La Filamine A, acteur central relayant les mécanismes d'invasion des gliomes de haut-grades : implication dans la signalisation et le trafic du récepteur chimiotactique de l'urotensine II

Filamin A, a key regulatory actor of high-grade glioma invasion mechanisms : involvement in urotensin II chemokine receptor signalization and trafficking

• Auteur / Autrice : Alexandre Mutel
• Direction : Hélène Castel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 16/12/2019
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement de préparation de la thèse : Université de Rouen Normandie (1966-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Neuroendocrine EndOcrine and GeRminal DIfferentiation and Communication (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 2022-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Prézeau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Annie Laquerrière
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Monique Dontenwill, Ahmed Idbaih

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récidive (médecine)

Chimiotaxie

Chimiokines

Glioblastome

Récepteurs couplés aux protéines G

Urotensine II

Mots clés libres

Filamine A

Urotensine II

RCPG

Glioblastome

Filamin A

Urotensin II

GPCR

Glioblastoma

Résumé

Les glioblastomes multiformes (GBM) sont les tumeurs les plus fréquentes et agressives du système nerveux central. Le traitement standard des GBM suit le « Protocole de Stupp » qui consiste en une résection chirurgicale de la tumeur la plus large possible, suivie d’une radiothérapie/chimiothérapie au temozolomide (TMZ) concomitante. Malgré ce traitement lourd de première ligne, les patients atteints de GBM présentent une survie médiane de seulement 14,6 mois. Même si la résection semble la plus complète possible, le caractère diffus et invasif des cellules de GBM est à l’origine de récidives quasi-systématiques en bordure de la cavité de résection. L’invasion du parenchyme cérébrale sain par les cellules de GBM, enbordure ou à distance de la zone de résection, constitue par conséquent un enjeu thérapeutique majeur. Ces mécanismes d’invasion sont portés par des transformations cellulaires liées aux contraintes environnementales telles que l’hypoxie et l’angiogenèse, responsables d’une transition mésenchymateuse (TM) principalement contrôlée par les facteurs de transcriptions STAT3 et CEBPα qui stimulent 70% des gènes secondaires mésenchymateux. L’hypoxie associée à la TM entraînent notamment la surexpression de récepteurs à 7 domaines transmembranaires couplés aux protéines G (RCPGs) de chimiokines, entres autres. Le RCPG chimiotactique le plus largement étudié dans le GBM est le CXCR4 relayant ses effets promigratoires via les couplages et les voies Gαi/PIγK/PIPγ et Gα12/13/Rho/ROCK ainsi que son endocytose clathrine-dépendante et le recyclage relayé par l’activité de β-arrestines. Des travaux déjà réalisés dans notre équipe ont aussi pu mettre en évidence que le récepteur UT du neuropeptide urotensine II (UII) se comporte comme un récepteur de chimiokine pouvant stimuler la migration directionnelle de cellules de GBM via l’activation séquentielle de Gαi/PIγK/PIPγ puis de Gα12/13/Rho/ROCK permettant la polarisation cellulaire, l’émission de lamellipodes, la polymérisation des fibres de stress d’actine, et la contraction cellulaire. Ainsi il apparait que la redondance d’expression et de couplages des RCPGs chimiotactiques constitue un verrou majeur en termes de ciblage thérapeutique de l’un de ces systèmes. C’est sur la base de ces observations que nous avons entrepris d’isoler de nouveaux partenaires protéiques communs à ces récepteurs pouvant être la source de développement de nouvelles stratégies anti-invasives.

Multiform glioblastoma (GBM) are the most frequent and aggressive tumor of the central nervous system (CNS). The standard treatment therapy for GBM follows the “Stupp protocol”consisting in the most complete surgical resection combined with radio/chemotherapy with temozolomide (TMZ). Despite this heavy first line treatment, patients with GBM display a survival median of only 14.6 months. Even if the resection as large as possible, the diffuse properties of GBM cells leads to a quasi-systematic invasion of the margin of the resection cavity. The healthy brain parenchyma invasion by GBM cells, in margin or at distance of the resection cavity, constitutes a main therapeutic issue. These invasion mechanisms are carried by cell transformations caused by the microenvironment such as hypoxia and angiogenesis responsible for mesenchymal transition (MT) mainly controlled by two transcription factors STATγ and CEBPα which stimulate 70% of secondary mesenchymal genes. Hypoxia associated with MT triggers the expression of chemokine G protein-coupled receptor (GPCRs). The most studied chemotactic GPCR in GBM is CXCR4 which mediates promigratory effects through Gαi/PIγK/PIPγ and Gα13/Rho/ROCK as well as its endocytosis and recycling mediated by β-arrestins. Our team already demonstrated that the UT receptor of the neuropeptide urotensin II (UII) behaves like a chemokine receptor and stimulates GBM directional migrationby Gαi/PIγK/PIPγ and Gα13/Rho/ROCK allowing cell polarization, lamellipodia formation, actin stress fiber polymerization and cell contraction. Thus it appears that the expression and coupling redundancy of chemotactic GPCRs constitute a major brake for the development oftargeted therapy against these systems. Based on these observations, we proposed to identify new protein partners common to these chemokine GPCRs which could then be targeted by future anti-invasive therapies. First, we validated the systematic redundancy of expression of CXCR4/SDF-1α and UT/UII systems by immunohistochemical studies carried in various patient glioma grades (Collaboration with Pr A. Laquerrière, CHU Rouen Hospital). These systems are more strongly co-expressed in pseudopalisadic peri-necrotic hypoxic GBM areas. A two-hybrid screening of a bank of human brain cDNA allowed us to demonstrate that the 332-352 C-terminal amino acid sequence of UT interacts with the repeat D19-D20 domains of a platform protein called Filamin A (FlnA).