Influence des rapports cellule / matrice sur la prolifération et sur le maintien de la différenciation endocrine des cellules C lors des étapes successives du développement du cancer médullaire de la thyroïde chez le rat

• Auteur / Autrice : Fatima Lekmine
• Direction : Françoise Treilhou-Lahille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire, endocrinologie et intéractions cellulaires
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 11
• Jury : Président / Présidente : Jean Girard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Girard, Jean-Michel Garel, Jean-Loup Duband, Annick Julienne-Moukhtar
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Michel Garel, Jean-Loup Duband

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptide relié au gène de la calcitonine

Cellules -- Prolifération

Calcitonine

Laminine

Matrice extracellulaire

Cellules -- Interaction

Glande thyroïde -- Cancer

Mots clés libres

Cancer médullaire

Cellule C

Résumé

Le cancer médullaire de la thyroïde (CMT) se présente sous deux formes, sporadique et héréditaire. Il est issu de la tumorisation des cellules C, originaires de la crête neurale, qui sécrètent principalement la calcitonine (CT), leur marqueur spécifique. Le rat Wag/Rij est un bon modèle du CMT familial humain : en effet 50% des individus de 2 ans présentent un développement spontané de ce cancer. Les étapes de la tumorisation comportent (i) la reprise de la prolifération de ces cellules endocrines, et (ii) la perte du phénotype endocrine lors de la progression tumorale. Lors de la première étape, les cellules C se multiplient à la périphérie du follicule thyroïdien et tendent à remplacer les cellules thyroïdiennes au contact de la lame basale. Or il a été démontré que chez le porc les cellules thyroïdiennes sécrètent in vitro la laminine-2. Chez le rat Wag/Rij, nous avons localisé la laminine et le collagène IV par immunocytochimie, et montré que la lame basale persiste autour des nodules et des petites tumeurs, puis disparaît ensuite Progressivement autour des grosses tumeurs. L'expression d'ARNm de la chaîne a2 de la laminine-2 a été mise en évidence par PCR dans les cellules rMTC 6-23, une lignée tumorale provenant d'un CMT de rat Wag/Rij. En culture, de même que dans les tumeurs provoquées par injection sous-cutanées de rMTC 6-23,ces cellules synthétisent et sécrètent la laminine-2 ou mérosine. Par hybridation in situ, nous avons mis en évidence une faible expression d'ARNm de la chaîne a2 dans les cellules C de la thyroïde normale et dans les tumeurs différenciées, et par contre, une surexpression dans les grosses tumeurs spontanées et les tumeurs provoquées orthotopiques, formées par injection des cellules C tumorales rMTC 6-23 dédifférenciées. Ces résultats suggèrent une participation des cellules C dans l'élaboration de la laminine-2 de la lame basale folliculaire. La surexpression de l'ARNm de la chaîne a2 de la laminine-2 dans les grosses tumeurs concordant avec la disparition progressive de lame basale, suggère la présence dans les espaces intercellulaires d'une laminine libre incapable de s'organiser en matrice. Pour étudier les relations entre l'évolution du CMT et les constituants de la lame basale, nous avons examiné les modifications induites par la laminine-1 et -2, deux isoformes colocalisées dans la lame basale folliculaire, sur trois lignées cellulaires: les cellules murines rMTC 6-23 et CA-77 et les cellules humaines TT; ces deux dernières lignées cellulaires expriment le gène CALC I. La laminine exerce une activité mitogénique sur les cellules rMTC 6-23, qui sont très agressives, et sur les TT dans lesquelles elle diminue l'expression des ARNm et la production des peptides. Par contre, la laminine réduit le taux de prolifération et augmente la production du CGRP dans les cellules CA-77; cette réponse est comparable à celle de cellules normales et de la lignée tumorale Caco-2. Ces résultats suggèrent que la laminine pourrait exercer un effet opposé sur la prolifération et la différenciation de cellules C, en fonction du stade de l'évolution tumorale : le rôle de la laminine serait d'abord positif, maintenant la différenciation cellulaire lorsqu'elle est intégrée dans la lame basale. Puis sa forme libre agirait négativement, favorisant la prolifération des cellules tumorales.

Medullary thyroid carcinoma (MTC) is a C cell neoplasm that occurs in two forms, sporadic and hereditary. These cells originate from neural crest. They secrete calcitonin (CT), their, pecific marker. The old Wag/Rij rats develop spontaneous medullary thyroid carcinoma with a high frequency (50%), and thus represent a good model of the familial human MTC. Tumoral steps comprise (i) arise of endocrine cell proliferation, and (ii) the loss of the endocrine phenotype during tumour progression. During the first steps of tumour development, the C cells proliferate at the periphery of the thyroid follicles and tend to replace the thyroid cells in contact with the basal lamina. Indeed, it has been demonstrated that the laminin-2 isoform was secreted by porcine thyroid cells in vitro. In Wag/Rij rat, we localised laminin and collagen IV by immunucytochemical method, and demonstrated that the basement membrane (BM) persisted around nodules and differentiated tumours, but was progressively impaired around the large dedifferentiated tumors. The expression of mRNA a2 chain of laminin-2 was demonstrated by PCR in rMTC 6-23 cells, originating from a spontaneous Wag/Rij rat MTC. In culture and in tumours induced by subcutaneous injection of rMfC 6-23 cells, these cells synthesize and secrete the laminin-2 or merosin. By in situ hybridization, we showed a weak mRNA expression of a2 chain in normal thyroid C cells and in differentaited tumors, and conversely an overexpression in large spontaneous tumours and in orthotopic induced tumours formed by injection of tumour dedifferentiated rMTC 6-23 cells. This result suggests a participation of C cells in the elaboration of laminin-2 of the follicular basal lamina, during the first steps of tumour evolution. The overexpression of laminin a2 chain in the large tumours, concurrently with the progressive impairment of BM, suggests that free laminin molecules unable to integrate into an organized structure, are present in the intercellular spaces. To investigate the relationships between MTC evolution and BM constituents, we examined the modifications induced by laminin-1 and-2 (merosin), two isoforms which are colocalized in the follicular BM, on three MTC celllines: the murine rMTC 6-23 and CA-77, and the human TT cells; both latter cell lines express the CALC I gene. Laminin exerted a mitogenic activity on rMTC 6-23 cells which are very aggressive, and also on TT cells; in those cells, it caused a concurrent decrease in mRNA expression and in peptide production. Conversely, laminin reduced the proliferation rate and enhanced the CGRP production in CA-77 cells; this response is comparable to that reported for normal cells and also for the neoplastic Caco-2 cellline. These data suggest that laminin could exert opposite effects on proliferation and C cell differentiation depending on the stage of tumour evolution: its role would be first positive by maintaining cell differentiation when laminin was integrated into a constituted BM; then, free laminin molecules could act negatively by increasing the tumour cell proliferation.