Rôle de la Kindline-1 dans la progression métastatique de différents cancers épithéliaux.

par Paula AzoríN Pardo

Projet de thèse en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Keltouma Driouch.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Cancérologie, Biologie, Médecine, Santé , en partenariat avec Service de Génétique, Unité de Pharmacogénomique (laboratoire) et de Faculté de médecine (référent) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    La migration et l'invasion cellulaires constituent des prérequis pour la dissémination métastatique des cancers. Ces processus reposent sur la capacité des cellules tumorales à franchir la membrane basale, à remodeler la matrice extracellulaire (MEC) et à migrer à travers ce réseau tridimensionnel (3D) de macromolécules. L'une des étapes initiant ces processus est la formation de contacts cellules-MEC engendrés par les intégrines. Récemment, une série de publications a souligné l'importance fondamentale des kindlines dans le fonctionnement des intégrines. Par ailleurs, notre équipe a déterminé le rôle majeur de la kindline-1 dans la survenue des métastases pulmonaires de cancers. Au niveau clinique, nous avons montré que l'expression de la kindline-1 est plus élevée dans les tumeurs que dans les tissus normaux dans différents cancers (sein, poumon, côlon, vessie…) et que cette surexpression est associée à une évolution péjorative de la maladie. Au niveau expérimental, nous avons pu valider le rôle de la kindline-1 dans l'invasion tumorale et la dissémination métastatique, en combinant l'utilisation de modèles in vitro et in vivo. En particulier, nous avons déterminé que l'expression de la kindline-1 induit une augmentation de la prolifération, de la migration et de l'invasion cellulaires. Nous avons par ailleurs identifié un rôle important de cette protéine dans la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), mécanisme majeur de la progression tumorale. Enfin, nous avons démontré que la déplétion de la kindline-1 dans un modèle murin de cancer du sein entraine une inhibition significative de la croissance de la tumeur primaire mammaire et abolit le développement de métastases pulmonaires. Le projet de thèse que nous proposons a pour objectif l'étude du rôle de la kindline-1 dans la régulation des voies de signalisation intégrines-dépendantes et indépendantes et son effet sur le comportement des cellules tumorales : 1) Au niveau translationnel, l'expression de la kindline-1 pourra être testée par immunohistochimie sur différents types tumoraux et corrélée aux profils génétiques des tumeurs (mutations somatiques des gènes EGFR, KRAS, BRAF…), à la réponse aux traitements ciblés administrés et à la survie des patients; 2) Au niveau fonctionnel, les mécanismes moléculaires impliqués dans les fonctions de la kindline-1, dépendantes et indépendantes des intégrines, seront étudiées en utilisant des mutants des intégrines β1 ayant perdu leurs capacités à interagir avec la kindline-1. Nous testerons le potentiel de ces mutants à récapituler, au moins en partie, les phénotypes médiés par la kindline-1. Inversement, nous avons généré des mutants de la kindline-1, ne se liant plus aux intégrines β. Ces mutants seront analysés afin de mieux définir leurs fonctions de la protéine. Ainsi, différents phénotypes seront étudiés in vitro, tels que la prolifération, l'invasion cellulaire, la dynamique des adhésions focales, l'instabilité génomique... Les mécanismes moléculaires sous-jacents seront déterminés en analysant les voies de signalisations activées ou au contraire inhibées. 3) Le rôle de la kindline-1 dans la croissance tumorale et le processus métastatique sera validé in vivo à l'aide de modèles murins de xénogreffes des lignées cellulaires surexprimant les formes sauvage ou mutante de la kindline-1, ainsi que les lignées invalidées pour la kindline-1. 4) Finalement, des souris transgéniques pour lesquels la kindline-1 aura été déplétée de façon conditionnelle dans la glande mammaire sont actuellement en cours d'élaboration dans notre laboratoire. Ces modèles permettront de mieux définir le rôle de la kindline-1 dans le développement de la glande mammaire et le cancer du sein.

  • Titre traduit

    Role of Kindlin-1 in epithelial cancers progression.


  • Résumé

    Cell migration and invasion are essential components of tumor metastasis. These processes are dependent on the capacity of cancer cells to reach the basement membrane, remodel the extracellular matrix (ECM) and migrate through the tri-dimensional (3D) matrix meshwork. One of the major underlying initiating pathways is the formation of integrin-based cell-matrix contacts. The integrin signalling adaptors, such as kindlins are key players in these pathways and regulate several basic processes including cell cycle control, survival, cytoskeletal re-organization, cell polarity and motility. Our team has determined the major role of kindlin-1 in the development of lung metastasis. At a clinical level we have shown in different cancer types (breast, lung, colon, bladder…) that kindlin-1 expression is higher in the tumors than in normal tissue. Moreover, this overexpression is associated to a worse prognosis. At an experimental level, we have validated the role of kindlin-1 in tumor invasion and metastasis by combining in vitro and in vivo models. We have determined that kindlin-1 expression induces an increase in cellular proliferation, migration and invasion. Furthermore, we have identified that this protein plays an important role in the epithelial to mesenchymal transition (EMT); a hallmark of tumor progression. Finally we have demonstrated that kindlin-1 depletion in a breast cancer mouse model inhibits primary tumor growth and avoids the development of lung metastasis. The aim of this study is to investigate the involvement of kindlin-1 as a regulator of integrin-dependent and independent signalling pathways and its impact on biological processes related to cancer. The project comprises four axes, analyzing several issues at the experimental and clinical levels, with complementary approaches involving different molecular, cellular and animal models. 1) At the translational level, Kindlin-1 expression will be investigated in different epithelial cancer types and correlated to the genetic profiles of tumors (such as somatic mutations of EGFR, KRAS, BRAF genes …) , the response to corresponding targeted therapies and the patients survival. 2) At the experimental level, the molecular mechanisms underlying the integrin-dependent and -independent functions of Kindlin-1 will be investigated using several mutant proteins including β1-integrin mutants unable to interact with kindlin-1 and our recently developed kindlin-1 mutants deficient in the β1-integrin binding sites. We will analyze their capacities to partially recapitulate the phenotypes observed in cellular models depleted or overexpressed for kindlin-1. In particular, we will study their contribution to kindlin-1-mediated cell proliferation, migration and invasion and integrin-independent phenotypes such as genomic instability. 3) To further validate the role of kindlin-1 in vivo in cell invasion at the primary site and distant metastasis, new mouse models will be established, including orthotopically inoculated xenografts of cancer cells overexpressing the wildtype or mutant forms of kindlin-1 as well as kindlin-1-knockdown tumor cells. 4) Finally, we are actually developing a transgenic knockout mouse model with a conditionally inactivated kindlin-1 in the mammary gland. This mouse model will enable us to elucidate the role of kindlin-1 in mammary gland development, tumorigenesis and metastasis.