Modulation du phénotype dans les cellules HMEC

Phenotype modulation in HMEc

• Auteur / Autrice : Amanda Abi Khalil
• Direction : Charles Theillet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 28/06/2017
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Cancérologie (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Anne Debant
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charles Theillet, Anne Debant, Stéphane Ansieau, Christophe Ginestier, Marie-Ange Deugnier, William Jacot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Ansieau, Christophe Ginestier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glande mammaire

Transition épithélio-mésenchymateuse

Cellules épithéliales

Phénotype

Mots clés libres

Phénotype

Cellules épitheliales mammaires primaires

Transition épithélio-Mésenchymateuse

Phenotype

Human mammary epithelial cells

Epithelial-Mesenchymal transition

Résumé

Le cancer du sein est une pathologie hétérogène au plan clinique et au moins 5 sous-types moléculaires ont pu être définis sur la base de différences d’expression ARNm. Ces sous-types présentent des différences de profils d’anomalies génomiques et de méthylation des cytosines. Ces différences génétiques et épigénétiques s’expliqueraient par des types cellulaires d’origines distincts au sein de l’épithélium mammaire, toutefois, ceci n’a pas été confirmé clairement à ce jour. Alternativement, il a été proposé que l’activation de voies oncogéniques différentes pouvait avoir un impact significatif sur les modifications génétiques ou épigénétiques. Dans ce travail nous avons voulu vérifier cette hypothèse en l’appliquant à un modèle de cellules épithéliales mammaires normales primaires humaines, que nous avons isolé des à partir de glandes mammaires. Ces cellules ont été transformées en deux étapes par transduction avec (i) un shARN ciblant TP53, (ii) un oncogène. Nous avons sélectionné 3 oncogènes qui activent des voies de signalisations distinctes CCNE1, HRAS-v12 et WNT1. Nous avons établi un modèle de transformation tumorale en trois étapes, cellules normales, immortalisées et transformées, permettant de suivre les modifications moléculaires associées à chaque étape et de vérifier si l’activation de voies oncogéniques distinctes produisait des profils d’anomalies différents. Les différents modèles ont été analysés par CGH-array, RRBS, transcriptome et miRNA à des temps de culture définis.Nos résultats montrent que l’activation de la voie RAS aboutit à des profils d’anomalies génétiques et de méthylation des CpG radicalement différents de ceux obtenus après surexpression des gènes CCNE1 et WNT1. Ces différences apparaissent très rapidement après transduction des oncogènes alors que les profils des cellules CCNE1 et WNT1 divergent plus tardivement. Enfin, l’inactivation de p53 n’induit pas par elle-même une instabilité élevée, mais produit un contexte de plasticité favorable aux modifications génétiques et épigénétique.Par ailleurs, nous avons noté des différences phénotypiques entre les HMEC RAS (mésenchymateuses) et les HMEC CCNE1 et les HMEC WNT1 (épithéliales). Dans ce travail, je montre que les HMEC shp53 immortalisées présentent une plasticité phénotypique, une partie des cellules entrant en EMT spontanément, l’autre restant épithéliales. J’ai montré que la transduction RAS sélectionnait les cellules ayant effectué une EMT, alors que la transduction de CCNE1 ou WNT1 sélectionnait les cellules épithéliales. J’ai cherché à identifier les déterminants de ces changements phénotypiques et mes résultats suggèrent qu’ils résultent d’une balance entre une signalisation TGFB1/BMP1, qui favorise l’EMT, et BMP4/WNT7 qui favorise la MET.

Breast cancer is a heterogeneous pathology. Based on the differences of mRNA expression, at least five molecular subtypes have been defined. These subtypes show differences in profiles of genomic abnormalities and CpG methylation. These molecular subtypes are thought to originate from different cell lineages in the mammary gland. However, this has not yet been clearly demonstrated. Alternatively, it has been proposed that the activation of different oncogenic pathways could have a significant impact on genetic or epigenetic changes.We wanted to verify this hypothesis by applying it to a normal primary human mammary epithelial cells (HMEC) model, which we isolated from normal mammary explants. These cells were transformed in two step process by sequential transduction of (i) a shRNA targeting TP53, (ii) an oncogene. We selected 3 oncogenes that activate distinct signaling pathways CCNE1, HRAS-v12 and WNT1. Our tumor transformation model was established in three-step, normal, immortalized and transformed cells, allowing us to monitor the molecular changes associated with each step and to verify whether the activation of distinct oncogenic pathways produced different profiles of genetic and epigenetic modifications. The different models were analyzed at defined culture times by CGH-array, RRBS, transcriptome and miRNA. Our results show that genetic abnormalities and CpG methylation profiles are different between cells where the RAS pathway was activated and cells overexpressing WNT1 or CCNE1. These differences appear rapidly after oncogene transduction, whereas the profiles of the CCNE1 and WNT1 cells diverged later. Finally, inactivation of p53 by itself does not induce high instability, but produces a context of plasticity favorable to genetic and epigenetic changes.In addition, we noted phenotypic differences between HMEC RAS (mesenchymal) and HMEC CCNE1 and HMEC WNT1 (epithelial). In this work, I show that the immortalized HMEC shp53 exhibit a phenotypic plasticity, where some cells enter a spontaneous EMT and the others remain epithelial. I showed that RAS transduction selected cells that are undergoing an EMT, whereas transduction with CCNE1 or WNT1 selected the epithelial cells. I have sought to identify the determinants of these phenotypic changes and my results suggest that a balance exists between TGFβ1 / BMP1 signaling, which promotes EMT, and BMP4 / WNT7a which promotes TEM.