Influence de l'amplification des centrosomes sur la réponse à la chimiothérapie dans le cancer de l’ovaire

Influence of centrosome amplification on the response to chemotherapy in epithelial ovarian cancer

• Auteur / Autrice : Giulia Fantozzi
• Direction : Renata Basto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
• Date : Soutenance le 10/11/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie Cellulaire et Cancer
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut Curie (Paris ; 1978-....)
• Jury : Président / Présidente : Juliette Azimzadeh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Renata Basto, Stefano Santaguida, Clara Nahmias, Frances Edwards, Maria Almonacid
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Juliette Azimzadeh, Stefano Santaguida

Mots clés

Mots clés libres

Centrosome

Cancer de l’ovaire

Chimiothérapie

Instabilité chromosomique

Carboplatine

Paclitaxel

Centrosome

Ovarian cancer

Chemotherapy

Chromosome instability

Carboplatin

Paclitaxel

Résumé

Le cancer épithélial de l’ovaire (CEO) est l’une des principales causes de décès par cancer chez la femme, en raison d’un diagnostic souvent tardif. Le traitement de première intention consiste en une chirurgie, suivie d’une combinaison de paclitaxel et de carboplatine comme chimiothérapie. Malgré une réponse initiale à ces traitements chez 80 % des patientes, malheureusement 70 % d’entre elles vont présenter une récidive. Le centrosome est le principal centre organisateur des microtubules dans les cellules animales. Il contribue à la division cellulaire, à la migration et à l’invasion. L’amplification des centrosomes, autrement dit la présence de plus de deux centrosomes par cellule, est souvent observée dans les lignées cellulaires cancéreuses, y compris les CEO. Cette anomalie contribue à l’oncogenèse en impactant la ségrégation correcte des chromosomes, qui est source d’aneuploïdie. Afin de vérifier si le statut du centrosome peut influencer la réponse à la chimiothérapie, j’ai utilisé des tests de viabilité et des approches d’imagerie en temps réel dans des lignées cellulaires de CEO inductibles pour le gène Polo Like Kinase 4 (PLK4). En effet la surexpression de PLK4 génère l’amplification des centrosomes. Mes résultats montrent que l’amplification du centrosome favorise la mort cellulaire en réponse au paclitaxel seul ou en combinaison avec le carboplatine en favorisant les divisions multipolaires. Par ailleurs, j’ai pu observer que la sensibilité accrue au carboplatine en présence d’amplification du centrosome est indépendante de la ségrégation mitotique, des dommages à l’ADN et des mécanismes de réparation des dommages à l’ADN. Aussi, la caractérisation de la réponse au carboplatine a révélé que la mort cellulaire ou l’arrêt du cycle cellulaire arrive en phase S / G2 de la deuxième génération. Enfin, j’ai démontré via le séquençage de l’ADN à partir de cellules uniques que l’amplification des centrosomes ne contribue pas significativement à l’instabilité chromosomique, et à l’aneuploïdie dans les cellules de CEO. Ainsi, l’amplification du centrosome semblent modifier la façon dont les cellules réagissent au stress, indépendamment du type de stress induit par la chimiothérapie. Ce travail contribuera à élucider le rôle de l’amplification du centrosome dans les CEO et comment cela peut affecter la réponse au traitement.

Epithelial Ovarian Cancer (EOC) remains one leading cause of death from cancer in woman. First-line treatment involves debulking surgery followed by chemotherapy treatment, represented by a combination of paclitaxel and carboplatin. Despite an initial response to these treatments in 80% of patients, unfortunately 70% of them will have recurrence. The centrosome is the major microtubule organizing center in proliferating animal cells and contributes to cell division, migration, and invasion. Centrosome amplification, the presence of more than two centrosomes per cell, is often observed in cancer cell lines, including EOC. Centrosome amplification is suggested to contribute to oncogenesis via chromosome mis-segregation which generates aneuploidy. To test if centrosome status can influence the response to chemotherapy, I have used viability assays and live imaging approaches in EOC cell lines inducible for Polo-like kinase4 (PLK4), to generate centrosome amplification. Surprisingly, I have found that centrosome amplification favors cell death in response to chemotherapy. Centrosome amplification contributes to enhancing cell death in response to combined chemotherapy and paclitaxel by favoring multipolar divisions. Surprisingly, I discovered that increased response to carboplatin is independent from mitotic mis-segregation, DNA damage and DNA damage repair mechanisms. Characterization of carboplatin response revealed a cell cycle arrest and cell death occurring in S/G2 phase in the second generation. Finally, I demonstrated via DNA single cell sequencing that centrosome amplification does not significantly contribute to chromosomal instability and aneuploidy in EOC cells. Thus, extra centrosomes seem to alter how cells respond to stress, independently of the type of stress induced by chemotherapy. This work will contribute to elucidate the role of centrosome amplification in EOC and how they can affect chemotherapy treatment.