Rôle des inhibiteurs de PARP dans le mimétisme vasculaire des cellules tumorales mammaires

The role of PARP inhibitors on vascular mimicry in breast cancer

• Auteur / Autrice : Justine Chivot
• Direction : Michèle Sabbah
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 15/09/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physiologie, Physiopathologie et Thérapeutique (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherche Saint-Antoine (Paris ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Houard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathieu Boissan, Thibault de La Motte Rouge
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Lallemand, Marc Vasse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Facteur de transcription NF-κB

Thérapeutique

Cancer du sein

Néovascularisation

Inhibiteurs de la poly (ADP-ribose) polymérase

Mots clés libres

Inhibiteurs de PARP

Mimétisme vasculaire

NF-kB

PARP inhibitor

Vascular mimicry

NF-kB

Résumé

Le cancer du sein, malgré les avancées thérapeutiques, reste la première cause de mortalité par cancer chez la femme en raison principalement de sa faculté à développer des métastases dans des tissus vitaux. Il est largement admis que les tumeurs ont besoin d’un apport sanguin pour survivre, croître et métastaser. Ce concept est inextricable à l’angiogenèse, processus qui correspond à la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins au sein d’une tumeur. Cependant, il est maintenant établi que la vasculogenèse tumorale n’est pas nécessairement attribuée aux seules cellules endothéliales. Dans certaines tumeurs les cellules tumorales elles-mêmes peuvent former des réseaux, un phénomène que l’on appelle mimétisme vasculaire (VM) et qui est souvent associé à des phénotypes hautement invasifs et métastatiques. Les inhibiteurs de poly-(ADP-ribose)-polymérase (PARPi) représentent une nouvelle arme thérapeutique dans les cancers du sein agressifs présentant une mutation des gènes suppresseurs de tumeurs BRCA1 et BRCA2. Ils exercent des activités anti-tumorales et des études récentes ont mis en évidence leurs effets anti-angiogéniques. En revanche leurs effets sur le mimétisme vasculaire restent peu étudiés dans le cadre du cancer du sein. Les objectifs de cette thèse ont été de déterminer les effets des PARPis sur la capacité des cellules tumorales mammaires à former des réseaux de mimétisme vasculaire, et à comprendre les mécanismes impliqués. In vitro à travers des expériences de formation de tubes nous avons pu montrer que 3 PARPis (Olaparib, Talazoparib et Veliparib) sont capables d’inhiber la formation de réseaux de plusieurs lignées classifiées triples négatives du cancer du sein. Cette inhibition est indépendante du statut BRCA des tumeurs. En explorant les mécanismes impliqués dans cette inhibition, nous avons pu mettre en évidence dans le sécrétome des cellules traitées par l’Olaparib une diminution de certaines protéines régulées par NF-κB et impliquées dans l’angiogenèse comme PTX3, Serpine-E1, uPA, VEGF et IL-8. De plus, lorsque le facteur NF-κB est inhibé par un inhibiteur spécifique, nous retrouvons les mêmes effets sur le VM que ceux observés par les traitements PARPi, confirmant l’implication de cette voie de signalisation. Nous avons également démontré que l’expression de la protéine PTX3 était suffisante pour contrecarrer les effets des PARPis sur la formation du VM. Les travaux présentés dans cette thèse ont permis de montrer que les inhibiteurs de PARP peuvent inhiber le VM dans les cellules agressives tumorales mammaires, et cela peut être expliqué par l’inhibition de la voie de signalisation NF-κB et des protéines régulées par cette voie et impliquées dans l’angiogenèse. Ces résultats suggèrent que l’inhibition de PARP pourrait avoir de nouvelles implications thérapeutiques pour les cancers du sein les plus agressifs.

Breast cancer remains the leading cause of cancer death in women despite therapeutic advances, mainly due to its ability to develop metastases in vital tissues. It is widely accepted that tumours need blood supply to survive, grow and metastasize. This concept is inextricable from angiogenesis, the process through which new blood vessels form and grow from pre-existing vessels within a tumour. However, it is now established that tumour vasculogenesis is not necessarily attributed to endothelial cells alone. In some tumours, the tumours cell themselves can form vascular networks, a phenomenon called vascular mimicry (VM) and which is often associated with highly invasive and metastatic phenotypes. Poly-(ADP-ribose)-polymerase inhibitors (PARPi) represent a new therapeutic weapon in aggressive breast cancers presenting a mutation of the tumour suppressor genes BRCA1 and BRCA2. They exert anti-tumour effects and recent studies have shown their anti-angiogenic effects. However, their effect on vascular mimicry remain poorly studied in the context of breast cancer. The objectives of this thesis were to determine the effects of PARPis on the ability of breast tumour cells to form vascular mimicry networks, and to understand the mechanisms involved. In vitro, through tube formation experiments, we were able to show that 3 PARPis (Olaparib, Talazoparib and Veliparib) are able to inhibit the formation of networks of several breast cancer cell lines classified as triple negative. This inhibition is independent of the BRCA status of the tumours. By exploring the mechanisms involved in this inhibition, we were able to demonstrate in the secretome of cells treated with Olaparib a decrease in certain proteins regulated by NF-κB and involved in angiogenesis such as PTX3, Serpin-E1, uPA, VEGF and IL-8. Moreover, when the NF-κB factor is inhibited by a specific inhibitor, we find the same effects on the VM as those observed by PARPi treatments, confirming the involvement of this signaling pathway. We also demonstrated that expression of the PTX3 protein was sufficient to counteract the effects of PARPis on VM formation. The work presented in this thesis has shown that PARP inhibitors can inhibit VM in aggressive breast tumours cells, and this can be explained by the inhibition of the NF-κB signaling pathway and the proteins regulated by this pathway and involved in angiogenesis. These results suggest that the inhibition of PARP may have new therapeutics implications for aggressive breast cancers.