Nétrine-1 et neurones dans le carcinome hépatocellulaire

Netrin-1 and neurons in hepatocellular carcinoma

• Auteur / Autrice : Ievgeniia Chicherova
• Direction : Romain Parent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacologie et recherche translationnelle
• Date : Soutenance le 19/04/2022
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon
• Jury : Président / Présidente : Fabien Zoulim
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Romain Parent, Valérie Paradis, Sandra Rebouissou, Arnaud Millet, Thomas Decaens
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Paradis, Sandra Rebouissou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Système nerveux autonome

Carcinome hépatocellulaire

Foie -- Maladies

Mots clés libres

Système Nerveux Autonome (SNA)

Maladie chronique du foie

Cirrhose

Carcinome Hépatocellulaire (CHC)

Netrin-1 (NTN1)

UNC5

Autonomic Nervous System (ANS)

Chronic Liver Disease (CLD)

Cirrhosis

Hepatocellular Carcinoma (HCC)

Netrin-1 (NTN1)

UNC5

Résumé

L'inflammation hépatique chronique peut entraîner des maladies chroniques du foie (MCF), notamment l'hépatite, la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire (CHC), qui est la tumeur maligne primaire du foie la plus fréquente et le troisième cancer le plus fréquent en termes de mortalité dans le monde. Indépendamment des facteurs étiologiques, toutes les MCFs partagent de nombreux mécanismes physiopathologiques communs : réponse aux protéines non pliées (UPR), inflammation chronique et fibrose. A l'aide d'un modèle animal et d'échantillons cliniques nous avons étudié un autre dénominateur commun des MCFs et du CHC : la molécule neurotrope de guidage axonal netrin-1 et ses récepteurs à dépendance UNC5A, UNC5b et UNC5C. La nétrine-1, connue de ces propriétés pro-oncogéniques dans d'autres tumeurs solides, est induite pendant l'inflammation hépatique, alors que le signal pro-apoptotique des récepteurs UNC5 est atténué avec un équilibre ligand/récepteur globalement augmenté dans la cirrhose et le CHC. L'inflammation chronique est médiée par de multiples acteurs du système immunitaire. L'implication du système nerveux autonome (SNA) dans l'inflammation hépatique et la progression du CLD reste mal comprise. En étudiant l'implication des signaux neuronaux pré-synaptiques et post-synaptiques dans la cirrhose et le CHC, nous avons observé le remaniement de l'équilibre entre les systèmes nerveux sympathique (adrénergique) et parasympathique (cholinergique) intra-hépatiques. Le modèle animal de CHC cirrhotique a montré l'établissement progressif d'une orientation cholinergique à travers les différents stades de la fibrose. Le signal cholinergique global du CHC était associé à un microenvironnement anti-inflammatoire et à une survie plus faible chez les patients. La progression observée du CLD vers le CHC in vivo était accompagnée de la surexpression de marqueurs neuronaux immatures dans le CHC. Dans l'ensemble, nous avons montré que le bras parasympathique du SNA est impliqué dans la physiopathologie du CHC, suggérant l'utilisation de médicaments ciblant le SNA, dont beaucoup sont cliniquement sûrs et bien caractérisés, dans les études sur le CHC. En tentant d'établir le lien entre la netrine-1 ayant des propriétés anti-apoptotique et chimiotactique et SNA intrahépatique, nous avons identifié la corrélation positive entre le système netrine-1/UNC5s et le signal cholinergique dans le CHC. Le ciblage de la netrine-1 par l'anticorps monoclonal NP137, actuellement étudié dans les essais cliniques dans le traitement des tumeurs solides avancées, a montré un remaniement du SNA, confirmant la sensibilité du SNA à l'axe netrine-1/UNC5 dans le contexte hépatique pathologique. Les anomalies moléculaires les plus courantes dans le CHC au niveau du promoteur du gène TERT et au niveau du gène CTNNB1, ont montré une association avec le système netrin-1/UNC5, alors que les mutations dans T53, le régulateur bien connu de NTN1 et UNC5s n'ont pas montré d'implication dans le remodelage de l'axe netrin-1/UNC5 dans les échantillons cliniques de CHC, également insensibles au statut fonctionnel de la protéine p53. Globalement, les échantillons cliniques hébergeant une mutation dan le gène CTNNB1 sont corrélés à la polarité adrénergique du CHC, tandis que les mutations dans le gène TP53 apparaissent comme positivement associées à la polarité cholinergique du CHC. Dans l'ensemble, les résultats de ma thèse suggèrent le rôle pro-cancérogène de la nétrine-1 et l’implication de la neuroregulation associée via l’orientation de SNA dans le CLD et le CHC.

Chronic liver inflammation can lead to chronic liver diseases (CLD), including hepatitis, cirrhosis and hepatocellular carcinoma (HCC), which is the most common malignant primary liver tumor and is the 3rd most common cancer in terms of mortality worldwide. Regardless of the etiological factor all CLDs share numerous common patho-physiogycal mechanisms: unfolded protein response (UPR), chronic inflammation and fibrosis. Using animal model and clinical samples we studied another common denominator of CLDs and HCC, which is the system of axon guidance cue netrin-1 and its dependence receptors UNC5s. Netrin-1, known as pro-oncogenic in other solid tumors, is induced during hepatic inflammation, and the pro-apoptotic signal of UNC5 receptors is attenuated with overall increased ligand/receptor balance in cirrhosis and HCC. Chronic inflammation is mediated by multiple actors of the immune system. The implication of autonomic nervous system (ANS) in hepatic inflammation and CLD progression remains poorly understood. Looking at the involvement of pre-synaptic and post-synaptic neuronal signals in the cirrhosis and HCC, we observed the reshaping of the balance between intrahepatic sympathetic (adrenergic) and parasympathetic (cholinergic) nervous systems. In vivo model of cirrhotic HCC showed the progressive establishment of cholinergic orientation throughout the different stages of fibrosis. The overall cholinergic signal of HCC was associated with anti-inflammatory microenvironment and poorer survival in patients. The observed CLD-to-HCC progression in vivo was accompanied by the overexpression of immature neuronal markers in HCC. Altogether, we showed that the parasympathetic arm of the ANS is implicated in the patho-physiology of HCC, and encourage for the use of ANS-targeting drugs in HCC studies, many of which are clinically safe and well characterized. Trying to establish the connection between pro-survival and chemotactic netrin-1 and intrahepatic ANS, we found the positive association between netrin-1/UNC5s and cholinergic signal in HCC. Netrin-1 targeting by the monoclonal antibody NP137, currently studied in the clinical trials in the treatment of advanced solid tumors, showed remodeling of ANS orientation, confirming the sensitivity of ANS to netrin-1/UNC5 axis in the hepatic pathological context. The most common molecular anomalies in HCC in the TERT promoter and CTNNB1 gene, showed an association with netrin-1/UNC5 system, whereas mutations in T53, the well-known regulator of NTN1 and UNC5s expression did not show any implication in netrin-1/UNC5 axis reshuffling in clinical HCC samples, also unsensitive to functionality status of p53. In average, CTNNB1-mutated clinical samples correlated with adrenergic polarity of HCC, whereas TP53 mutations appear to be positively associated with cholinergic polarity of HCC. Taken together, my thesis results suggest the putative pro-cancerogenic role of the netrin-1 and the implication of the neuroregulation via ANS in the CLD and HCC development.