Étude de la reprogrammation métabolique dans les macrophages polarisés

Exploring cell metabolism reprogramming in polarized macrophages

• Auteur / Autrice : Tanesha Naiken
• Direction : Jacques Pouysségur
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 20/06/2014
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche sur le Cancer et le Vieillissement
• Jury : Président / Présidente : Claudine Blin-Wakkach
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Pouysségur, Claudine Blin-Wakkach, Vincent Praloran, Luca Cardone
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Praloran, Luca Cardone

Mots clés

Mots clés contrôlés

Macrophages

Cancer

Métabolisme

Mots clés libres

Métabolisme

Cancer

Macrophages

Metabolism

Cancer

Macrophages

Résumé

Les cellules tumorales requièrent un approvisionnement continu de nutriments pour produire de l’énergie. Cependant le micro-environnement autour de la tumeur en fournit une quantité insuffisante. Nous avons donc émis l'hypothèse qu'il existe une symbiose nutritionnelle entre les cellules stromales et les cellules tumorales, qui contribue à la tumorigenèse et, nous nous sommes concentrés sur les macrophages. Typiquement, ils sont classés comme classiques (M1-like) ou alternatifs (M2-like) et dans le stroma, les macrophages ont tendance à avoir un phénotype M2-like. Concernant leur profil métabolique, les macrophages M1-like ont un métabolisme glycolytique. Toutefois, les caractéristiques métaboliques des macrophages M2-like ne sont toujours pas clairement définies. Dans nos travaux, en utilisant la lignée cellulaire murine de macrophage, les RAW 264.7, nous avons confirmé que les macrophages M1-like sont exclusivement glycolytiques alors que les M2-like ont plutôt un profil oxydatif. Nous avons démontré qu’il existe une certaine plasticité métabolique des cellules M2-likes car elles sont capables de basculer vers la glycolyse quand la respiration mitochondriale est inhibée. De plus, un blocage de la glycolyse n'a révélé aucune adaptation métabolique des macrophages M1-like mais influe sur les cellules M2, en réduisant leur capacité respiratoire. Finalement, nous avons observé que la polarisation fonctionnelle des macrophages M1-like pourrait être affectée par des changements dans le métabolisme cellulaire. Ces données suggèrent que le métabolisme est un facteur déterminant du phénotype fonctionnel des macrophages.

Tumor cells require a constant supply of nutrients and yet, their tumor microenvironment supplies insufficient amount of nutrients. We therefore hypothesize that it exists a nutritional symbiosis between stromal cells and tumor cells which contribute to tumorigenesis. Of these stromal cells, we focused on macrophages. Typically, they are classified as inflammatory (M1-like) or alternative (M2-like) and within the stroma, macrophages tend to exhibit an M2-like phenotype. Concerning their metabolic profile, M1-like macrophages have been described to exhibit a glycolytic metabolism. However, the metabolic features of M2-like macrophages remain pretty unclear. In our work, using the mouse monocyte macrophage cell line RAW 264.7, we have confirmed that M1-like cells are exclusively glycolytic whereas M2-like macrophages appear as mainly oxidative. We were able to demonstrate some metabolic plasticity for M2 cells that shift to glycolysis when mitochondrial respiration is inhibited. The targeting of glycolysis through the blockade of downstream lactic acid export catalyzed by monocarboxylate transporters, did not reveal any metabolic adaptation of M1-like macrophages but impacted on M2 cells, reducing their respiratory rate. By manipulating metabolic features of M1- and M2-like macrophages (i.e. glycolysis vs oxidative phosphorylation), we also investigated whether metabolic pathways themselves could impact on macrophage polarization phenotype. We observed that functional M1 polarization of macrophages could be affected by changes in cell metabolism. Taken together, these data suggest that metabolism is a crucial determinant of macrophage functional phenotype.