Effects of siRNA-squalene nanoparticles on RET/PTCs junction oncogenes in papillary thyroid carcinoma : from molecular and cellular studies to preclinical investigations

par Hafiz Muhammad Ali

Thèse de doctorat en Vectorologie et thérapeutiques anti‐cancéreuses

Sous la direction de Liliane Massade.

Le président du jury était Michaël Schumacher.

Le jury était composé de Liliane Massade, Michaël Schumacher, Marie-Agnès Sari, Bertrand Jean-Claude, Didier Desmaële.

Les rapporteurs étaient Marie-Agnès Sari, Bertrand Jean-Claude.

  • Titre traduit

    Effets des nanoparticules de siRNA-Squalène sur les oncogènes de jonction RET/PTCs dans le carcinome papillaire de la thyroïde : études moléculaires, cellulaires et investigations précliniques


  • Résumé

    Le cancer papillaire de la thyroïde (PTC) est celui le plus fréquent de la thyroïde. Il est caractérisé par des réarrangements chromosomique affectant le gène RET, dont les plus fréquemment observés sont RET/PTC1 et RET/PTC3. Les oncogène de jonction sont spécifiques à la tumeur et représentent une cible privilégiée pour une thérapie ciblée par des petits ARN interférents (siRNA). Notre but est d’introduire une nouvelle approche pharmacologique par siRNA pour les PTC. Pour réaliser nos expériences, la lignée cellulaire humaine PTC, BHP10-3 SCmice exprimant l’oncogène RET/PTC1 a été utilisé. En absence de lignée RET/PTC3 commercialisée nous avons établi la lignée cellulaire RP3 (stablement transfecté la lignée NIH/3T3 issue de fibroblastes de souris par un vecteur d’expression RET/PTC3) qui s’est avérée tumorigène chez la souris. Ensuite, des siRNAs dirigés contre la jonction ont été dessinés. Les siRNAs ont été trouvés efficaces et spécifiques contre leurs propres oncogènes de jonction et ne sont pas capables d'inhiber l'expression de séquences alternées. Les siRNAs ont été vectorisés sous forme de nanoparticules (NPs) de squalène (SQ). In vitro, les NPs siRNA RET/PTC1-SQ et NPs siRNA RET/PTC3-SQ sont incapables d’inhiber l’expression de l’oncogène et l’oncoprotéine sauf transfectés par lipofectamine. Pour cela, un peptide, le GALA-Chol a été combiné aux NPs siRNA RET/PTC1-SQ ce qui les a rendu efficace in vitro dans l’inhibition de l’oncogène et de l’oncoprotéine mais inefficace sur la croissance tumorale in vivo probablement par agrégation des NPs siRNA RET/PTC1-SQ GALA-Chol dans la circulation sanguine. En revanche les NPs siRNA RET/PTC1-SQ (0.5mg/kg/souris) et NPs siRNA RET/PTC3-SQ (2.5mg/kg/souris) sont efficaces in vivo, ils inhibent considérablement la croissance tumorale, réduisent l’expression des oncogènes et des oncoprotéines RET/PTCs, induisent la mort cellulaire par clivage de la caspase-3 et de PARP-1 et restaurent partiellement la différenciation (diminution de marqueur Ki67). Ces résultats suggèrent l'utilisation des NPs siRNAs-SQ en tant que traitement pour les patients atteints de PTC exprimant les oncogènes de jonctions RET/PTCs.


  • Résumé

    Papillary thyroid carcinoma (PTC) is the most common of thyroid cancers. PTC is characterized by chromosomal rearrangements affecting chromosome 10 and leading to RET/PTC junction oncogenes. The most frequent ones are RET/PTC1 and RET/PTC3. Because the junction oncogenes are present only in the tumour cells, they represent a good target for a specific therapy such as small interfering RNA (siRNA). Our aim is to introduce a new pharmacological approach by siRNA for PTC. To perform the experiments, human BHP10-3 SCmice cell line expressing RET/PTC1 was used. Due to absence of commercially available RET/PTC3 cell line, we established a new RP3 cell line (from NIH/3T3 mouse fibroblasts, transfected stably with the RET/PTC3 expression vector) which was found to become tumorigenic in nude mice. siRNAs were designed within the junction sequences of both RET/PTC1 and RET/PTC3. Both siRNAs were found efficient and specific against their own junction oncogenes and were not able to inhibit the expression of alternate sequences. Then, siRNAs were vectorized in the form of nanoparticles (NPs) of squalene (SQ). In vitro, both siRNA RET/PTC1-SQ NPs and siRNA RET/PTC3-SQ NPs were found to be inefficient in gene and protein inhibitions except once transfected with lipofectamine. Therefore, a peptide GALA-Chol was added in siRNA RET/PTC1-SQ NPs which rendered them efficient in vitro in gene and protein inhibitions but found to be inefficient in vivo. The nanoparticles of siRNA RET/PTC1-SQ NPs (0.5 mg/kg/mouse) and siRNA RET/PTC3-SQ NPs (2.5 mg/kg/mouse) were found to drastically reduce the tumor growth and RET/PTCs oncogene and oncoprotein expressions. Moreover, they induced cell death by cleavage of both caspase-3 and PARP-1 and partially restored differentiation (decrease of Ki67 marker). Our findings highly support the use of siRNAs-SQ NPs as a treatment for patients affected by PTC expressing RET/PTCs.


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