L'hyperthermie provoque l'agrégation de FLIP et restaure l'apoptose induite par TRAIL

par Aymeric Morlé

Thèse de doctorat en Sciences de la vie

Sous la direction de Olivier Micheau.

Soutenue le 17-12-2014

à Dijon , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon) , en partenariat avec Centre de Recherche INSERM - Lipides, Nutrition, Cancers (Dijon) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Louis Connat.

Le jury était composé de Thierry Guillaudeux, Bruno Ségui, Carmen Garrido.

Les rapporteurs étaient André-Patrick Arrigo, Marie-Thérèse Dimanche-Boitrel.


  • Résumé

    TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand) est une protéine du système immunitaire appartenant à la famille du TNF (Tumor necrosis factor). L'intérêt de TRAIL en thérapie anti-cancéreuse réside dans sa capacité à induire la mort par apoptose des cellules tumorales, sans exercer de toxicité envers les cellules saines. Le principal frein à l’utilisation de TRAIL est la survenue courante de résistances dans les tumeurs, limitant ainsi son efficacité. Mon travail de thèse a consisté à étudier l’intérêt de l’hyperthermie (ou choc thermique) en tant qu’adjuvant à TRAIL et a décrire ses capacités à contourner les mécanismes de résistance.Dans un premier temps, l’activité et la portée de cette combinaison a été évaluée dans de nombreuses et diverses lignées cellulaires cancéreuses sensibles ou résistantes à TRAIL. Un choc thermique (1h 42°C) permet de sensibiliser efficacement les lignées devenues résistantes à TRAIL et cette association s’est avérée efficace dans toutes les lignées testées.Dans un deuxième temps, mon travail s’est focalisé sur les mécanismes induits par l’hyperthermie, responsables de la sensibilisation et de l’apoptose des cellules. Les analyses des complexes initiateurs de la mort (DISC - Death-inducing signaling complex) ont révélé de nombreuses disparités suivant les conditions thermiques. Les différences majeures impliquent avant tout l’absence de FLIP dans le DISC, celui-ci étant l’inhibiteur principal de la voie, ainsi qu’un retard de la formation du complexe en condition d’hyperthermie. Ceci est associé à l’activation des caspases initiatrices d’une meilleure qualité, une fois la température revenue à la normale.L’absence de FLIP est expliquée par son inactivation due à l’agrégation de cette protéine suite à l’augmentation de la température. Ce phénomène est indépendant d’une quelconque modification post-traductionnelle connue, mais peut être inhibé par la présence de glycérol qui stabilise les protéines dénaturées.L’ensemble de ce travail met en lumière l’intérêt de la combinaison de TRAIL avec une hyperthermie et présente un point de vue nouveau sur les mécanismes expliquant son efficacité.

  • Titre traduit

    Hyperthermia triggers FLIP aggregation and restore TRAIL induced apoptosis


  • Résumé

    The TNF-family member TRAIL (TNF-related apoptosis inducing ligand) is a cytokine involved in the immune anti-tumour surveillance. TRAIL is a promising agent currently under investigation for its anti-cancer properties with limited side effects on healthy cells. However, the use of TRAIL in oncology has been limited due to its lack of efficiency, mainly associated with cell resistance to apoptosis. The aim of this project was to study the interest of hyperthermia (or heat shock - HS) as an adjuvant for TRAIL therapy and the mechanisms involved in this sensitization.We have first evaluated the significance of this combination in a large variety of cancer cell lines known to be sensitive or resistant to TRAIL. We could demonstrate that hyperthermia was able to efficiently sensitize resistant cancer cells to TRAIl-induced apoptosis in almost every cell lines tested.We next, focused our work on the molecular mechanisms responsible for the sensitization, during hyperthermia. Analyses of the DISC (Death-Inducing Signaling Complex) revealed a lack of recruitment of FLIP in the DISC, the main inhibitor of the extrinsic pathway, and a delay in the formation of the complex under hyperthermic conditions. Inhibition of FLIP recruitment was associated with enhanced initiator caspases activation when cells were reincubated at 37°C after the HS.The absence of FLIP within the TRAIL DISC was due to its aggregation during HS and was independent of post-translational modifications. Inhibition of FLIP aggregation by glycerol, which stabilizes denaturerated proteins, restored FLIP recruitment within the TRAIL DISC and consequently inhibited TRAIL-induced cell death. Taken together, these results highlight the interest of combining TRAIL with hyperthermia and highlight new mechanisms explaining its efficiency.


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