Rôle des kinésines mitotiques Eg5 et MKLP-2 dans l’angiogenèse physiologique et pathologique

Role of the mitotic kinesins Eg5 and MKLP-2 in physiologic and pathologic angiogenesis

• Auteur / Autrice : Prisca Exertier
• Direction : Martin Hagedorn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 15/11/2012
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interactions moléculaires entre le système vasculaire et des cellules tumorales
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : John De Vos
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Duplàa, Yves Audigier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inhibiteurs

Glioblastome

Néovascularisation

Mots clés libres

Eg5

Mklp-2

Angiogenèse

Glioblastome

Carcinome rénal

Eg5

Mklp-2

Angiogenesis

Glioblastoma

Renal carcinoma

Résumé

Rôle des kinésines mitotiques Eg5 et MKLP-2 dans l’angiogenèse physiologique etpathologique.L’angiogenèse est un phénomène biologique complexe qui correspond à la formation de nouveauxvaisseaux à partir de vaisseaux préexistants. Ce processus essentiel est régulé par des nombreuxfacteurs, dont le plus puissant est le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire (VEGF).Des inhibiteurs du VEGF sont actuellement utilisés dans le traitement de nombreux cancerssolides. Leur efficacité est constatée dans plusieurs études mais des résistances contre cesmolécules sont fréquemment observées. Afin d’identifier de nouvelles cibles thérapeutiques dansla voie de signalisation de VEGF, nous avons utilisé le modèle de la membrane chorioallantoïdienne(CAM) de l’embryon de poulet. Les CAM traitées au VEGF pendant 24hdéveloppent de nombreux vaisseaux. Ces tissus ont été isolés pour effectuer une analysetranscriptomique. En dehors des gènes endothéliaux déjà connus pour être régulés par le VEGF,de nouveaux gènes ont été identifiés. Nous avons focalisé notre recherche sur des gènes codantpour les kinésines mitotiques KIF11/Eg5 et KIF20A/MKLP-2 qui ont été fortement induites.Nous avons démontré qu’Eg5 et MKLP-2 sont fortement exprimées au niveau de l’endothéliumdans des tissus sains et dans des cancers solides. Des inhibiteurs chimiques spécifiques d’Eg5(dimethylenastron et ispinesib mesylate) et MKLP-2 (paprotrain) bloquent les étapes clés de laformation des vaisseaux sanguins (prolifération, adhérence et migration des cellules endothéliales),la prolifération des cellules tumorales ainsi que la formation de néo-vaisseaux dans des culturesd’anneaux aortiques. De plus, sur la CAM et chez la souris, l’inhibition de cette même kinésinediminue significativement la croissance et la vascularisation des modèles tumoraux utilisés lors dece projet (le glioblastome et le carcinome rénal). En conclusion, Eg5 et MKLP-2 pourraient descibles potentielles dans les thérapies anti-angiogéniques.Mots clés : Eg5, MKLP-2, angiogenèse, kinésine, ispinesib, dimethylenastron, glioblastome,cancer rénal

Role of the mitotic kinesins Eg5 and MKLP-2 in physiologic and pathologic angiogenesis.Angiogenesis is a complex biological phenomenon which corresponds to the formation of newblood vessels from pre-existing vessels. This process is regulated by a plethora of differentmolecules with vascular endothelial growth factor (VEGF) being one of the most important ones.VEGF inhibitors are currently used in the treatment of numerous solid cancers. Even though theefficacy of such treatment is prouven by numerous studies, resistance to anti-angiogenic therapy isa common feature. To identify new therapeutic targets downstream of VEGF, we modelized itsaction on the chick chorioallantoic membrane (CAM). VEGF-treated CAMs develop a densevascular network 24h after application. We used chick microarrays to monitor global geneexpression changes in VEGF-induced CAMs. Beside a consistent number of genes alreadydescribed to be regulated by VEGF, numerous unknown genes have been identified. We havefocused our work on the characterization of Eg5/KIF11 and MKLP-2/KIF20A, members of thekinesin family, both strongly upregulated by VEGF.We demonstrated that Eg5 and MKLP-2 are strongly expressed by blood vessels in normal andcancer tissue sections. KIF20A is involved in the proliferation and migration of endothelial cellsin vitro. We showed that chemical inhibitors specific for KIF11/Eg5 (dimethylenastron andispinesib mesylate) affect key steps in the formation of blood vessels (proliferation, adhesion andmigration of endothelial cells) and proliferation of tumor cells (glioma and renal cancer).Furthermore, in experimental glioblastoma and renal cell carcinoma models (CAM and orthotopicimplantation in mice), anti-Eg5 treatment strongly reduces tumor angiogenesis and growth. Inconclusion, Eg5 and MKLP-2 could be potential targets in anti-angiogenic therapies.Keywords: Eg5, MKLP-2, angiogenesis, kinesin, ispinesib, dimethylenastron, glioblastoma, renalcell cancer