Identification de SHISA3 comme gène médiateur de la transition épithélio-mésenchymateuse dans le cancer de la prostate résistant au docetaxel

par Nicolas Martin

Thèse de doctorat en Sciences et vie et de la santé

Sous la direction de Anne Chauchereau.

Soutenue le 28-10-2014

à Paris 11 , dans le cadre de Ecole doctorale Cancérologie : Biologie, Médecine, Santé (2000-2015 ; Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne) , en partenariat avec UMR 981 Biomarqueurs prédictifs et nouvelles stratégies moléculaires en thérapeutique anticancéreuse (Villejuif) (laboratoire) et de Biomarqueurs prédictifs et nouvelles stratégies moléculaires en thérapeutique anticancéreuse (laboratoire) .

Le président du jury était Karim Fizazi.

Le jury était composé de Anne Chauchereau, Karim Fizazi, Olivier Cuvillier, Stéphane Ansieau, Karim Benihoud, Alain Le Pape.

Les rapporteurs étaient Olivier Cuvillier, Stéphane Ansieau.


  • Résumé

    Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez l’homme et représente la troisième cause de mortalité par cancer en France. Depuis 2004, le docetaxel est le traitement de référence du cancer de la prostate métastatique résistant à la castration (mCRPC). Cependant, malgré le bénéfice de survie obtenu, près de la moitié des patients traités développent une résistance à la chimiothérapie. L’objectif de mon projet de thèse consiste à identifier un prédicteur moléculaire permettant de sélectionner les patients qui vont répondre à la chimiothérapie par docetaxel. Par l’étude du mécanisme moléculaire associé avec le développement de la résistance, mon second objectif est d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques afin de contourner cette résistance.Dans ce but, les profils d’expression de gènes et de microARNs différentiellement exprimés dans plusieurs modèles cellulaires de cancer de prostate résistants au docetaxel ont été établis. L’intégration des données issues de ces analyses haut-débit a suggéré que la transition épithélio-mésenchymateuse (EMT) intervenait dans le mécanisme de résistance au docetaxel. La dissection du mécanisme d’EMT observé dans les modèles cellulaires a permis d’identifier SHISA3 comme une nouvelle protéine régulatrice de ce processus. Le gène SHISA3, alors jamais décrit chez l’Homme, est fortement sous-exprimé dans les modèles résistants au docetaxel présentant un phénotype mésenchymateux, mais également dans de multiples tumeurs humaines. L’inhibition de SHISA3 dans les modèles cellulaires sensibles induit une EMT complète, caractérisée par la perte des jonctions cellulaires, l’expression des facteurs de transcription mésenchymateux et l’augmentation des capacités migratoires. L’étude du mécanisme d’action de SHISA3 nous a permis de mettre en évidence l’interaction de SHISA3 avec le TGFβRII. Nous avons montré dans les cellules résistantes au docetaxel que l’inhibition pharmacologique de la voie du TGFβ provoque une sensibilisation au docetaxel, démontrant l’importance de la régulation de cette voie dans la résistance à la chimiothérapie. En parallèle de ce travail, nous avons établi un modèle de cancer de la prostate résistant au docetaxel chez la souris. L’obtention de ce modèle est cruciale pour réaliser la validation préclinique des thérapies visant à contourner les mécanismes de résistance au docetaxel. Les tumeurs obtenues dans ce nouveau modèle sont caractérisées par une sous-expression de SHISA3 et par l’expression des marqueurs d’EMT. Ce modèle nous permettra de valider in vivo le potentiel thérapeutique de l’association d’un inhibiteur de la voie du TGFβ avec le docetaxel. De manière intéressante, nous avons observé in vivo que l’expression de SHISA3 est corrélée à la réponse au traitement par docetaxel. Ces résultats suggèrent que SHISA3 pourrait être un biomarqueur de réponse à la chimiothérapie.

  • Titre traduit

    Role of SHISA3 in Docetaxel Resistance in Prostate Cancer


  • Résumé

    Prostate cancer is the most common cancer in men and the third leading cause of cancer mortality in France. Since 2004, docetaxel is the standard treatment for metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC). However, nearly half of treated patients develop resistance to chemotherapy. The aim of my thesis is to identify molecular predictors to select patients who will respond to docetaxel chemotherapy. My second goal is to identify new therapeutic targets to overcome this resistance, by studying the molecular mechanisms involved in the development of resistance.To this purpose, genes and microRNAs expression profiles were established in several cellular models of docetaxel-resistant prostate cancer. The integration of these high-throughput data suggested that the epithelial-mesenchymal transition (EMT) was involved in the mechanism of docetaxel resistance. Deciphering the EMT mechanism observed in our cellular models allowed the identification of SHISA3 as a new regulator of this process. SHISA3 is highly under-expressed in docetaxel resistant cells which present a mesenchymal phenotype. Interestingly, SHISA3 is also down-regulated in a large variety of human tumors. The inhibition of SHISA3 in sensitive cells induced a complete EMT, characterized by loss of cellular junctions, expression of mesenchymal transcription factors, and increased migratory capacity. The study of its mechanism of action allowed us to highlight the interaction of SHISA3 with TGFβRII. We showed in docetaxel-resistant cells that pharmacological inhibition of the TGFβ signalling pathway induces sensitization to docetaxel, demonstrating the importance of the regulation of this pathway in the resistance to chemotherapy.In parallel, we developed a docetaxel-resistant prostate cancer model in mice. The establishment of this model is critical for the preclinical validation of new targeted therapies. Tumors obtained from this new model are characterized by the under-expression of SHISA3 and the expression of EMT markers. This model will allow the validation of the therapeutic potential of co-treatment with docetaxel and TGFβ signalling pathway inhibitors in vivo. Interestingly, we observed that SHISA3 expression is correlated with response to docetaxel treatment in vivo. These results suggest that SHISA3 could be a biomarker of response to docetaxel chemotherapy.


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