Implication de la mucine membranaire MUC1 dans la progression tumorale rénale et identification de nouvelles cibles thérapeutiques

par Audrey Bouillez

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Mickaël Perrais.

Soutenue le 14-03-2014

à Lille 2 , dans le cadre de École doctorale Biologie-Santé (Lille) , en partenariat avec Centre de recherche Jean-Pierre Aubert (laboratoire) .


  • Résumé

    Le carcinome rénal représente 5% des tumeurs de l’adulte et se développe au niveau des tubules rénaux. Le sous-type histologique majeur des cancers du rein est le carcinome rénal à cellules claires (cRCC). 90% des cRCC présentent une inactivation biallélique du gène suppresseur de tumeur de Von Hippel Lindau (VHL) induisant une activation constitutive de la voie de l’hypoxie via le facteur de transcription HIF1-α (Hypoxia Inducible Factor) qui contribue à la physiologie des tumeurs. Les cRCC sont des tumeurs à la fois radio- et chimiorésistantes, rendant la prise en charge thérapeutique des patients très difficile.Nos recherches consistaient en l’étude des rôles de la mucine membranaire MUC1, dont la queue cytoplasmique (MUC1 CT) peut interagir avec différentes voies de signalisation et agir en tant que co-activateur transcriptionnel de nombreux gènes impliqués dans la progression tumorale et la diffusion métastatique. Des travaux antérieurs réalisés au laboratoire montraient que la surexpression de MUC1 observée dans les cRCC était associée au statut métastatique des patients et marquait un mauvais pronostic. Cette surexpression de MUC1 est également impliquée dans la voie de l’hypoxie, voie majeure de la carcinogenèse rénale. Le premier objectif de l’étude était donc de déterminer les effets de la surexpression de MUC1 sur les propriétés des cellules de cRCC. Nous montrons ainsi que le domaine extracellulaire de MUC1 ainsi que sa partie cytoplasmique sont impliqués dans l’augmentation des capacités migratoires et de la viabilité des cellules cancéreuses rénales et qu’elle leur confère une résistance à l’anoïkis, programme de mort cellulaire déclenché lorsque la cellule perd ses contacts avec les cellules voisines ou avec la matrice extra-cellulaire et diminuent les propriétés d’agrégation des cellules tumorales. Nous montrons également que MUC1 est impliquée dans la chimiorésistance des cRCC en induisant l’expression de genes de chimiorésistance comme ABCG2 et GSTO2. Nous montrons par ailleurs que les propriétés invasives des cellules de cRCC sont exclusivement liées à MUC1 CT. Le deuxième objectif de l’étude était d’identifier les mécanismes moléculaires à l’origine du clivage de MUC1 CT. En utilisant différentes stratégies (siARN, inhibiteurs pharmacologiques et peptides), nous montrons pour la première fois que deux sheddases, ADAM10 et ADAM17 et la gamma secrétase sont nécessaires au clivage de MUC1 C, permettant ainsi sa délocalisation nucléaire et l’augmentation des propriétés invasives des cellules de cRCC. Enfin, nous montrons que la surexpression de MUC1 augmente l’expression protéique d’ADAM10/17, suggérant une boucle de régulation positive existant en conditions pathologiques.En conclusion, notre étude souligne le rôle de MUC1 dans la progression tumorale rénale et montre que la localisation nucléaire de MUC1-C est à l’origine de l’acquisition d’un phénotype invasif et chimiorésistant via l’action des sheddases ADAM10/17 et de la gamma secrétase. MUC1 apparait alors comme une cible thérapeutique potentielle intéressante dans la prise en charge des cRCC.

  • Titre traduit

    Involvement of the membrane-bound mucin MUC1 in renal-clear cell carcinoma progression and identification of new therapeutic targets


  • Résumé

    Renal cell carcinoma corresponds to 5% of all adult malignancies and originates from renal tubules. The main histologic subtype is represented by clear renal cell carcinoma. Ninety percent of cRCC present a biallelic inactivation of the von Hippel Lindau (VHL) tumor suppressor gene resulting in constitutive activation of hypoxia signaling pathway via the Hypoxia Inducible Factor (HIF) -1 transcription factor that contributes to the physiology of tumours. cRCC is typically highly resistant to conventional systemic therapies. MUC1 is a membrane-anchored mucin and its cytoplasmic tail (CT) can interact with many signaling pathways and act as a co-transcription factor to activate genes involved in tumor progression and metastasis. Previous studies have shown that MUC1 is diffusely overexpressed in cRCC and MUC1 overexpression has been found to be associated with metastatic disease and a worse prognosis.MUC1 is overexpressed in renal cell carcinoma with correlation to prognosis and has been implicated in the hypoxic pathway, the main renal carcinogenetic pathway. In this context, we assessed the effects of MUC1 overexpression on renal cancer cells properties. Using shRNA strategy and/or different MUC1 constructs, we found that MUC1-extracellular domain and MUC1 CT are both involved in increase of migration, cell viability, resistance to anoikis and to decrease of cell aggregation in cancer cells. We also showed that MUC1 is involved in cRCC chemoresistance by inducing chemoresistance genes expression like ABCG2 and GSTO2. Invasiveness depends only on MUC1 CT. Then, by using siRNA strategy and/or pharmacological inhibitors or peptides, we showed that sheddases ADAM10, ADAM17 and gamma-secretase are necessary for MUC1 C-terminal subunit (MUC1-C) nuclear location and in increase of invasion property. Finally, MUC1 overexpression increases ADAM10/17 protein expression suggesting a positive regulatory loop. In conclusion, we report that MUC1 acts in renal cancer progression and MUC1-C nuclear localization is driving invasiveness of renal cancer cells through a sheddase/gamma secretase dependent pathway. MUC1 appears as a therapeutic target by blocking MUC1 cleavage or nuclear translocation by using pharmacological approach and peptide strategies.


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