Définition d’une glyco-signature spécifique des cellules souches tumorales de glioblastome et développement d’outils pour la caractérisation cellulaire

par Mathilde Cheray

Thèse de doctorat en Médecine. Biologie Santé

Sous la direction de Fabrice Lalloué et de Serge Battu.

Soutenue en 2011

à Limoges .

mots clés

• Glioblastome
• Cellules souches
• Glycosylation

Résumé

Le glioblastome (GBM) est la tumeur cérébrale la plus agressive due à sa radiorésistance et sa capacité à récidiver, cela suggérant la présence de cellules souches cancéreuses (CSCs) au sein de la tumeur. Ces cellules sont considérées comme cible majeure pour éradiquer la tumeur mais restent mal connues. La principale difficulté reste leur isolement et leur caractérisation afin de développer des thérapies ciblées et découvrir de nouveaux marqueurs. Dans ce sens, nous avons utilisé deux approches de caractérisation et/ou d’isolement des CSCs dans le GBM. La première repose sur l’obtention d’une signature moléculaire (glyco-signature). Une analyse transcriptomique différentielle du niveau d’expression des gènes de la glycosylation selon l’état de différenciation des cellules issues de 2 lignées de GBMs a été effectuée. Cette méthodologie a permis d’identifier des gènes spécifiquement surexprimés dans les cellules indifférenciées apparentées aux CSCs par Taqman Low Density Array (TLDA). Ces résultats ont pu être confirmés par l’étude de l’expression protéique de ces gènes dans les lignées ainsi que dans des transcrits de tumeurs de patients. L’implication des gènes isolés pour le maintien du caractère indifférencié des cellules a été évaluée à l’aide de lignées cellulaires inactivées pour chaque gène sélectionné. La seconde approche repose sur le développement d’un biocapteur permettant d’obtenir une signature électromagnétique des cellules les plus indifférenciées. Celui-ci permet de s’affranchir des marquages immunologiques afin de caractériser et trier ces cellules. Cette solution de tri pourra être couplée à une technologie de tri existant dans le laboratoire, la SdFFF.

Titre traduit

Characterization of glioblastoma tumor stem cells: definition of a specific glycosignature and development of tools for characterizing stem cells

Résumé

Glioblastomas (GBMs) are the most common and aggressive type of brain tumor. The understanding of the cellular and molecular mechanisms of tumor initiation and acquired resistance to conventional radio- and chemotherapy should lead to novel therapeutic approaches. In this regard, the identification and characterization of cancer stem cells (CSCs) has gained attention. In the present report, we used two approaches for the characterization and/or isolation of CSCs in GBM. The first approach consisted on defining a molecular signature (glyco-signature). Glycosylation-related gene expression of 2 GBMs cell lines was assessed by differential transcriptomic analysis to compare differentiation states. Overexpressed genes in undifferentiated cells in comparison with differentiated ones were identified by Taqman Low Density Array (TLDA). Similar results were found in patient’s tumors transcripts and protein expression was also confirmed in the 2 cell lines. In order to correlate gene expression with undifferentiated characteristics maintenance, 3 selected genes thought to be involved in maintenance of the undifferentiated status were inactivated. The second approach was based on developing cell sorting tools. Electromagnetic characteristics of undifferentiated cells were studied by the development of a biosensor which allows sorting cells avoiding immunologic labeling. Finally, biosensors could be coupled with SdFFF, another cell sorting technique used in the laboratory.