Rôle des altérations lysosomales dans la progression du cancer de la vessie

The role of lysosome alterations in bladder cancer progression

• Auteur / Autrice : Camilla De Barros Santos
• Direction : Bruno Goud, Kristine Schauer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire
• Date : Soutenance le 28/09/2017
• Etablissement(s) : Paris 6
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie cellulaire et cancer (Paris ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Joëlle Sobczak
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kristine Schauer, Ana-Maria Lennon-Duménil, Yves Allory
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Guillaume Montagnac, Cécile Gauthier-Rouvière

Mots clés

Mots clés contrôlés

Organites

Lysosomes

Cancer

Vessie

Mots clés libres

Positionnement des lysosomes

Cancer de la vessie

Invasion

Micro-Patrons

Cartes de densité

Lysosome positioning

Bladder cancer

Invasion

Résumé

Le cancer est une maladie multifactorielle définie par un développement rapide de cellules anormales. Les cellules malignes acquièrent des avantages compétitifs qui permettent une croissance et prolifération anormales, grâce à un large spectre de changements génétiques et épigénétiques conduisant à des changements majeurs dans les profils de transcriptome et protéome et ainsi des modifications dans des voies de signalisation, le trafic intracellulaire et le métabolisme. Des nombreuses voies cellulaires ont été étudiées dans le contexte du cancer, y compris la signalisation, la migration, la perte de la polarité cellulaire apico-basale et l'adhésion cellulaire, cependant très peu est connu sur les altérations au niveau des organelles. Cette thèse a comme objectif d'identifier des altérations dans les compartiments intracellulaires et d'étudier leurs corrélations avec la progression du cancer. Dans la culture cellulaire classique, l'étude systématique de l'organisation du positionnement relatif des organelles est difficile en raison des fortes hétérogénéités morphologiques des cellules. Pour contourner ce problème, nous avons utilisé l’innovante technique des micro-patrons combinée à des cartes de densité des organelles. Après une analyse systématique de différentes lignées cellulaires représentant différents grades du cancer de la vessie, nous avons identifié des changements dans le positionnement de plusieurs organelles. Le changement de position le plus important a été observé pour les lysosomes, dont la distribution était plus périphérique dans les cellules représentant des grades plus avancées du cancer de la vessie. Ceci suggère que le positionnement des lysosomes pourrait être potentiellement important dans la progression du cancer. Par conséquent, nous avons cherché à caractériser l'impact de l’altération des lysosomes sur le comportement des cellules transformées. Nous avons constaté que les changements dans le positionnement des lysosomes jouent un rôle dans l'invasion des cellules cancéreuses de la vessie. En effet, le transport antérograde des lysosomes est en corrélation avec l’invasion 3D, contrairement au transport rétrograde qui corrèle avec une diminution de l’invasion cellulaire. Enfin, nous avons étudié les mécanismes moléculaires par lesquels les altérations du lysosome ont un impact sur l'invasion cellulaire.

Cancer is a multifactorial disease defined by a rapid development of abnormal cells. Malignant cells acquire competitive advantages for growth and proliferation through a big spectrum of genetic and epigenetic changes leading to major changes in the transcriptome and proteome profiles and thus to alterations in multiple signaling pathways, intracellular trafficking and metabolism. Although many cellular pathways have been studied in the context of cancer, including signaling, migration, loss of apical-basal cell-polarity and cell adhesion, little is known about cancer-related alterations on the sub-cellular, organelle level. This PhD thesis aimed to identify alterations in intracellular compartments and to study how these changes correlate with cancer progression. In classical culture, the systematic study on the organization and relative positioning of organelles is challenging because of the strong morphological cell-to-cell variations. To overcome this problem, we used innovative micro-patterning technique in combination with quantitative, probabilistic mapping of cell organelles. Using a systematic analysis of different cell lines representing different stages of bladder cancer, we identified several changes in the positioning of organelles. The most striking phenotype was revealed by lysosomes, whose distribution was more peripheral in cells representing higher grades of bladder cancer. This suggested that lysosome positioning could be potentially relevant in cancer progression. Therefore, we aimed to characterize the impact of lysosome alteration on cell behavior in transformed cells. We found that changes in lysosome positioning played a role on bladder cancer cell invasion. Indeed, anterograde transport of lysosomes correlate with 3D invasion behavior, contrary to retrograde transport that correlated with decreased cell invasion. Finally, we studied about the molecular mechanisms by which lysosome alterations impact cell invasion.