Contrôle de l'invasion par la protéine kinase C thêta dans les cancers du sein

par Lucie Chadelle

Thèse de doctorat en Cancérologie

Sous la direction de Karine Belguise.

Soutenue le 16-11-2017

à Toulouse 3 , dans le cadre de École Doctorale Biologie Santé Biotechnologies (Toulouse) , en partenariat avec Laboratoire de Biologie Cellulaire et Moléculaire du Contrôle de la Prolifération / LBCMCP (laboratoire) .


  • Résumé

    Entre 15 et 20% des cancers du sein diagnostiqués sont des cancers du sein triple-négatifs (CSTN). Ce sous-type de cancer du sein est caractérisé par l'absence ou le faible niveau d'expression du récepteur au facteur de croissance épidermique de type 2 (HER2) et des récepteurs hormonaux à l'œstrogène et à la progestérone. Par définition, les patientes atteintes de CSTN ne peuvent bénéficier des traitements antihormonaux ou des thérapies ciblées anti-HER2 qui ont nettement amélioré la prise en charge thérapeutique des autres sous-types de cancers du sein. En marge de ces progrès, les CSTN sont ainsi principalement traités par chimiothérapies cytotoxiques, des thérapies ne parvenant pas toujours à empêcher leur dissémination métastatique. Par conséquent, les CSTN sont aujourd'hui associés à des pronostics relativement mauvais et l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques constitue un enjeu majeur de la recherche sur le cancer du sein. C'est dans ce contexte qu'une cible thérapeutique potentielle contre les CSTN a récemment été identifiée: la sérine-thréonine kinase PKC thêta. Cette PKC nouvelle est fortement exprimée dans les CSTN alors qu'elle ne l'est pas, ou très faiblement, dans des cancers du sein exprimant le récepteur aux œstrogènes et dans les tissus mammaires non transformés. L'objectif de ma thèse a été d'étudier la fonction de PKC thêta dans le contrôle de l'invasion de cellules tumorales mammaires, une étape clé de la formation de métastases. Nos travaux montrent qu'une inhibition de PKC thêta aboutit à une nette diminution des capacités invasives de lignées de cellules CSTN in vitro. De même, in vivo cette inhibition limite fortement la formation de métastases chez la souris. Nous identifions le mécanisme moléculaire par lequel PKC thêta contrôle l'invasion: PKC thêta est capable d'activer la voie des adhérences focales en phosphorylant directement la kinase des adhérences focales (FAK) sur des sites de phosphorylations encore jamais identifiés, les sérines 892 et 893. Ces phosphorylations sont essentielles aux effets positifs de PKC thêta sur l'invasion et la FAK phosphorylée de la sorte est retrouvée spécifiquement au front de cellules CSTN en migration. De façon intéressante, ces phosphorylations de FAK par PKC thêta permettent une modification de la dynamique de formation des adhérences cellule/matrice ainsi que celle des protrusions. Le contrôle de ces protrusions passe très certainement par une altération de la dynamique d'activité des RhoGTPases induite par PKC thêta De surcroît, l'utilisation d'une PKC thêta activable par la rapamycine nous permet de finement étudier la temporalité des effets de PKC thêta sur la génération des protrusions et des adhérences cellule/matrice. Enfin, concernant le contrôle de l'activité de PKC thêta en amont, nous constatons que son activation de même que ses effets sur la voie FAK et l'invasion dépendent entièrement de CDCP1 (Cub Domain-Containing Protein 1), un récepteur transmembranaire associé à l'agressivité de plusieurs cancers, dont les CSTN. Mes travaux mettent ainsi en évidence un mécanisme inédit de contrôle de la voie FAK permettant l'invasion de cellules tumorales mammaires. De plus, ils valident PKC thêta en tant que cible thérapeutique potentielle dont l'inhibition pourrait permettre de limiter la dissémination métastatique des CSTN et ce sans effets secondaires majeurs, la fonction physiologique de PKCthêta étant non essentielle.

  • Titre traduit

    Control of breast cancer invasion by the protein kinase C theta


  • Résumé

    Triple-negative breast cancer is a subtype of breast cancer that primarily affects women under the age of 40. TNBCs account for 15 to 20% of all diagnosed breast cancers and are defined by tumour cells lacking or weakly expressing the oestrogen receptor, the progesterone receptor and the human epidermal growth factor receptor 2 (HER2). By definition, these cancers cannot benefit from hormonal therapies or targeted therapies against the HER2 that have both proved to be very efficient in other breast cancer subtypes. Hence, therapies against TNBC are based essentially on classical cytotoxic chemotherapies that are not always able to block metastatic dissemination of those cancers. As a consequence, TNBCs are associated with poor prognosis and thus, finding new therapeutic targets for TNBC constitutes a major challenge for breast cancer research. In that context, a new potential TNBC therepeutical target has recently been identified: the serine threonine PKC theta. This novel PKC is highly expressed in TNBC whereas it is not expressed in breast cancer expressing the oestrogen receptor or non-transformed mammary tissues. The aim of my PhD was to study the function of PKC theta in the control of breast cancer cells invasion, a key step to metastasis formation that can be defined as the ability of cells to migrate through an extracellular matrix. We have shown that PKC theta inhibition leads to strong diminution of the invasive abilities of TNBC cell lines in vitro. Accordingly, we show in vivo that PKC theta inhibition strongly impairs metastasis formation in mice. We have identified the molecular mechanisms through which PKC theta controls invasion: PKC theta is able to activate focal adhesion signalling by directly phosphorylating FAK (Focal Adhesion Kinase) at newly identified phosphorylation sites, serines 892 and 893. We observe that this phosphorylated FAK localizes to nascent adhesions at the leading edge of migrating breast cancer cells and that those phosphorylations are essential to PKC theta control of invasion. PKC theta phosphorylations of FAK also modify the dynamic of cell/matrix adhesions and protrusion formation. The effects on protrusion formation are most certainly linked to PKC theta alteration of Rho GTPases activity dynamic. Furthermore, the use of an activatable PKC theta enables us to precisely study the temporality of PKC theta effects on both protrusions and adhesions. Protrusions and adhesions being essential to cell migration, those results explain PKC theta positive effects on invasion. Finally, regarding the upstream control of PKC theta we observe that PKC theta activation, together with its effect on FAK and invasion, depend on CDCP1, a transmembrane receptor that has been linked to the aggressiveness of several cancers, including TNBC. Altogether, my work reveals a new mechanism of FAK pathway activation leading to breast cancer cell invasion. Moreover, it further defines PKC theta as an interesting therepeutical target, whose inhibition could limit metastatic dissemination of TNBC without major secondary effects, as PKC theta has a non-essential physiological function.


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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2017 par Université Paul Sabatier [diffusion/distribution] à Toulouse

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  • Sous le titre : Contrôle de l'invasion par la protéine kinase C thêta dans les cancers du sein
  • Détails : 1 vol. (245 p.)
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