Implication des Zonula Occludens dans la progression métastatique des cancers broncho-pulmonaires

par Julien Lesage

Projet de thèse en Médecine - STS

Sous la direction de Myriam Polette.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences, Technologies, Santé , en partenariat avec (PERPMP) Plasticité de l'Epithélium Respiratoire dans les conditions normales et Pathologiques (laboratoire) depuis le 04-09-2012 .


  • Résumé

    Lors de la conversion métastatique des tumeurs épithéliales, les cellules tumorales acquièrent des capacités invasives et migratoires leurs permettant de franchir la membrane basale, d'envahir le tissu sous-jacent et de former des métastases à distance. Cela implique des modifications phénotypiques importantes des cellules tumorales qui, au niveau moléculaire, se manifestent par une réorganisation ou une disparition des complexes d'adhérence intercellulaire (jonctions serrées et adhérentes, desmosomes), la restructuration du cytosquelette et l'expression des métalloprotéinases matricielles (MMP) rarement synthétisées par les cellules épithéliales en conditions normales. Au final, ces changements traduisent la perte des attributs typiquement épithéliaux (cohésion cellulaire) et le gain de propriétés mésenchymateuses (motilité, dégradation matricielle), et définissent la transition épithélio mésenchymateuse (TEM). Si ce processus de TEM a initialement été décrit dans le développement embryonnaire (TEM de type I), il décrit également, par analogie, les modifications phénotypiques qui ont lieu au cours de la progression tumorale (TEM de type III). Alors que l'implication des molécules des jonctions adhérentes dans la progression tumorale est établie, notamment celle de la caténine-β et de la cadhérine-E, il y a actuellement peu de données concernant le rôle des molécules des jonctions serrées, ce qui constitue l'objet de nos recherches. Les jonctions serrées assurent l'étanchéité entre les cellules épithéliales et forment une ceinture péricellulaire qui garantit le maintien de la polarité cellulaire en délimitant les régions apicale et basolatérale. Elles sont constituées de protéines transmembranaires (occludine, claudines) reliées au cytosquelette d'actine par des protéines adaptatrices sous-membranaires parmi lesquelles on retrouve les Zonula Occludens (ZO-1, -2, -3). Dans cette étude, nous nous intéressons spécialement à ZO-1 dont la relocalisation cytoplasmique et/ou nucléaire est corrélée à l'acquisition des propriétés invasives des cellules tumorales. En outre, le laboratoire a déjà pu montrer que ZO-1 régule l'expression de la MT1-MMP. Plus récemment, il a mis en évidence, en collaboration avec l'Université de Liège, que ZO-1 régule l'expression de l'interleukine-8 (IL-8) dans les cellules tumorales mammaires humaines. Cette régulation est une piste supplémentaire de l'implication de ZO-1 dans la progression tumorale. En effet, l'IL-8 est surexprimées dans différents types de cancer et son expression est corrélée au potentiel métastatique des tumeurs et à l'augmentation de leur vascularisation. Cependant les mécanismes qui contribuent à sa surexpression par les cellules tumorales restent encore méconnus. Ce travail de thèse a pour objectif de préciser l'implication fonctionnelle de ZO-1 dans le contrôle de l'expression de l'IL-8 ainsi que le(s) mécanisme(s) mis en jeu au cours de cette régulation dans les cellules tumorales bronchiques et mammaires. Pour cela nous étudions 1/ l'effet de ZO-1 sur l'activité du promoteur de l'IL-8, 2/ son influence sur les voies de signalisation cellulaires et 3/ ses nouveaux partenaires protéiques.

  • Titre traduit

    Involvement of Zonula Occludens proteins in metastatic lung cancer progression.


  • Résumé

    During metastatic conversion of epithelial tumors, epithelial tumor cells acquire invasive and migratory abilities allowing them to cross the basement membrane, to invade underlying tissue and form distant metastases. This implies significant phenotypic changes of tumor cells, manifested at the molecular level by reorganization or disappearance of intercellular adhesion complexes (tight and adherens junctions, desmosomes), restructuring of the cytoskeleton and expression of matrix metalloproteases (MMP) rarely synthesized by epithelial cells under normal conditions. Ultimately, these changes reflect the loss and gain, respectively, of epithelial attributes (cell cohesion) and mesenchymal properties (motility, matrix degradation), and define the epithelial-mesenchymal transition (EMT). Initially described in embryonic development (EMT type I), EMT describe by analogy, the phenotypic changes that occur during tumor progression (EMT type III). While the involvement of adherens junctions molecules in tumor progression is well established, especially β-catenin and E-cadherin, currently there is limited data on the role of tight junction (TJ) molecules, which is the subject of our research. TJ provides the seal between epithelial cells and forms a pericellular belt which ensures the maintenance of cell polarity and defined the apical and basolateral regions. TJ consist of transmembrane proteins (occludin, claudin) connected to actin cytoskeleton with sub-membrane scafolding proteins among which the Zonula Occludens proteins (ZO-1, -2, -3). In this study, we focused especially on ZO-1 which, once relocated in cytoplasm displays pro-invasive functions. Moreover, the laboratory has already shown that ZO-1 regulates the expression of MT1-MMP. More recently, we highlighted in collaboration with the University of Liège, that ZO-1 regulates the Interleukin-8 (IL-8) expression in human breast tumor cells. This regulation is an additional track of the involvement of ZO-1 in tumor progression. Indeed, IL-8 is overexpressed in different types of cancer and its expression is correlated with vascularization and metastatic potential. However, the mechanisms that contribute to its overexpression in tumor cells remain unknown. The objective of this work is to clarify the functional involvement of ZO-1 in regulating of IL-8 expression and mechanisms implicated in this regulation in lung and breast cancer cells. Therefore, we study the effect of ZO-1 on the IL-8 promoter activity, its influence on cell signaling pathways and its new protein partners.