Etude du rôle de la surexpression des flotillines dans l'invasion cellulaire

par Damien Planchon

Thèse de doctorat en Biologie Santé

Sous la direction de Cécile Gauthier-Rouvière et de Stéphane Bodin.

Soutenue le 23-11-2017

à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec Centre de Recherche de Biochimie Macromoléculaire (Montpellier) (laboratoire) .

Le président du jury était Anne Blangy.

Le jury était composé de Cécile Gauthier-Rouvière, Stéphane Bodin, Frédéric Saltel, Guillaume Van Niel, Ana-Maria Lennon-Dumenil.

Les rapporteurs étaient Frédéric Saltel, Guillaume Van Niel.


  • Résumé

    L’invasion cellulaire est un phénomène pendant lequel les cellules présentent des changements importants dans leur forme et acquièrent la capacité à dégrader les structures qui les entourent afin de migrer au sein d’un organisme. L’invasion est cruciale pour la stabilité physiologique d’un organisme car elle intervient à différentes étapes de notre vie notamment lors du développement embryonnaire ou pendant une réaction immunitaire. Cependant ce mécanisme est également majeur lors de la progression tumorale. Dans nos organismes, les cellules sont entourées par la matrice extracellulaire (MEC) qui doit être remodelée ou dégradée lors du processus d’invasion. Cette dégradation est réalisée par des structures cellulaires spécialisées, les invadopodes, qui sont des sites où sont libérés les protéines spécialisées dans la dégradation de la MEC, parmi lesquelles MT1-MMP joue un rôle prépondérant. Les capacités à envahir et à dégrader la MEC d’une cellule dépendent donc fortement de la libération de MT1-MMP aux sites de dégradation. Les mécanismes qui permettent le transport de MT1-MMP aux zones d’intérêts sont encore mal compris. Dans ce contexte, nous avons mis en évidence que les Flotillines sont d’importants régulateurs de l’adressage et la libération de MT1-MMP à ces sites de dégradations. Les Flotillines 1 et 2 sont des protéines ubiquitaires très conservées. La quantité de Flotillines est augmentée dans de nombreux cancers invasifs et ceci est considéré comme un marqueur de mauvais pronostic. Lors de mon projet, nous avons mis en évidence que l’augmentation de la quantité de Flotillines dans des cellules normales de différentes origines, est suffisante pour induire une forte invasion cellulaire in vivo et in vitro (respectivement dans des modèles de xénogreffes chez le poisson zèbre dans modèles de sphéroïdes 3D dans des matrices de collagènes). De même, la suppression des Flotillines dans des cellules cancéreuses est associée à une diminution de leurs capacités invasives in vivo et in vitro. Ces résultats s’expliquent par le fait que les Flotillines régulent le trafic intracellulaire de MT1-MMP et augmentent sa libération aux sites de dégradation favorisant ainsi l’invasion cellulaire.

  • Titre traduit

    Involvement of flotillin over-expression in cell invasion


  • Résumé

    Tumor cell invasion and consecutive metastasis formation are the main cause of death in cancer patients. Invading tumor cells are surrounded by stroma and extracellular matrix (ECM) that is remodeled or degraded during the metastatic process. ECM degradation is mediated by specialized organelles called invadosomes. Their function strongly depends on matrix metalloproteinases (MMPs) that degrade ECM. Among all the MMPs, MT1-MMP plays a major role the invasive behavior of metastatic cells.Flotillin 1 and 2 are two ubiquitous and highly conserved membrane proteins that can assemble in large oligomers, known to participate in membrane proteins clustering and endocytosis. Flotillins are overexpressed in many invasive cancers and considered as markers of poor prognosis, results we confirmed using several sarcoma and carcinoma models. During my project we identified Flotillins as regulators of MT1-MMP trafficking and cell invasion.We used a dual reciprocal approach consisting of the overexpression of Flotillins in non tumoral cells and of down-regulation of Flotillins in metastatic cells. We showed that flotillins downregulation in invasive cancer cells dramatically inhibit their invasive properties as monitored in vitro using a 3D-collagen invasion assay and in vivo using zebrafish xenografts. Reciprocally, ectopic overexpression of Flotillins in non-tumoral cells is sufficient to induce their invasive behavior in vitro and in vivo. This increase of invasion is mainly due to a higher ability to degrade the matrix in a MT1-MMP-dependent manner. Finally, we showed that Flotillins are critical regulators of the trafficking and the release of MT1-MMP at the degradation site.

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