Exploration de l’impact de l’exposition chronique et faibles doses de facteurs environnementaux sur les cellules pré-cancéreuses mammaires MCF10AT1

Exploration of the impact of chronic and low doses exposure of environmental factors on the pre-cancerous mammary cells MCF10AT1

• Auteur / Autrice : Myriam El Helou
• Direction : Pascale Cohen, Sandra Ghayad, Mona Diab-Assaf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 20/09/2017
• Etablissement(s) : Lyon en cotutelle avec Université Libanaise
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon ; 1999-....)
• 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 : Ruth Rimokh
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Blaha, Nader Hussein
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Roux, George Hilal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phénotype

États précancéreux

Cancer du sein

Mots clés libres

Cancer du sein

Facteurs environnementaux

Exposition chronique à faible dose

Cellules précancéreuses

Phénotype agressif

Cross-talk

Prévention

Breast cancer

Environmental factors

Chronic and low doses exposure

Precancerous cells

Aggressive phenotype

Cross-talk

Prevention

Résumé

Les facteurs environnementaux que sont le Bisphénol A (BPA), un perturbateur endocrinien, et le Benzo[a]pyrène (B[a]P), un agent génotoxique, représentent un véritable enjeu parmi les facteurs de risques du cancer du sein associés à l'exposition environnementale. Nos objectifs sont d'explorer l'impact d'une exposition chronique à de faibles doses (10-10 M) de BPA et/ou de B[a]P sur l'agressivité de la lignée cellulaire pré-cancéreuse mammaire MCF10AT1 (immortelle, transformée, ER-, PR-, HER2-). Les buts principaux sont : (i) d'explorer si la combinaison de deux molécules possédant deux mécanismes d'action distincts conduit à un effet potentialisé par rapport à l'exposition aux molécules seules ; (ii) d'identifier et de prévenir les mécanismes moléculaires et cellulaires associés à cette exposition multiple. Nos résultats démontrent que l'exposition chronique des MCF10AT1 à de faibles doses de BPA et/ou de B[a]P induit un phénotype cellulaire agressif de façon temps-dépendant, avec un effet potentialisé pour la combinaison BPA+B[a]P, comparée aux molécules seules. Le phénotype observé est un phénotype acquis, car toujours présent 30 jours post-exposition. Nous avons également déterminé dans les cellules MCF10AT1 la présence et la fonctionnalité de deux récepteurs : le récepteur Aryl hydrocarbon (AhR) liant le B[a]P et le récepteur couplé à la protéine G (GPER1/GPR30) liant le BPA. D'un point de vue mécanistique, ces deux récepteurs sont impliqués dans le phénotype cellulaire agressif BPA et/ou B[a]P-dépendant, et notre travail révèle un nouveau cross-talk fonctionnel entre ces deux récepteurs. L'inhibition in vitro d'AhR et de GPR30 (inhibiteurs chimiques ou siRNA) permet de bloquer les effets délétères de l'exposition chronique au BPA et/ou au B[a]P. Enfin, l'analyse rétrospective de tumeurs primitives du sein ER-négatives démontre que la signature moléculaire GPR30/AhR possède une valeur de mauvais pronostic, alors que l'expression de GPR30 ou d'AhR n'en possède pas. L'ensemble de ces résultats souligne donc le rôle particulier que joue la présence concomitante d'AhR et de GPR30 dans des cellules précancéreuses/cancéreuses mammaires. En conclusion, nos résultats permettent d'identifier des cibles potentielles pour le développement de nouvelles stratégies préventives capables de bloquer la carcinogenèse mammaire due à l'exposition chronique au BPA et/ou B[a]P, et d'envisager des nouveaux biomarqueurs de cette exposition environnementale

Environmental factors such as Bisphenol A (BPA), an endocrine disruptor, and Benzo[a]pyrene (B[a]P), a genotoxic agent, represent a real issue among the environmental risk factors for breast cancer. Our objectives are to investigate the impact of chronic and low doses exposure to BPA (10-10 M) and/or B[a]P on the aggressiveness of the mammary pre-cancerous cell line MCF10AT1 (immortal, transformed, ER-, PR-, HER2-). The main aims are: (i) explore whether an exposure to the combination of two molecules with two distinct mechanisms of action has a greater impact than the molecules tested alone; (ii) identify and prevent the associated molecular and cellular mechanisms. Our results demonstrate that chronic exposure of MCF10AT1 to low doses of BPA and/or B[a]P induces an aggressive cell phenotype in a time-dependent manner, with a greater effect for (BPA + B[a]P) combination compared to single molecules. The observed phenotype is an acquired phenotype, as it still persists 30 days post-exposure. We also determined the presence and functionality of two receptors in the MCF10AT1 cells: the Aryl hydrocarbon receptor (AhR) binding B[a]P and the G binding protein receptor (GPER1 / GPR30) binding BPA. Mechanistically, these two receptors are involved in the BPA and/or B[a]P-induced aggressive phenotype, and our study reveals a new functional cross-talk/interplay between these two receptors. In vitro, the inhibition of AhR and GPR30 (chemical inhibitors or siRNA) can block the deleterious effects of chronic exposure to BPA and/or B[a]P. Finally, a retrospective analysis of primary ER-negatif subclass breast tumors demonstrates that the GPR30/AhR gene expression signature has a poor prognosis value, whereas GPR30 or AhR mRNA levels were poorly informative. All these results underline the particular role played by the concomitant presence of AhR and GPR30 in mammary precancerous/cancerous cells. In conclusion, our results allow us to identify potential targets for the development of new preventive strategies capable of blocking mammary carcinogenesis due to chronic exposure to BPA and/or B[a]P, and to consider new biomarkers for environmental exposure