Analyse fonctionnelle des rôles de l’antigène de prolifération, KI-67, dans les cancers

Functional analysis of the proliferation antigen, KI-67 roles in cancer

• Auteur / Autrice : Karim Mrouj
• Direction : Daniel Fisher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 31/05/2018
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Julie Pannequin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Daniel Fisher, Arnaud Besson, David Santamaria
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Arnaud Besson, David Santamaria

Mots clés

Mots clés contrôlés

Carcinogenèse

Antigène KI-67

Cancer

Métastases

Régulation cellulaire

Chromatine

Mots clés libres

Ki-67

Chromatine

Régulation

Tumorigenèse

Métastase

Cancer

Ki-67

Chromatin

Regulation

Tumourigenesis

Metastases

Cancer

Résumé

L'antigène de prolifération cellulaire Ki-67 est exprimé de manière constitutive dans les cellules de mammifères. Ki-67 est régulièrement utilisé en tant que marqueur de prolifération cellulaire pour classer les tumeurs. Cependant, malgré son utilisation fréquente en histopathologie, ses fonctions sont encore mal caractérisées. Mes travaux de thèse ont eu pour objectif d'améliorer la compréhension des fonctions biologiques de Ki-67 ainsi que d’étudier l’importance de son expression dans l’initiation et la progression des cancers. Nous avons montré que Ki-67 était dispensable à la prolifération cellulaire. Quant aux souris mutantes Ki-67, elles ne présentaient aucune anomalie de développement, étaient fertiles et vieillissaient normalement. Néanmoins, l’expression de Ki-67 s’est révélée être requise pour l’organisation de l'hétérochromatine dans les cellules prolifératives. En étudiant le contrôle de l'expression de Ki-67, nous avons pu mettre en évidence que les différents niveaux d’expression de Ki-67, souvent observés dans les lignées cellulaires transformées ou non, les tissus et les échantillons de tumeurs des patients, seraient expliqués par une régulation via la machinerie du cycle cellulaire.En utilisant nos souris mutantes Ki-67, nous avons également montré que l’absence de Ki-67 permettait de protéger les souris contre la carcinogenèse intestinale dans les deux différents modèles expérimentaux utilisés. De plus, l'analyse de la conséquence de l'ablation de Ki-67 dans la lignée tumorale murine, 4T1, a révélé que Ki-67 est requis pour le maintien des propriétés souches de ces cellules cancéreuses. En outre, la déplétion de Ki-67 a fortement affecté la croissance des tumeurs et la formation de métastases pulmonaires chez les souris. De façon similaire, l'absence de Ki-67 a fortement altéré le développement des xénogreffes de la lignée MDA-MB-231 dans des souris immuno-déficientes. De plus, le séquençage de l'ARN dans les cellules 4T1 a révélé l’existence d’altérations importantes au niveau transcriptomique, suite à la déplétion de Ki-67.L’ensemble de ces résultats suggère une implication spécifique de Ki-67 dans l'initiation et la progression tumorale et que Ki-67 serait une cible thérapeutique potentielle et intéressante dans le traitement du cancer.

The cell proliferation antigen Ki-67 is constitutively expressed in cycling mammalian cells and is widely used as a cell proliferation marker to grade tumours. Despite its use in cancer histo-pathology its functions are poorly understood. The aim of this project is to improve understanding of Ki-67 functions and its requirements in cancer initiation and progression. We found that Ki-67 is dispensable for cell proliferation and Ki-67 mutant mice did not exhibit any developmental abnormalities, and were fertile and aged well. Although Ki-67 was uncoupled from cell proliferation, Ki-67 was found to promote heterochromatin organization in proliferating cells. Studying Ki-67 expression control, we have found that cell cycle regulation accounts for Ki-67 variability levels in normal human cells, proliferating tissues in mice, human cancer cell lines and caner patients.Using our Ki-67 mutant mice, we found that Ki-67 depletion can protect mice from intestinal carcinogenesis in two different experimental models used. Moreover, analysis of the consequence of Ki-67 ablation in the mouse breast cancer cell line, 4T1 has revealed its requirements for the maintenance of the stem-like proprieties of these cancer cells. More importantly, Ki-67 depletion strongly affects 4T1 tumour growth and formation of lung metastases in vivo. Similarly, Ki-67 absence strongly impaired the development of the TNBC-derived MDA-MB-231 xenografts in vivo. Moreover, comparison of Ki-67 dependent alterations in gene expression in 4T1 cells by RNA sequencing revealed widespread transcriptome changes following Ki-67 depletion. Together, these results suggest a specific involvement of Ki-67 in cancer initiation and progression and may constitute a potential therapeutic target in cancer therapy.