Implication du collagène de type I, de son organisation et de sa dégradation dans la progression tumorale

Involvement of type I collagen organisation and degradation in tumor progression

• Auteur / Autrice : Manon Ros
• Direction : Frédéric Saltel, Frédéric Bard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 11/12/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BordeAux Research In Translational Oncology (2016-2021)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Saltel, Frédéric Bard, Olivier Destaing, Danijela Vignjevic, Grégory Giannone
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Destaing, Danijela Vignjevic

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer -- Caractère envahissant

Matrice extracellulaire

Collagène de type I

Métastases

Mots clés libres

Collagène de type I

Cancer

Matrice extracellulaire

Invasion

Calnexine

Dépôts membranaires

Collagène I

Cancer

Extracellular Matrix

Invasion

Calnexin

Membrane depositions

Résumé

Le développement de métastases est la cause principale des décès liés aux cancers. Lors de ce processus, les cellules tumorales acquièrent des capacités invasives afin de dégrader la matrice extracellulaire (MEC) et d’envahir les tissus environnants. Le collagène de type I est un des composants majoritaires de la MEC, et les enzymes permettant son clivage peptidique (MMPs) sont bien caractérisées.L’invasion tumorale est stimulée par l’activation de la voie GALA, entrainant une augmentation générale de la O-glycosylation. Dans un premier projet, nous montrons que la calnexine, protéine résidente du RE, est hyperglycosylée in vitro lorsque la voie GALA est activée, mais également in vivo dans des tumeurs du foie humaines et murines. Dans ces conditions, la calnexine et ERp57 (oxidoréductase liant la calnexine dans le RE) sont relocalisées à la surface des cellules au niveau des invadosomes, qui sont des structures impliquées dans la dégradation de la MEC. Nous démontrons que ce complexe calnexine/ERp57 est une oxidoréductase essentielle pour la dégradation du collagène. En effet, au niveau des invadosomes, elles réduisent les ponts disulfures du collagène extracellulaire avant le clivage du collagène par les MMPs. In vivo, la croissance tumorale et la formation de métastases sont inhibées par des anticorps bloquants anti-calnexine. Nous avons donc mis en évidence que la réduction des ponts disulfures du collagène par le complexe calnexine/ERp57 est une étape nécessaire pour la dégradation de la MEC et pour l’invasion tumorale.Dans un second projet, nous avons étudié la migration cellulaire, qui est une étape clé de la progression tumorale et de la formation de métastases. Plusieurs structures impliquées dans la communication intercellulaire ont été décrites (comme par exemple les migrasomes, les exosomes ou les vésicules extracellulaires) et ont été démontrées comme favorisant la migration cellulaire. Pour cela, ces structures déposent du contenu cellulaire, via des vésicules, afin d’induire ou d’inhiber de nombreux processus cellulaires, dont la migration. Au cours de ce projet, nous mettons en évidence de nouvelles structures produites par les cellules au cours de la migration cellulaire. En effet, les cellules déposent des dépôts membranaires le long des fibres de collagène I, en extracellulaire. Ces structures sont composées de plusieurs familles de protéines, dont des récepteurs au collagène. Ces structures semblent donc impliquées dans la communication intercellulaire afin de promouvoir la migration cellulaire. Ces structures pourraient permettre de comprendre un nouveau mécanisme impliqué dans la migration tumorale.

Metastasis is one of the leading causes of cancer death. During this process, tumor cells acquire invasive capacities in order to degrade the extracellular matrix (ECM) and invade surrounding tissues. Type I collagen is the main component of the ECM, and the enzymes mediating collagen peptidic cleavage (MMPs) are well characterized.Tumor invasion has been shown to be stimulated by activation of the GALA pathway, inducing a general increase in O-glycosylation. In the first project, we show that the ER resident protein calnexin is hyperglycosylated when GALA is activated, in vitro as well as in vivo in mouse and human liver tumor. In these conditions, calnexin and its ER binding partner ERp57 are relocated to the invadosomes, which are structures involved in ECM degradation. We could highlight that calnexin/ERp57 complex is an oxidoreductase essential for collagen degradation. Indeed, once in invadosomes, they reduce extracellular collagen disulfide bond before collagen cleavage by MMPs. In vivo, liver tumor growth and lung metastasis of breast and liver cancer cells are inhibited by anti-Cnx antibodies. We could highlight that collagen disulfide bond reduction is a key step in ECM degradation and tumor invasion.In a second project, we focused on cell migration, which is a key step during tumor progression and metastasis formation. Several structures and cell-cell communication processes (such as migrasomes, exosomes or extracellular vesicles) are already shown to promote tumor cell migration. Indeed, these mechanisms allow cells to release cellular content in order to induce or inhibit cellular processes, including cell migration.Here we described new structures made by cells during cell migration. These structures are membrane depositions found outside the cell, along type I collagen fibers. They composed of several protein families such as collagen binding receptors. These structures look to be involved in cell-cell communication to promote tumor migration and could provide a new process involved in tumor migration.