Implication de la thrombospondine-1 dans l'invasion et la dissémination métastatique des cancers du sein

par Guillaume Labrousse

Thèse de doctorat en Cancérologie

Sous la direction de Florence Cabon.

Soutenue le 25-10-2016

à Toulouse 3 , dans le cadre de École Doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse) .


  • Résumé

    Les tumeurs sécrètent un grand nombre de facteurs pro et anti-angiogéniques conduisant à la formation d'un réseau vasculaire venant soutenir leur croissance. Depuis 2004, les inhibiteurs de l'angiogenèse sont utilisés dans les traitements de plusieurs types de cancers avancés. Cependant, ces traitements ont échoué à augmenter la survie dans les cancers du sein métastatiques. Notamment à cause de l'apparition de résistances et d'un risque potentiel d'augmentation de l'invasivité tumorale et d'échappement métastatique. Dans ce contexte, je me suis intéressé au rôle des anti-angiogéniques endogènes lorsqu'ils sont surexprimés par la tumeur. La thrombospondine-1 (TSP1), anti-angiogénique endogène majeur et activateur du TGFß-latent, est réprimée lors des stades précoces de tumorigenèse, mais est fortement exprimée et corrélée avec l'agressivité et une réduction de la survie dans les stades tardifs de cancers du sein. J'ai démontré que l'expression de la TSP1 dans ces stades est un puissant promoteur de la dissémination métastatique. De plus, l'augmentation de l'expression de la TSP1 au cours de la progression tumorale résulte d'une boucle d'auto-amplification entre le TGFß et l'hypoxie, augmentant conjointement l'expression de la TSP1. Pour caractériser les mécanismes moléculaires impliqués dans ce rôle pro-métastatique de la TSP1 et déterminer si son effet pro-métastatique est dépendant de sa capacité à activer le TGFß et/ou de son activité anti-angiogénique, j'ai généré des lignées tumorales mammaires métastatiques invalidées pour des fonctions précises de la TSP1 en utilisant des techniques de genome editing. L'invalidation de la séquence de la TSP1 qui permet l'activation du TGFß-latent inhibe la transition épithélio-mésenchymateuse, la migration et l'extravasation des cellules tumorales. De plus, cette inactivation restaure la réponse immunitaire de l'hôte, inhibant fortement la croissance tumorale. Cependant, de façon remarquable, ces tumeurs métastasent chez des souris immunodéficientes. A l'inverse, l'invalidation du site de liaison de la TSP1 à son récepteur CD36 abolit son activité antiangiogénique sans affecter la capacité de migration ou d'extravasation des cellules tumorales. Les tumeurs se développant à partir de ces cellules sont fortement vascularisées, mieux perfusées, peu hypoxiques et ne forment pas de métastases spontanées. Nos résultats montrent donc que l'hypoxie induite par la TSP1 est le déclencheur critique de la dissémination métastatique et nous proposons le ciblage de la TSP1 comme nouvelle stratégie thérapeutique " anti-anti-angiogénique " pour inhiber la TEM, normaliser la vascularisation tumorale à long terme, augmenter la perfusion des chimiothérapies et surtout diminuer la dissémination métastatique.

  • Titre traduit

    Implication of thrombospondin-1 in breast cancer invasion and metastatic dissemination


  • Résumé

    Tumors secret pro and anti-angiogenic factors leading to the formation of a vascular network which fosters tumor growth. Since 2004, inhibitors of angiogenesis were used in the treatment of several types of advanced cancers. However, these treatments failed to increase patient survival in metastatic breast cancers. Particularly because of the development of resistances and a potential risk of increased tumor invasiveness and metastasis. In this context, I focused my work on the role of endogenous anti-angiogenic factors when they are overexpressed by the tumor. Thrombospondin-1 (TSP1), a potent endogenous anti-angiogenic factor and activator of latent-TGFß, is repressed in the early steps of tumorigenesis, but is strongly expressed and correlated with aggressiveness and decrease in survival of late stage breast cancers. I have demonstrated that TSP1 expression is a potent driver of metastasis at this stage. Furthermore, both TGFß and hypoxia increase TSP1 expression during tumor progression in a self-amplifying positive-feedback loop. To characterize the molecular mechanisms involved in this pro-metastatic role of TSP1 and exanimate if a dissociation between the anti-angiogenic and pro-metastatic effects of TSP1 exists, I used genome editing techniques to generate breast cancer metastatic cell lines knock-out for specific functions of TSP1. Knocking-down the TGFß activating sequence in TSP1 gene inhibited EMT, migration, extravasation. Furthermore, this restored the immune response of the host, strongly inhibiting tumor growth. However, in immune-compromised mice, these tumors developed and metastasized efficiently. In sharp contrast, knocking-down TSP1 antiangiogenic activity by mutating its CD36 binding site, without impairing ability of tumor cells to migrate and extravasate. Tumors raised from those cells were highly vascularized, well perfused, less hypoxic and haven't led to metastasis formation. Our results place TSP1-dependent hypoxia as a primal trigger of metastasis and we thus propose silencing TSP1 as an "anti-anti-angiogenic" therapeutic modality that inhibits EMT, enhances and normalizes the tumor vasculature in the long term, improves the efficacy of chemotherapy, and most importantly robustly impairs metastatic dissemination.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2016 par Université Paul Sabatier, Toulouse 3 [diffusion/distribution] à Toulouse

Implication de la thrombospondine-1 dans l'invasion et la dissémination métastatique des cancers du sein


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