Caractérisation d’endocan murin : dualité fonctionnelle pro- ou anti-tumorale de l’endocan selon son statut de glycosylation. Etude des mécanismes d’action anti-tumorale

Characterization of mouse endocan : pro or anti tumor functional duality of endocan is governed by its glycanation status. Investigation of the anti tumor mechanisms of action mediated by endocan polypeptide

• Auteur / Autrice : Hanane Yassine
• Direction : Philippe Lassalle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance le 24/09/2014
• Etablissement(s) : Lille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'infection et d'immunité de Lille

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glycosylation

Néovascularisation pathologique

Dissertations universitaires

Tumeurs

Glycosylation

Néovascularisation

Cancer

Mots clés libres

Cancer

Endocan

Néovascularisation

Glycosylation

Angiogenetic Inhibitors

Glycosylations

Résumé

Une tumeur nécessite un approvisionnement en oxygène et en nutriments pour sa croissance mais aussi pour la dissémination à distance vers d’autres organes. L’angiogenèse tumorale est le phénomène exploité par la tumeur pour accomplir ses besoins. Les «Tip cells » situées à l’extrémité des capillaires en bourgeonnement initient et guident la croissance des néovaisseaux. Ces cellules sont considérées actuellement comme une cible thérapeutique pertinente pour les médicaments anti-angiogéniques. De nombreuses études ont permis d’identifier un cluster de marqueurs moléculaires exprimés de manière privilégiée au niveau des « Tip cells ». Un de ces marqueurs appelé endocan, a été identifié au laboratoire, et a fait objet du travail réalisé pendant la thèse. Endocan est un protéoglycane circulant surexprimé dans de nombreux cancers humains dont l’expression est fréquemment associée à un mauvais pronostic. Par son glycane, endocan intervient dans la croissance tumorale en augmentant l’effet des facteurs de croissance, mais aussi la migration des cellules endothéliales. Mon travail de thèse s’est orienté sur la caractérisation biochimique et fonctionnelle d’endocan murin afin d’avoir un modèle animal utile pour une meilleure compréhension de l’activité pro-tumorale d’endocan humain. Les travaux présentés dans ce manuscrit montrent qu’endocan murin est un protéoglycane de type chondroitine sulfate, mais partiellement glycosylé. Ce déficit de glycosylation est gouverné par des domaines peptiques distants codés par l’exon 1 et l’exon 2 et qui distinguent l’endocan murin de son homologue humain. Dans un modèle de xénogreffe tumorale chez la souris SCID, nous avons démontré qu’endocan murin ne présente aucun pouvoir pro-tumoral. Contrairement à l’endocan humain, il ralentit la vitesse de croissance tumorale. Cette propriété anti-tumorale est liée à la présence d’une forme non glycosylée. Nous avons pu montrer à travers plusieurs modèles de xénogreffes tumorales que cette propriété de freinage de la croissance tumorale s’étend aussi au core protéique d’endocan humain. De plus, nous avons pu démonter qu’une administration systémique d’endocan non glycosylé est significativement associée à un ralentissement de la croissance tumorale. Ceci établit la relation de causalité entre le polypeptide d’endocan et la propriété anti-tumorale observée dans les différents modèles animaux. Le polypeptide d’endocan ne modifie pas in vitro la prolifération ni la viabilité des cellules HT-29 ce qui laisse penser à un mécanisme d’action indirect. Sur le plan pathologique, nous avons montré que les formes non glycosylée d’endocan humain et murin sont associées à une réaction inflammatoire stromale constituée d’une infiltration pan-leucocytaire. La déplétion des leucocytes CD122+ (essentiellement les cellules NK murines) abolit partiellement l’effet anti-tumoral induit par l’endocan non glycosylé. Nos résultats ajoutent endocan au concert des molécules endothéliales tumorales qui participent au contrôle de la réaction inflammatoire stromale.

Solid tumor requires a supply of oxygen and nutrients for growth but also for metastasizing to another organ. Tumor angiogenesis is the phenomenon exploited by tumor to fulfill these needs. The"Tip cells" located at the end of sprouting capillaries initiate and guide the growth of neovessels. These cells are currently considered as an important therapeutic target for anti-angiogenic drugs. Many studies have identified a cluster of molecular markers selectively expressed by the \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"Tip cells.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\" One of these markers called “endocan”, has represented the subject of the thesis work.Endocan is a circulating proteoglycan overexpressed in many human carcinomas, and expression is often associated with poor prognosis. It is suspected to play an important role in tumor development. Through its glycan chain, endocan modulates the effect of growth factors, and also the migration of endothelial cells. My thesis work has focused on the biochemical and functional characterization of mouse endocan in order to obtain a useful animal model for better understanding of the pro tumoral activity of human endocan. The work presented in this manuscript shows that mouse endocan is a chondroitin sulfate proteoglycan but much less glycanated than human endocan. Our data indicate that combinatorial distant domains from the O-glycanation site, located within exons 1 and 2 determine the glycanation pattern of endocan. In SCID mouse model of tumor xenograft we demonstrated that mouse endocan does not exhibit a pro tumoral activity. In opposite to the human homologue, overexpression of mouse endocan in HT-29 cells delayed the tumor appearance and reduced the tumor growth rate. This tumor growth inhibition was mostly supported by non glycanated mouse endocan. Unexpectedly, human non glycanated endocan overexpressed in HT-29, A549, or K1000 cells also delayed the tumor appearance and reduced the tumor growth. Moreover, systemic delivery of human non glycanated endocan also reproduced HT-29 tumor delay. In vitro, endocan polypeptide did not affect HT-29 cell proliferation, nor cell viability.Interestingly, a stromal inflammatory reaction was observed only in tumors overexpressing endocan polypeptide. In addition, depletion of CD122+ cells was able to delete partially the tumor delaying effect of endocan polypeptide. These results reveal a novel pathway for endocan in the control of tumor growth, which involves innate immune cells.