Régulation du Pore de Transition de Perméabilité mitochondrial et toxicité induite par les analogues de l'ubiquinone dans les hépatocytes cancéreux.

Cancerous hepatocytes Permeability Transition Pore regulation and toxicity induced by ubiquinone analogs.

• Auteur / Autrice : Flavien Devun
• Direction : Eric Fontaine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble 1

Résumé

La mitochondrie joue un rôle majeur dans la mort cellulaire par nécrose et apoptose. Un des phénomènes hautement régulés conduisant à cette mort cellulaire est la transition de perméabilité mitochondriale qui est médiée par l'ouverture du pore de transition de perméabilité (PTP) localisé dans la membrane interne. Dans les mitochondries de foie de rat, il a été constaté que les analogues de l'ubiquinone ont trois types d'action sur l'ouverture du PTP : l'induction, l'inhibition ou l'interaction sans effet régulateur. Bien que l'inhibition du PTP soit habituellement protectrice de la mort cellulaire, il a été rapporté que des quinones inhibitrices provoquent une toxicité sur certaines lignées cellulaires. Dans notre étude, nous nous sommes attachés à comprendre d'où peuvent provenir ces divergences, en travaillant sur des lignées hépatocytaires immortalisées et cancéreuses. Nous avons observé que la régulation du PTP par les analogues de l'ubiquinone peut être bouleversée par l'immortalisation et/ou la cancérisation, alors que l'effet de la ciclosporine A demeure inchangé. Tant en culture qu'en co-culture, cette caractéristique unique permet une toxicité ciblée, même entre deux lignées cellulaires très proches. Dans certaines lignées, certaines ubiquinones inhibitrices entraînent malgré tout une mort cellulaire. Nous avons pu montrer que cette toxicité est due à l'augmentation de la production radicalaire. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives dans l'utilisation du PTP comme cible moléculaire de thérapie anticancéreuse sélective.

Mitochondria play a key role in apoptotic and necrotic cell death. One of the key mitochondrial events leading to cell death is the Mitochondrial Permeability Transition (MPT), a highly regulated phenomenon mediated by an inner membrane channel opening. In rat liver mitochondria, ubiquinone analogs have showed their ability to modulate pore opening by three functional ways: activation, inhibition and inactive interaction. Although MPT inhibitors usually protect from cell death, unexpected toxicity from inhibiting ubiquinone has been reported in different cell lines. In this work, we aimed at understanding this opposite effects using immortalized and cancerous hepatocyte cell lines. We observed that MPT regulation by ubiquinone analogs might dramatically change after immortalization or transformation into cancer, whereas the effect of cyclosporin A remained unaffected. Studies on cell cultures and co-cultures shown that this unique characteristic can lead to a selective toxicity on similar cells, depending on their status (cancer vs. Immortalization). Some inhibiting ubiquinones were cytotoxic in cells where they induced a dramatic oxidative stress, whereas they were non toxic for cells where they did not affect free radical production. These findings open new perspectives in the use of MPT as a molecular targeted in cell death therapies.