Rôle de LRP-1 dans la prolifération des cellules issues de cancer du côlon en matrice tridimensionnelle de collagène de type I

Role of LRP-1 in colon cancer cell proliferation in three-dimensional culture systems

• Auteur / Autrice : Cao cuong Le
• Direction : Stéphane Dedieu, Hamid Morjani
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 24/01/2020
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences Fondamentales et Santé (Reims, Marne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Matrice Extra-cellulaire et Dynamique Cellulaire (MEDYC) (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Maxime Lehmann
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Dedieu, Hamid Morjani, Dominique Guenot, Frédéric Saltel, Laurent Martiny, Aline Bennasroune, Eric Battaglia
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Guenot, Frédéric Saltel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Collagène de type I

Recherche

Cancer colorectal

Mots clés libres

Lrp-1

Matrice 3D de collagène de type I

Ddr1

Cancer colorectal

Prolifération

Lrp-1

3D collagen matrix

Ddr1

Colon cancer

Proliferation

Résumé

Le récepteur low-density lipoprotein receptor-related protein-1 (LRP-1) est un récepteur d’endocytose multifonctionnel impliqué dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques. Plusieurs études ont montré que LRP-1 joue un rôle crucial lors des processus de tumorigenèse et durant la progression tumorale, notamment en régulant l’expression de protéines membranaires. Des études antérieures ont montré l'implication des récepteurs du collagène de type I de la famille des Discoidin Domain Receptors (DDRs) dans la régulation de la prolifération des cellules cancéreuses en 3D. Le but de ce travail est d'étudier s’il existe une interaction fonctionnelle entre LRP-1 et DDR1 et si celle-ci pourrait moduler la prolifération des cellules de cancer colorectal (CRC) cultivées dans une matrice 3D de collagène de type I.Nos résultats ont permis de montrer qu'une invalidation de LRP-1 ou une inhibition de son activité par l’utilisation d’antagonistes sélectifs (RAP, anticorps bloquants) altère la prolifération des cellules de CRC LS174T et HT-29, uniquement lorsque qu’elles sont intégrées dans une matrice 3D de collagène de type I. De plus, la surexpression de DDR1-GFP dans les cellules HT-29 (HT-29DDR-GFP) diminue leur taux de croissance, tandis que l’inhibition de LRP-1 par RAP induit un arrêt du cycle cellulaire et une augmentation de l’apoptose dans les cellules HT-29 et HT-29DDR-GFP. Nous avons montré que la quantité de DDR1 à la surface cellulaire était augmentée et que l’endocytose de DDR1 était réduite de moitié lors du traitement par RAP, mettant ainsi en évidence une nouvelle voie d’internalisation pour DDR1. De plus, LRP-1 et DDR1 co-immunoprécipitent ensemble indiquant que ces récepteurs sont fortement associés au sein d’un même complexe moléculaire dans les cellules de CRC.Nos résultats mettent en évidence l’existence d’une interface fonctionnelle entre LRP-1 et DDR1 I soutenant la prolifération des cellules de CRC dans une matrice 3D de collagène.

Low-density lipoprotein receptor related protein-1 (LRP-1) is a multifunctional endocytic receptor mediating the clearance of various molecules from the extracellular matrix, including metalloproteases and various glycoproteins. Several studies have shown that LRP-1 plays crucial roles in tumorigenesis and during tumor progression. LRP-1 also functions as a main regulator of signaling pathway by interacting with other cell-surface receptors. Previous studies have highlighted the involvement of Discoidin Domain Receptors (DDRs), type I collagen receptors with tyrosine kinase activity, in the regulation of cancer cell proliferation in 3D experimental models. The aim of this work is to study the potential functional interplay between LRP-1 and DDR1 in order to investigate whether this interaction may modulate the proliferation of colorectal cancer (CRC) cells in highly relevant 3D type I collagen matrices.In this study, we demonstrated that inhibition of LRP-1-mediated endocytosis using RNA interference or selective antagonists (RAP and R2629 blocking antibodies) impaired LS174T and HT-29 carcinoma cell proliferation, but only when embedded in a 3D collagen matrix. Using 3D cultures, DDR1-GFP overexpressing HT-29 (HT-29DDR-GFP) reduced the colorectal carcinoma cell growth rate, whereas RAP treatment led to cell cycle arrest and induced apoptosis in both HT-29 and HT-29DDR-GFP. By streptavidin/biotin-based immunoassays, we demonstrated that membrane-anchored DDR1 amount was increased upon RAP treatment while DDR1 uptake was reduced by a half upon LRP-1 inhibition, highlighting a new way for DDR1 internalization and dynamics. Consistently, co-immunoprecipitations confirmed the existence of a LRP1:DDR1 biomolecular complex at the cell surface of CRC cells.Our results suggest a role for LRP-1 in promoting CRC cell proliferation in 3D collagen environment by mediating DDR1 endocytosis.