Implication des collagènes et de leur récepteur à domaine discoïdine DDR1 dans le développement des cancers du rein adultes et pédiatriques

Involvement of collagens and their DDR1 discoidin domain receptor in the development of adult and pediatric kidney cancers

• Auteur / Autrice : Sandra Majo
• Direction : Patrick Auguste
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 13/12/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : MIRCADE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biothérapie des maladies génétiques inflammatoires et cancers (Bordeaux ; 2011-2021)
• Jury : Président / Présidente : Elisabeth Génot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Auguste, Elisabeth Génot, Françoise Redini, Ulrich Valcourt, Serge Roche
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Françoise Redini, Ulrich Valcourt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matrice extracellulaire

Collagène

Néphroblastome

Carcinome rénal à cellules claires

Mots clés libres

Carcinomes rénaux

Tumeurs de Wilms

Matrice extracellulaire

Récepteur à domaine discoïdine

Collagène

Sphéroïdes

Renal carcinomas

Wilms tumors

Extracellular matrix

Discoidin domain receptor

Collagen

Spheroids

Résumé

Chez l’adulte, les cancers du rein ou carcinomes rénaux (RCC) comptent parmi les 20 cancers les plus diagnostiqués. Chez les enfants, les cancers du rein (constitués à 90% par des tumeurs de, Wilms (WT)) constituent la 3ème tumeur solide diagnostiquée. En l’absence de métastases le taux global de guérison est bon. Malgré cela, l’arsenal thérapeutique des RCC ou des WT est confronté à l’augmentation des résistances, à un manque d’efficacité ou provoque de lourds effets indésirables impactant la qualité de vie des patients (cancers secondaires, pathologies cardiaques etc.). L’absence de biomarqueurs dans ces cancers retarde et complique le diagnostic de ces tumeurs. Le développement et la progression tumorale dépendent des interactions entre les cellules cancéreuses et leur microenvironnement. Ce dernier est constitué d’un élément non cellulaire, la matrice extracellulaire (MEC) et d’éléments cellulaires (fibroblastes, cellules immunitaires, adipocytes etc.) détournés au profit de la tumeur et favorisant sa progression. Mon projet de thèse s’est porté sur l’effet de la MEC et de ses récepteurs cellulaires sur le développement des cancers du rein adultes et pédiatriques. Le 1ier projet a consisté à évaluer l’impact de composants de la MEC (Collagène I, Fibronectine 1 et Matrigel) sur les caractéristiques phénotypiques de 3 lignées cellulaires de RCC (Renca, 786-O, Caki-2). Cette étude a permis de mettre en évidence que le collagène I est le principal modulateur du devenir des cellules de RCC favorisant la migration et l’invasion cellulaire, importantes pour la dissémination métastatique. Par la suite, l’utilisation des lignées Renca et 786-O a permis d’étudier le rôle du récepteur aux collagènes, DDR1, dans le développement des RCC. Ces cellules ont été modifiées d’une part pour surexprimer le récepteur (DDR1) ou une forme dominante négative (DDR1DN) et d’autre part pour inactiver son expression (DDR1 KO). L’utilisation de techniques 2D et 3D (sphéroïdes) a révélé un rôle antitumoral de DDR1, inhibant le développement tumoral in vitro et in vivo lorsqu’il est surexprimé. Etonnamment, l’inactivation du récepteur n’a aucun effet in vitro mais induit une forte inhibition du développement tumoral in vivo suggérant des modifications d’interactions entre la tumeur et son microenvironnement. Le 2ème projet s’est intéressé au rôle de DDR1 dans le développement des WT. Une étude protéomique à partir des contingents prétumoraux et tumoraux a mis en évidence une forte dérégulation de l’expression des collagènes dans les tumeurs ainsi que des modifications de la signalisation intracellulaire liée aux intégrines et aux autres récepteurs de la MEC. La lignée tumorale pédiatrique WT-CLS1 a été modifiée pour surexprimer différents niveaux de DDR1 (DDR1-1 et DDR1- 2) ou pour inactiver son expression (DDR1 KO). L’utilisation de sphéroïdes révèle que la surexpression de DDR1 induit un effet antitumoral in vitro en réduisant la croissance/le développement et la migration des sphéroïdes en présence de collagène I. En revanche, l’inactivation du récepteur in vitro ne diminuera que la migration cellulaire suggérant la présence d’autres acteurs (comme les intégrines) pouvant contrôler ces mécanismes en l’absence de DDR1. Ces résultats montrent que, dans les cellules tumorales des cancers du rein adultes et pédiatriques, la signalisation induite par le collagène I via son récepteur DDR1 doit être finement régulée afin de permettre un développement tumoral optimal. Ces deux projets apportent une meilleure compréhension des mécanismes de progression tumorale dans les cancers du rein et permettent l’identification de nouveaux biomarqueurs et de nouvelles stratégies thérapeutiques.

In adults, kidney cancer or renal cell carcinoma (RCC) is one of the 20 most diagnosed cancers. In children, Wilms’ tumors (WT) represent 90% of kidney cancers and is the third solid tumors diagnosed. In the absence of metastasis the overall cure rate is good. Despite this, the therapeutic arsenal of RCCs or WTs is faced with increased resistance, a lack of efficacy or causes serious undesirable effects impacting the quality of life of patients (secondary cancers, cardiac pathologies, etc.). The lack of biomarkers in these cancers delays and complicates the diagnosis of these tumors. Tumor development and progression depend on interactions between cancer cells and their microenvironment. The latter consists of a non-cellular element, the extracellular matrix (ECM) and cellular elements (fibroblasts, immune cells, adipocytes, etc.) diverted for the benefit of the tumor and promoting its progression. My thesis project focused on the effect of ECM and its cell receptors on the development of adult and pediatric kidney cancers. The 1st project consisted of evaluating the impact of ECM components (Collagen I, Fibronectin 1 and Matrigel) on the phenotypic characteristics of 3 RCC cell lines (Renca, 786-O, Caki-2). This study demonstrates that collagen I is the main modulator of the fate of RCC cells, promoting cell migration and invasion, which are important for metastatic dissemination. Subsequently, the use of the Renca and 786-O lines made it possible to study the role of the collagen receptor DDR1, in the development of RCCs. These cells were modified on one hand to overexpress the receptor (DDR1) or a dominant negative form (DDR1DN) and on the other hand to inactivate its expression (DDR1 KO). The use of 2D and 3D techniques (spheroids) has revealed an anti-tumor role of DDR1, inhibiting tumor development in vitro and in vivo when overexpressed. Surprisingly, the inactivation of the receptor has no effect in vitro but induces a strong inhibition of tumor development in vivo suggesting modifications of the interactions between the tumor and its micro-environment. The 2nd project looked at the role of DDR1 in the development of WTs. A preliminary proteomic study using pretumor and tumor contingents revealed strong deregulation of collagen expression in tumors as well as changes in intracellular signaling linked to integrins and other ECM receptors. The pediatric tumor cell line WT-CLS1 has been modified to overexpress different levels of DDR1 (DDR1-1 and DDR1-2) or to inactivate its expression (DDR1 KO). The use of spheroids reveals that overexpression of DDR1 induces an antitumor effect in vitro by reducing the growth / development and migration of spheroids in the presence of collagen I. Inactivation of the receptor in vitro will only decrease migration suggesting the presence of other actors (such as integrins) that can control these mechanisms in the absence of DDR1. These results show that in adult and pediatric kidney cancers tumor cell, signaling induced by collagen I via its DDR1 receptor must be finely regulated in order to allow optimal tumor development. These two projects provide a better understanding of the mechanisms of tumor progression in kidney cancers and allow the identification of new biomarkers and new therapeutic strategies.