Étude de l'implication du système protéolytique neutre calcium-dépendant dans la migration des cellules musculaires tumorales

par Hélène Roumes

Thèse de doctorat en Nutrition

Sous la direction de Patrick Cottin.

Soutenue le 07-12-2009

à Bordeaux 1 , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux) .

Le jury était composé de Michel Alameddine, Michel Moenner, V. Moreau.

Les rapporteurs étaient Cécile Gauthier-Rouvière, Gérard Cabello.


  • Résumé

    Les Rhabdomyosarcomes (RMS) sont des sarcomes qui touchent préférentiellement les enfants et les adolescents. Les RMS sont à l'origine de nombreuses métastases qui sont responsables d'une réduction importante de l'espérance de vie du malade. Une meilleure compréhension des mécanismes sous-tendant la migration et l'invasion des RMS pourrait orienter vers de nouvelles thérapies visant à enrayer le développement de métastases. La dissémination métastatique fait intervenir de nombreuses protéases dont la µ- et la m-calpaïne, cystéine-protéases, constituant avec leur inhibiteur endogène, la calpastatine, le système protéolytique neutre calcium-dépendant. Dans différents travaux, l'activité de ces calpaïnes a été montrée comme dérégulée, notamment dans le cancer du rein, de la peau ou encore les adénocarcinomes colorectaux. Une connaissance approfondie de l'impact de la dérégulation de l'activité des calpaïnes sur la dissémination métastatique pourrait en faire des cibles thérapeutiques de choix. L’étude de l’activité, de l’expression et de la localisation des différents composants du système protéolytique neutre calcium-dépendant a permis de mettre en évidence une activité dérégulée des calpaïnes dans les RMS. Cette forte activité serait due à une expression très faible de la calpastatine. L’analyse comparative des caractéristiques adhésives et cinétiques des RMS par rapport aux cellules témoins, des myoblastes humains (LHCN-M2) montre un faible taux d’adhésion associé à une vitesse de migration élevée des RMS. L’activité calpaïne présente une corrélation linéaire positive avec la vitesse de migration ; les calpaïnes se présentent donc comme marqueur de l’agressivité tumorale. L’inhibition des calpaïnes par la calpeptine réduit fortement cette vitesse. Le cytosquelette des RMS est désorganisé et ne présente pas, contrairement à celui des cellules non-tumorales, de fibres de stress. À ce niveau, les études pour tenter de discriminer le rôle de la µ-calpaïne et de la m-calpaïne, utilisant des oligonucléotides antisens, montrent que dans les LHCN-M2, la µ-calpaïne jouerait un rôle prépondérant dans la régulation de l’alpha-actine en régulant de manière négative son expression. Quant à la béta-actine, elle serait régulée, aussi de manière négative, mais, uniquement par la m-calpaïne. Dans les ARMS, la µ-calpaïne et la m-calpaïne jouent un rôle similaire en stimulant l’expression des deux isoformes. De plus, le pouvoir invasif important des RMS est fortement diminué lorsque l’activité calpaïne est inhibée. L’implication des calpaïnes tant au niveau de l’adhésion, de la migration que de l’invasion des RMS font de ces dernières une cible d’étude importante pour tenter de contrecarrer le développement de métastases.


  • Résumé

    Rhabdomyosarcoma (RMS) are a soft-tissue sarcoma commonly encountered in childhood and adolescence. RMS cells can acquire invasive behaviour and can form metastases which decrease less than 20% the patients healing. The comprehension of mechanisms that regulate cancer cells migration and invasion may be a key for development of new therapies for limiting metastasis. The metastatic dissemination implicates lots of proteases of which µ-calpain and m-calpain. Calpain activity is Ca2+-dependent and is principally regulated by calpastatin, its specific endogenous inhibitor. The deregulation of calpains has been involved in tumour invasion and metastasis in several different cell types. Then, calpains would be a good target for development of novel therapies to control metastasis. Study of calpain activity, expression, and localisation underline the deregulation of calpain activity in RMS. This high activity may be due to weak expression of calpastatin. The comparative analysis of adhesive and kinetical characteristics of RMS cells, compared to human myoblasts, LHCN-M2 cells, show a weak adhesiveness and an important migration velocity in RMS cells. The calpain activity presents a positive linear correlation with the migration velocity; so, calpain may be considered as marker of tumoral aggressiveness. The inhibition of calpain by calpeptin reduces significantly the migration velocity. The cytoskeleton RMS cells is disorganised and does not present stress fibers, contrary to LHCN-M2 cells. At this level, discrimination of µ- and m-calpain role, using antisens oligonucleotides, shows that in LHCN-M2 myoblasts, µ-calpain may negatively regulate the alpha-actin expression and that béta-actin may be positively regulated by the m-calpain. In ARMS cells, both µ- and m-calpain positively regulate alpha- and béta-actin. Moreover, the invasive behaviour of RMS cells is importantly decreased when calpains are inhibited. In summery, calpains may implicate in the anarchic adhesion, migration and increase of invasion. In this way, targeting calpain activity may represent a good strategy for limiting development of RMS tumour as well as their metastatic behaviour.


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