Rôle des hospicells dans la progression et la dissémination tumorale ovarienne : implication particulière des macrophages

Role of Hospicells in the ovarian cancer progression and dissemination : particular implication of macrophages

• Auteur / Autrice : Benoît Thibault
• Direction : Bettina Couderc, Jean-Pierre Delord
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Cancérologie
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Micro-environnement tumoral

Macrophages

Cancer

Thérapeutique

Ovaire

Mots clés libres

Cancer ovarien

Microenvironnement

Macrophages

Chimiorésistance

Hospicell

Résumé

Le cancer ovarien constitue la première cause de mortalité des cancers gynécologiques. Il se caractérise à stade avancé par une dissémination péritonéale, la formation de liquide d'ascite et un haut taux de mortalité. Malgré un traitement associant chirurgie et chimiothérapie (sels de platine et taxanes), la plupart des patientes récidivent. Cette récidive est dans 50 % des cas combinée à l'acquisition d'une chimiorésistance dont l'origine pourrait provenir, entres autres, du microenvironnement tumoral. Rafii et al. Ont isolé des cellules originales du microenvironnement tumoral ovarien, les Hospicells, à partir de liquide d'ascite de patientes atteintes d'un cancer ovarien de stade III. Bien que leur origine soit inconnue, ces cellules présentent des homologies avec les cellules souches mésenchymateuses (MSCs) ou les fibroblastes associés au cancer (CAFs). Les Hospicells sont capables de favoriser la chimiorésistance des cellules tumorales ovariennes par un échange membranaire de protéines d'efflux de molécules chimiothérapeutiques. De plus, les Hospicells présentent des propriétés immunosuppressives, notamment en inhibant la prolifération et la production de cytokines de certains lymphocytes T. Les travaux réalisés au laboratoire ont mis en évidence que les Hospicells permettent également une augmentation de la croissance tumorale par une activation de l'angiogenèse. Mes travaux de thèse ont consisté à déterminer la nature des interactions entre les Hospicells et les cellules tumorales ovariennes ou d'autres cellules du microenvironnement, responsables des effets pro-tumoraux décrits précédemment. J'ai pu mettre en évidence in vitro et in vivo (modèles de xénogreffes intrapéritonéales de cellules tumorales ovariennes dans des souris immunodéprimées) que les Hospicells sont capables, par un facteur sécrété, d'induire la production d'IL-6, d'IL-8 et de VEGF (cytokines pro-angiogéniques) par les cellules tumorales ovariennes. Cependant, alors que les Hospicells favorisent systématiquement la croissance tumorale in vivo, les résultats obtenus in vitro sont lignée tumorale ovarienne spécifique. Des données complémentaires obtenues au laboratoire ont montré que les interactions établies entre les cellules tumorales et les Hospicells in vitro ne permettent pas d'expliquer l'activation de l'angiogenèse mise en évidence in vivo. Nous avons donc cherché d'autres partenaires potentiels des Hospicells au sein du microenvironnement tumoral permettant d'expliquer les effets pro-tumoraux observés in vivo. J'ai ainsi montré que les Hospicells sont capables d'entraîner le recrutement de macrophages au sein des tumeurs ovariennes. Les Hospicells peuvent, par un facteur sécrété, polariser les monocytes/macrophages en un phénotype pro-tumoral de macrophages associés aux tumeurs (TAMs) et entraîner la sécrétion par ces cellules d'IL-6, IL-8, VEGF, GM-CSF, IL-1 (alpha et beta), MCP-1, etc. . . Je me suis également intéressé aux voies de signalisation cellulaires potentiellement impliquées dans la sécrétion d'IL-6, IL-8 et VEGF par les cellules tumorales ou les macrophages, induite par les Hospicells. Bien que ces voies restent en cours d'études, j'ai mis en évidence que le TNF-alpha, l'IL-1alpha, les œstrogènes, Fas Ligand, la S1P, le LPA et le NO ne sont pas impliqués dans cette sécrétion de cytokines. J'ai cependant montré une implication de la voie COX-2 dans la synthèse de VEGF par les macrophages induite par les Hospicells. Nous établissons ainsi l'hypothèse que les Hospicells sont capables d'établir des interactions avec les cellules tumorales ovariennes et les macrophages présents au sein de la tumeur, entraînant une sécrétion de cytokines pro-tumorales. Les Hospicells permettent l'activation et la polarisation des monocytes/macrophages en un phénotype pro-tumoral entraînant ainsi le recrutement de nouveaux macrophages vers le site tumoral. Ces interactions permettent une croissance tumorale et une angiogenèse augmentée, et peuvent favoriser les processus métastatiques et la chimiorésistance. Ces résultats soulignent l'intérêt de cibler le microenvironnement, et notamment les Hospicells, dans le but d'améliorer la prise en charge de patientes atteintes d'un cancer ovarien.

Ovarian cancer is the leading cause of death from gynaecological cancer in the world and is characterized by peritoneal dissemination, ascite development and a high rate of mortality. Advanced epithelial ovarian cancer is treated by a cytoreductive surgery and chemotherapy but most of patients experience a recurrence with the apparition of a chemoresistance. The microenvironment could be implied in this recurrence and the resistance to chemotherapies. Rafii et al. Isolated original cells, called Hospicells, from ascitic fluid of patients with a grade III ovarian cancer. Although their origin is unknown, these cells share homologies with mesenchymal stem cells (MSCs) or carcinoma associated fibroblasts (CAFs). Hospicells are able to enhance the chemoresistance of ovarian cancer cells via a membrane exchange of chemotherapeutic drugs efflux proteins. Moreover, Hospicells present immunosuppressive properties as the inhibition of proliferation and cytokine production of T lymphocytes. The research carried out in the laboratory showed that Hospicells can also enhance tumour growth by activating the angiogenesis. My PhD focused on the description of interactions between Hospicells and ovarian cancer cells or other stromal cells, responsible for the pro-tumoral effects described previously. I highlighted in vitro and in vivo (intraperitoneal xenograft of ovarian cancer cells in immunosuppressed mice) that Hospicells are able, by a secreted factor, to induce the production of IL-6, IL-8 and VEGF (pro-angiogenic cytokines) in ovarian cancer cells. However, while Hospicells always enhance tumor growth in vivo, the results obtained in vitro are ovarian cancer cell line specific. Complementary data obtained in the laboratory showed that the interactions between ovarian cancer cells and Hospicells in vitro are not sufficient to explain the activation of angiogenesis highlighted in vivo. Therefore, we looked for another potential cellular partner for Hospicells in the tumor microenvironment that could explain the pro-tumoral effects observed in vivo. I showed that Hospicells can activate the recruitment of macrophages toward ovarian tumors. Hospicells can, by a secreted factor, polarize monocytes/macrophages into a pro-tumoral phenotype of tumor associated macrophages (TAMs) and trigger the secretion by these cells of IL-6, IL-8, VEGF, GM-CSF, IL-1, MCP-1, etc. . . I also studied the cellular pathways potentially implied in the secretion of IL-6, IL-8 and VEGF by ovarian cancer cells or macrophages, induced by Hospicells. Although these pathways are still under study, I highlighted that the TNF-alpha, the IL-1alpha, estrogens, Fas Ligand, the S1P, the LPA and the NO are not implied in this secretion of cytokines. However, I showed an implication of the COX-2 pathway in the VEGF synthesis induced by Hospicells in macrophages. We thus make the hypothesis that Hospicells are able to establish interactions with ovarian cancer cells and tumor macrophages, resulting in a secretion of pro-tumoral cytokines. Hospicells allow the activation and polarization of monocytes/macrophages into a pro-tumoral phenotype enhancing the recruitment of new macrophages toward the tumor site. These interactions allow an enhanced tumor growth and angiogenesis, and can activate metastatic process and the acquisition of a chemoresistance. These results underline the importance of targeting the microenvironment, especially the Hospicells, in order to improve the management of patients with ovarian cancer.