Role of RhoA/ROCK pathway in angiogenesis and their potential values in prostate cancer treatment

par Weihua Chen

Thèse de doctorat en Physiopathologie

Sous la direction de Anh-Tuan Dinh-Xuan et de Zhongmin Liu.

Soutenue le 20-10-2014

à Paris 5 en cotutelle avec Tongji university (Shanghai, Chine) , dans le cadre de École doctorale Génétique, cellulaire, immunologie, infectiologie et développement (....-2013 ; Paris) , en partenariat avec Mucoviscidose et bronchopathies chroniques : biopathologie et phénotypes cliniques (laboratoire) .

Le président du jury était Zhichen Guan.

Le jury était composé de Anh-Tuan Dinh-Xuan, Zhongmin Liu, Zhichen Guan, Morgan Rouprêt, Michaël Peyromaure.

Les rapporteurs étaient Zhichen Guan, Morgan Rouprêt.

  • Titre traduit

    Rôle de la voie RhoA / ROCK dans l'angiogenèse et de leurs valeurs potentielles dans le traitement du cancer de la prostate


  • Résumé

    Le cancer de la prostate est la principale cause de décès chez les hommes des pays occidentaux. Traitement du cancer de la prostate résistant à la castration (CRPC) métastatique est encore limité. RhoA/ROCK sont les régulateurs principaux du cytosquelette et sont impliqués dans l'angiogenèse et l'invasion tumorale. Dans la première étude (partie 1), nous avons étudié les effets anti-angiogéniques de fasudil ( inhibiteur de ROCK ) in vitro. Des cellules endothéliales de la veine ombilicale sont stimulé par les cellules du cancer de la prostate. La prolifération est détectée par la Bromodéoxyuridine (BrdU). La migration est détectée par la cicatrisation des plaies. Les conditions de l'angiogenèse in vitro sont évaluées par la formation des tubes et un ellipsoïde test de germination. Fasudil inhibe la prolifération et la migration des cellules endothéliales induite par le cancer de la prostate. Dans les tests in vitro de l'angiogenèse, les formations des tubes et des germes sphériques sont inhibées significativement par fasudil dans d'une manière dépendante de la dose. Selon les résultats de Western Blot, l'expression de MYPT-1 a été significativement réduite après le traitement de Fasudil, confirmé l'inhibition de l'activité de ROCK par fasudil. Dans la deuxière étude (partie 2 et 3), l'expression et l'activité de RhoA sont évaluées chez 34 tissues paraffinées et 20 échantillons congelés de la prostate, obteni de 45 malades du cancer de la prostate qui à été reçu une prostatectomie radicale. Les motifs de l'expression de RhoA sont detecté par la coloration immunomarquage et western blot. Les différence entre le centre, l'avant et plus loin autour de la tumeur sont évalué. L’activité de RhoA sont évalué par G-LISA. Le gradient d'augmentation de l'expression de RhoA a été trouvé du centre a la region autour de la tumeur. L'expression de RhoA est supérieure significativement dans les cellules de l’avant de la tumeur par rapport au centre de la tumeur par Immunohistochimie (p = 0001). Gleason score était significativement supérieur chez des patients avec l'expression de RhoA élevée dans l’avant et centre de la tumeur (p =0044 et 0039, respectivement). Après un suivi médian de 52 mois, le taux de récidive est plus élevé chez des patients avec l'expression de RhoA élevée dans l’avant de la tumeur (62,5% contre 35%), une tendance évidente a la différence significative (P = 0089). Il n'y a pas de corrélation entre l'expression de RhoA, PSA et la stadification pathologique. On a aussi découvert que l'expression de le ROCK2, mais pas l'expression de le ROCK1, est eleve significativement dans l’avant de la tumeur du cancer de la prostate. En conclusion, nous avons trouvé que fasudil inhiber la prolifération, la migration, la formation de capillaires et de la sphère de la germination des cellules endothéliales vasculaires d’'une manière dépendante de la dose. Ces effets peut-être grâce à l'inhibition de l'activité de la ROCK résultant de la sécrétion de cellules du cancer de la prostate. Nous avons aussi trouvé que l'expression de la RhoA et ROCK2 dans l’avant de la tumeur de la prostate sont plus élevés. La corrélation de l'expression de RhoA avec Gleason score et récidive est identifiée. Cela montre l’association entre la voie RhoA/ROCK et l’agressive du cancer de la prostate. L'étude décrite ici peut fournir de nouveaux traitements cible la voie RhoA/ROCK contre l’angiogenèse et agressive du cancer de la prostate. Fasudil peut être utile comme agent anti - angiogénique, doit être étudiée pour leur rôle potentiel dans le traitement du cancer de la prostate.


  • Résumé

    Prostate cancer remains a major cause of mortality among males in western countries. Treatment options for metastatic castration-resistant disease remain limited. There is a continuing unmet need for new systemic interventions in patients with progressive prostate cancer. RhoA/Rho-associated protein kinases (ROCK) are key regulators of the cytoskeleton and have been implicated in PCa angiogenesis and tumour invasion. In the first study (Part I), we investigated the anti-angiogenic effects of fasudil, a ROCK inhibitor, on PCa-induced angiogenesis in vitro. Proliferation of PCa-conditioned human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was assessed using a bromodeoxyuridine (BrdU) assay, and migration was assessed with a wound healing assay. In vitro angiogenesis of PCa-conditioned HUVECs was evaluated by tube formation and a spheroid sprouting assay. Fasudil inhibited PCa-induced endothelial cell proliferation, and also decreased PCa-induced endothelial cell migration. In the in vitro angiogenesis assay, tube formation and spheroid sprouts were significantly inhibited at fasudil in a dose dependent manner. Western blotting results showed that expression of phosphorylated myosin phosphatase target subunit 1 (MYPT-1) was significantly lower after fasudil treatment, confirming that fasudil inhibited ROCK activity in these model systems. In the second study (Part II & III), we evaluated RhoA expression and activity in a total of 34 paraffin embedded and 20 frozen prostate specimens, respectively, obtained from 45 patients treated with radical prostatectomy for clinically localized cancer. The expression patterns of RhoA were tested by immunohistochemical staining and Western blotting, and further compared between the tumour centre, tumour front and distant peritumoral tissue. RhoA activity was assessed by G-LISA. Our results showed an increasing gradient of expression from the centre to the periphery of index tumour foci. RhoA expression was indeed significantly higher at the tumour front as compared to tumour centre, using immunohistochemistry (p=0.001). Gleason score was significantly higher in the patients with higher RhoA expression in both the tumour front and tumour centre (p=0.044 and 0.039, respectively). After a median follow-up of 52 months, the rate of PSA relapse was higher in patients with a higher RhoA expression at the tumour front (62.5% vs 35%), although the difference was not significant (p=0.089). There was no association between RhoA expression and PSA, pathological stage. We also found ROCK2 expression, but not ROCK1 expression, was significantly higher in the prostate cancer tumor front. In conclusion, we found fasudil significantly inhibits the key steps of endothelial cell angiogenesis, including proliferation, migration, capillary tube formation and spheroid sprouting, in a dose-dependent manner. These effects may due to inhibition of ROCK activity induced by PCa cell secretions. We also identified higher RhoA and ROCK2 expression in human prostate tumour front. The correlation of higher RhoA expression with higher Gleason score and higher rate of cancer relapse. This indicated the association of RhoA/ROCK2 pathway with aggressiveness of prostate cancer. The insights described here may provide the foundation for novel therapeutic approaches targeting RhoA/ROCK pathway to inhibit angiogenesis and clinically aggressiveness of PCa. Fasudil may be a useful anti-angiogenic agent and should be investigated further for its potential role in PCa treatment.


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