we identified in a two-hybrid screen Nedd4-1, an E3 ubiquitin ligase. We have shown that Nedd4-1 interacts with Ptc1 and the “dependosome” in the absence of Shh. Moreover, we have observed that Nedd4-1 is required for Ptc1 proapoptotic pathway and that Nedd4-1 activates directly the caspase9 through its polyubiquitination. Thus, as we are starting to better understand the mechanism of cell death induction by the dependence receptor Ptc1, our study also allowed us to identify a new mechanism for caspase9 activation. Besides, it is known that Shh is overexpressed in several cancers. In addition, Ptc1 receptor has been described as a tumor suppressor gene. Thus, we raised the hypothesis that the couple Shh/Ptc1 could be involved in tumorigenesis by controlling the balance between cell survival and cell death. We investigated whether Ptc1-induced cell death could lead to tumor regression in vivo. Thanks to xenograft models we have shown that interfering with Shh autocrine loop inhibits tumor growth in a Ptc1-induced cell death dependent manner. These results highlight the importance of the apoptotic control exerted by the couple Shh/Ptc1 in tumoral escape and could provide novel insights in current anti-cancer drug development based on Shhtargeting

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