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sp²-Iminosugar-glucosidases inhibitor 1-C-octyl-2-oxa-3-oxocastanospermine - induced antiproliferative, apoptotic and necrotic effects in breast cancer cells via targeting GRP78, Stim1 and Orai1

• Auteur / Autrice : Nahla Gueder
• Direction : Halima Ouadid-Ahidouch, Ahmed Ahidouch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé. Physiopathologie humaine
• Date : Soutenance le 06/07/2018
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physiologie cellulaire et moléculaire (Amiens)
• Jury : Président / Présidente : Mathieu Gautier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Halima Ouadid-Ahidouch, Ahmed Ahidouch, Jean-Pierre Savineau, Fabien Van Coppenolle, Carmen Ortiz-Mellet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Savineau, Fabien Van Coppenolle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Glycosylation

Apoptose

Cancer du sein

Mots clés libres

Stim1

GRP78

Orai1

Migration

Résumé

L'altération de glycosylation est l'une des caractéristiques du cancer du sein. Ainsi le défaut de glycosylation affecte différentes protéines glycosylées responsables des différents processus cancéreux. Les canaux SOC (Store operated channels) constituent la voie majeure de l'entrée du calcium dans les cellules et sont impliqués dans la prolifération, la migration et la survie des cellules cancéreuses du sein. CO-OCS est un nouvel inhibiteur de la glycosylation avec plus de sélectivité vis-à-vis des α-glucosidases, et montre des activités anticancéreuses des cellules cancéreuses du sein, sans affecter les cellules mammaires normales. L'objectif de ma thèse est d'étudier les mécanismes moléculaires par lesquels CO-OCS induit ses effets anti-tumoraux. CO-OCS inhibe la migration des cellules cancéreuses à fort potentiel métastatique. Cet effet anti-migratoire est dû à une réduction de l'expression de la β1-intégrine, de Stim1, et de l'activation des voies de signalisation FAK et ERK1/2 par CO-OCS. Dans les cellules cancéreuses peu invasives, CO-OCS diminue la prolifération et augmente la mortalité de ces cellules en affectant l'expression de 3 protéines : Stim1 et Orai1 : protéines N-glycosylées au niveau du réticulum endoplasmique (RE), et GRP78, protéine de stress du RE. Ainsi en supprimant complétement l'expression de Stim1, CO-OCS réduit la prolifération en accumulant les cellules dans les phases G1 et G2/M du cycle cellulaire. Alors que la réduction de l'expression de GRP78 et d'Orai1 par le CO-OCS augmente respectivement l'apoptose et la nécrose. Par ailleurs, l'invalidation de Stim1 atténue l'effet apoptotique induit par CO-OCS. CO-OCS réduit aussi le contenu calcique du RE. Cette réduction du calcium réticulaire est due à une fuite de calcium par le Translocon. En effet, l'Anisomycine, inhibiteur du Translocon, restore de contenu calcique réticulaire et antagonise l'apoptose induite par le CO-OCS. En conclusion, CO-OCS induit une accumulation de protéines mal-repliées dans le RE induisant ainsi un stress réticulaire. Trois cibles du CO-OCS ont été identifiées : l'expression de Stim1 favorise la prolifération tandis que celle d'Orai1 et de GRP78 protègent respectivement les cellules de l'apoptose et de la nécrose induites par CO-OCS. De plus, en diminuant l'expression de GRP78, CO-OCS induit une fuite du calcium du RE par le Translocon

Alteration in glycosylation pattern is one of the hallmarks of breast cancer. The levels and the abnormal expressions of glycan were found in breast cancer patients. Glycosylation defect can affect different glycosylated proteins which are implicated in cancerogenesis. Changes in intracellular Ca2+ levels can regulate different cellular processes. SOC channels are implicated in breast cancer proliferation, migration and survival. CO-OCS is a new glycosylation inhibitor with more selectivity toward theα- glucosidases exhibited anti-cancer activities in breast cancer cells without affecting the normal mammary cells. The objective of my thesis is investigating the related molecular mechanisms by which CO-OCS induced its anti-tumour effects.CO-OCS impaired breast cancer migration through decrease β1-integrin expression and the activation of FAK and ERK1/2 signalling pathways. CO-OCS also induced anti-migratory effect via Stim1 protein expression down-regulation leading to inhibition of SOCE. Additionally, CO-OCS affected the expression of both Orai1 and Stim1 proteins leading to anti-proliferative effects and cell cycle arrest in G1 and G2/M phase respectively. Moreover, CO-OCS affected the expression of Stim1 at the protein level without affecting its transcript level. GRP78 implicated in CO-OCS apoptotic death. The expression of Stim1 regulated the apoptosis induced by CO-OCS via modulating GRP78 expression. Orai1 down-regulation promoted CO-OCS necrotic effect. CO-OCS induced ER- calcium depletion due to increase in ER calcium leak via the Translocon; Anisomycin (Translocon inhibitor) decreased the apoptosis induced by CO-OCS. In conclusion, these results show that in breast cancer, by targeting Stim1, Orai1 and GRP78, CO-OCS reduced cell proliferation and induced apoptosis and necrosis cell death. Stim1 favours CO-OCS apoptotic effect while Orai1 protected from necrosis induced by CO-OCS. The inhibition of Translocon decreased CO-OCS apoptotic cell death via restoring the ER calcium homeostasis