Implication des collapsin response mediator protein (crmp) et des voies de signalisation des semaphorines en pathologie tumorale

Implication of collapsin response mediator protein (CRMP) and semaphorin pathways in tumor pathoglogy

• Auteur / Autrice : David Meyronet
• Direction : Nicole Thomasset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 28/09/2009
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Neurosciences et Cognition (NSCo) (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Bron ; Saint-Priest-en-Jarez ; 2011-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dominique Figarella-Branger, François Jourdan, Jérôme Honnorat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paul Hofman, Dominique Bagnard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Migration

Cellules cancéreuses

Cancer

Apoptose

Sémaphorines

Mots clés libres

Sémaphorine

CRMP

MAPK

Cancer

Marqueur

Migration

Apoptose

Semaphorin

CRMP

MAPK

Cancer

Marker

Cell migration

Apoptosis

Résumé

L'expansion d'une tumeur résulte d'une multiplication non contrôlée des cellules tumorales, de l'acquisition de leur capacité à migrer, ainsi que de la genèse du réseau vasculaire nécessaire à leur survie. Ces propriétés reposent en partie sur la mise en jeu de molécules impliquées dans le guidage cellulaire telles que les sémaphorines, initialement décrites pour leur implication dans le guidage axonal au cours du développement du système nerveux. Leurs fonction s'étendent actuellement au contrôle de l'angiogénèse de la migration des précurseurs nerveux ainsi que du cycle cellulaire. Les voies de signalisation intra-cellulaires des sémaphorines ne sont que partiellement connues. Les CRMP (CollapsinResponse Mediator Protein) font partie de leurs médiateurs intracytoplasmiques, décrites au cours de la rétraction du cône de croissance induit par la sémaphorine 3A (Sema3A). L'implication en pathologie tumorale de ces voies de signalisation a été découverte par l!étude de gènes tel que celui de la sémaphorine 3F (Sema3F), présents dans les régions délétées du chromosome 3 de certains types de tumeurs non neuroendocrines du poumon L'implication des CRMP a été également révélée par les syndromes neurologiques paranéoplasiques (SNP). Ces syndromes résultent d'une auto-immunisation humorale des patients contre des antigènes exprimés par la tumeur dont ils sont atteints. C'est le cas de CRMP5, protéine, identifiée dans notre laboratoire comme cible des auto-anticorps anti-CV2/ CRMP5 dans le cadre des SNP associés à des tumeurs neuroendocrines du poumon, les carcinomes à petites cellules (CPC) ainsi qu'à des thymomes. Alors que les thymomes sont des tumeurs bénignes, les CPC représentent 20% des carcinomes pulmonaires et sont, avec les carcinomes neuroendocrines à grandes cellules, les formes les plus agressives des tumeurs du poumon. Notre objectif était d'étudier l'implication physiopathologique des CRMP dans les différents types de carcinomes du poumon et dans les thymomes ainsi que dans les tumeurs du système nerveux central en relation avec la signalisation des sémaphorines. Nous avons ainsi démontré une expression exclusive de CRMP5 par les carcinomes neuroendocrines du poumon et les gliomes de haut grade par comparaison aux carcinomes non neuroendocrines et aux thymomes. CRMP5 n'est pas exprimée dans les carcinomes non neuroendocrines du poumon desquels sont dérivés les lignées H460 et H157. Ces observations ont été complétées par deux collaborations à des études portant sur les voies de signalisation des sémaphorines dans des modèles cellulaires de ces tumeurs. La première étude a montré que Sema3F, surexprimée dans la lignée H157 possède un effet anti-tumoral. La voie de signalisation de Sema3F nécessite neuropiline 2, l'inactivation de la MAPK (Mitogen Activated Protein Kinase) Erk 1/2 et entraîne l!inhibition de l'adhésion des intégrines !vß3, avec participation de CRMP1 et CRMP4 mais pas de CRMP5. La deuxième étude a établi que sous Sema3A la voie de signalisation d'Erk ½ est activée par le complexe de récepteur NRP1/VEGFR1 lors de la migration de précurseurs nerveux. Dans ces conditions Sema3A entraîne des modulations des expressions des CRMP2, CRMP4 et CRMP5 suggérant leur implication. Ainsi, ce travail montre que l!activation de certaines voies de signalisation des sémaphorines sont spécifiques des types histopathologiques et des grades des tumeurs. Ces voies de signalisations sont médiées par des complexes de récepteurs précis et mettent souvent en jeu les CRMP

Tumour growth is a consequence of uncontrolled cell proliferation, cell migration and angiogenesis. These functions are partly controlled by molecules involved in cellular guidance. Among these molecules, the semaphorins, previously described in axonal guidance during development, interestingly control cell migration, angiogenesis, apoptosis and proliferation. Signalling pathways of Semaphorins are only partially known. CRMP (Collapsin Response Mediator Protein) are involved in the signalling semaphoring pathway, precisely as mediator of Sema3A induced growth cone collapse. Implication of these signalling pathways in tumour growth was initially discovered with Sema3F localised in frequently deleted regions of the third chromosome found in non neuroendocrine lung carcinoma. CRMP involvement was also discovered in neurological paraneoplastic syndromes (NPS). These syndromes result of an auto-immunisation against tumour antigens present in some patients. CRMP5 was identified by our laboratory as a target of anti-CV2/CRMP5 auto-antibodies seen in some NPS associated with small cell lung carcinoma (SCLC) and thymoma. While thymoma are benign tumours, SCLC account for 20% of all lung tumour pathological subtypes and represent with large cell neuroendocrine carcinoma the most clinically aggressive subtypes of lung tumours. Our aim was to study the physiopathological role of CRMP among the different subtypes of lung carcinoma, thymoma and central nervous system tumours and their relationship with semaphorin signalling pathways. We showed a specific diffuse expression of CRMP5 by high grade neuroendocrine carcinoma and high grade glioma tumour cells. CRMP5 is neither expressed by non neuroendocrine lung carcinoma nor H460 or H157 derived cell lines, nor thymoma. Additionally, 2 collaborative studies were undertaken, focusing on semaphorin cell signalling in tumour derived cell lines. The first study showed an anti tumour effect of Sema3F over-expressed in H157 cell line mediated by neuropilin 2, CRMP2 and CRMP4 but not by CRMP5. It showed that Sema3F stimulation led to the inactivation of Erk1/2 MAPK (Mitogen Activated Protein Kinase) and inhibition of !vß3 integrin mediated adhesion. The second study showed that Sema3A induced DEV cells migration was mediated by neuropilin1/VEGFR1 receptor complex and activated Erk1/2 pathway. CRMP2, CRMP4 and CRMP5 expression changes suggested their involvement in that pathway. Thus, these data show that some semaphorin pathways activation were specific of tumour pathological subtype and grade. These signalling pathways were precisely mediated by specific receptor complexes and different CRMPs isoforms