Analyse du comportement dynamique de cellules épithéliales bronchiques dans un modèle 3D d’invasion tumorale : effet de l’épigallocatéchine-gallate

par Salma Hazgui

Thèse de doctorat en Médecine. Biologie cellulaire

Sous la direction de Jean-Marie Zahm et de Lotfi Chouchane.

Soutenue en 2007

à Reims .

mots clés

• Cancer -- Caractère envahissant
• Imagerie tridimensionnelle
• Mouvement cellulaire
• Interprétation d'images assistée par ordinateur

Résumé

L’@invasion tumorale est essentiellement due à la dispersion des cellules à partir de massifs néoplasiques et à l’invasion du tissu conjonctif stromal par ces mêmes cellules. Ces mécanismes de dispersion et d’invasion cellulaire mettent en jeu des modifications d’interactions cellules/cellules et cellules/matrice extracellulaire. Le processus de migration des cellules est lié à l'expression d'enzymes protéolytiques capables de dégrader la matrice extracellulaire environnante. Parmi ces enzymes, les métalloprotéinases matricielles (MMPs) jouent un rôle majeur. Afin de se rapprocher au mieux des conditions in vivo, un modèle de culture en 3 dimensions est utilisé pour analyser le comportement dynamique de cellules bronchiques normales et de cellules bronchiques invasives. Au cours de la première partie de ce travail nous avons analysé et quantifié les propriétés migratoires en 3D des cellules ainsi que leur répartition spatiale en rapport avec leur expression en molécules d’adhérences intercellulaires et en MMPs. Une première application de ce modèle a été effectuée pour étudier l’effet de « l’epidermal growth factor » (EGF) sur le comportement migratoire des cellules invasives et non invasives en 3D. L’étude de l’effet de ce facteur de croissance nous a permis de valider l’utilisation de ce modèle de migration et d’invasion tumorale en 3D. La deuxième partie de notre travail a montré que l’épigallocatéchine-gallate (EGCG), le polyphénol majeur du thé vert, induit une diminution significative de la migration de cellules invasives, en parallèle avec une diminution d’expression de métalloprotéinases matricielles et la désorganisation du cytosquelette de vimentine. Ces résultats montrent que le modèle de migration 3D permet de mimer les conditions in vivo d’invasion tumorale et que l’EGCG présente un intérêt thérapeutique dans le processus de migration cellulaire.

Résumé

@Tumour invasion is essentially due to the dispersion of epithelial cells from neoplastic clusters and cell invasion of the adjacent stromal connective tissue. These mechanisms of cell dispersion and invasion necessitate changes in cell-cell and cell-extracellular matrix interactions. Cell migration requires the expression of proteolytic enzymes able to degrade the environing extracellular matrix. Among these enzymes, the matrix metalloproteinases play a key role in the process of tumour invasion. In order to mimic the in vivo conditions and to analyse the dynamic behaviour of normal and invasive bronchial cells, we developed a 3D model of cell migration. In the first part of this work, we analysed and quantified the 3D migration kinetics and spatial repartition of cells in relation with intercellular adhesion molecules and MMPs expression. A first application of this model was devoted to study the effect of the Epidermal Growth Factor (EGF) in the 3D migratory behaviour of invasive and non invasive cells. This allowed us to validate our 3D migration and tumour invasion model. In the second part of this work we showed that the epigallocatechin-gallate (EGCG), the major polyphenol of green tea, induces a significative decrease in invasive cell migration, in parallel with a decrease of matrix metalloproteinases expression and the disorganisation of vimentin, a cytoskeleton component. These results suggest that our 3D cell culture model allows to mimic the in vivo tumour invasion conditions and that EGCG presents a therapeutic interest in cell migration of invasive cells.