Rôle des proprotéines convertases dans le phénotype malin des cellules souches cancereuses colorectales

Role of Proprotein convertases in the malignant phenotype of colorectal cancer stem cells

• Auteur / Autrice : Jean Descarpentrie
• Direction : Abdel-Majid Khatib
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Cellulaire et Physiopathologie
• Date : Soutenance le 03/12/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Talence, Gironde ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Regulatory Networks of angiogenesis, Tumor Invasion and Metastasis
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Angiogenèse et Microenvironnement des Cancers (Bordeaux ; 2011-2021)
• Jury : Président / Présidente : Abdel-Majid Khatib
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdel-Majid Khatib, Michel Salzet, Tarik Smani, Christine Varon, Frédéric Delom
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michel Salzet, Tarik Smani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gène KRAS

Cellules souches

Syndrome de Lynch

Convertases

Mots clés libres

Convertases

Cancer du colon

Cellules souches

Colon cancer

Convertases

Cancer stem cells

Résumé

Le cancer colorectal (CCR) est le troisième cancer en terme d’incidence et la deuxième cause de décès par cancer dans le monde. Au sein des tumeurs solides, les cellules souches cancéreuses (CSCs) représentent une sous-population rare de cellules possédant des propriétés d’auto-renouvellement, de différenciation et de tumorigenèse. Elles sont caractérisées par leurs résistances à la radiothérapie et à la chimiothérapie. Par conséquent, il est crucial de développer de nouvelles approches thérapeutiques ciblant spécifiquement les CSC afin de prévenir la résistance aux traitements chez les patients atteints de cancer du côlon. En outre, il a été mis en évidence qu’une grande majorité des protéines impliquées dans la mise en place du phénotype malin des CSCs sont produites sous forme de précurseurs qui nécessitent un clivage protéolytique pour être actives. Ce processus de maturation est contrôlé par des enzymes appelées proprotéines convertases (PCs).Précédemment, il a été montré que le niveau d’expression des PCs est fortement altéré dans le CCR et que ces PCs sont responsables de la maturation de plusieurs protéines impliquées dans la prolifération, l’angiogenèse et la dissémination métastatique. Cependant, le rôle des proprotéines convertases dans le phénotype malin de la population spécifique des CSCs du côlon n’avait pas encore été étudié jusqu’à présent.Durant mon projet de thèse, nous avons mis en évidence que le niveau d’expression des PCs (Furine, PACE4, PC5 et PC7) est fortement augmenté dans différentes lignées de CSCs de côlon et que l’inhibition de leurs activités réduit la prolifération, l’invasion et la survie de ces CSCs. Une analyse transcriptomique de CSCs traitées par un inhibiteur général des PCs (le décanoyle-RVKR-Chlorométhylekétone) montre une augmentation de l'expression de neuf métallothionéines, ces dernières étant connues pour être des suppresseurs de tumeur. De plus, l’inhibition spécifique de la Furine est associée à une diminution de l’expression des marqueurs de cellules souches LGR5 et NANOG et à l’altération de l’expression de plusieurs régulateurs du calcium intracellulaire. Nous avons également montré que ces modifications d’expression sont dépendantes de la mutation KRAS ou BRAF dans des lignées cancéreuses du côlon.Ces résultats mettent en évidence le rôle important des convertases dans le phénotype malin des CSCs et suggèrent que le ciblage de l’activité des PCs pourrait représenter une nouvelle stratégie thérapeutique dans le traitement du CCR, en particulier ceux possédant une mutation KRAS ou BRAF.

Colorectal cancer (CRC) is the third cancer in terms of incidence and the second leading cause of worldwide cancer. Within solid tumors, cancer stem cells (CSCs) represent a rare subpopulation of tumor cells with self-renewal, tumorigenesis properties and. show high resistance to radiotherapy and chemotherapy. Therefore, it is crucial to develop new therapeutic approaches targeting CSCs to prevent resistance to treatment in patients with colon cancer. In addition, it has been demonstrated that a large majority of the proteins involved in establishing the malignant phenotype of CSCs are produced in the form of precursors that require proteolytic cleavage to be active. This maturation process is controlled by enzymes called proprotein convertases (PCs).Previously, the expression level of the PCs was reported to be altered in CRC and involved in the maturation of several proteins involved in proliferation, angiogenesis, and metastatic dissemination. However, their role in the malignant phenotype of CSCs has not yet been investigated.During my thesis project, we demonstrated that the level of expression of PCs (Furin, PACE4, PC5, and PC7) is alterted in colon CSCs and that the inhibition of their activities reduces the proliferation, the invasion, and survival of CSCs. A transcriptomic analysis of CSCs treated with a general inhibitor of PCs (decanoyl-RVKR-Chloromethylketone) showed increased expression of nine metallothioneins, known as tumor suppressors in colon cancer.In addition, specific inhibition of Furin in colon cancer cells was associated with decreased expression of LGR5 and NANOG and altered expression of several intracellular calcium regulators. We also revealed that these expression changes are linked to KRAS or BRAF mutation in colon cancer cells.These results highlight the critical role of the convertases in the malignant phenotype of CSCs and suggest targeting their activity as a new therapeutic strategy in the treatment of CRC, particularly CRC with KRAS or BRAF mutation.