Microchimérisme fœtal dans le cancer du sein

Foetal microchimerism and foetal stem cells in breast cancer

• Auteur / Autrice : Kamila Kolanska
• Direction : Nathalie Chabbert-Buffet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie moléculaire et cellulaire
• Date : Soutenance le 22/09/2023
• 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 : Virginie Rouiller-Fabre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Suzette Delaloge, Selim Aractingi, Michèle Sabbah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Romain Fontaine, Anne-Sophie Bats

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules souches

Cancer du sein

Chimérisme

Mots clés libres

Microchimerisme foetal

Cancer du sein

Cellules souches

Foetal microchimerism

Breast cancer

Stem cells

Résumé

INTRODUCTION. Le microchimérisme se définit par la présence en faible quantité dans un organisme, de cellules ou d'ADN provenant d'un autre individu. Pendant la grossesse le transit transplacentaire de cellules est un phénomène constant et bidirectionnel. Les cellules fœtales capables de traverser la barrière placentaire sont principalement des cellules précurseurs hématopoïétiques, mais aussi des cellules mononucléées sanguines matures.Pendant que le rôle du microchimérisme fœtal dans l'inflammation et la cicatrisation a été démontré, le rôle des cellules fœtales dans l'oncogenèse est controversé. Si certaines études font évoquer un effet protecteur, d'autres au contraire suggèrent un rôle potentiel dans la progression de la maladie.L'objectif principal de cette thèse était d'évaluer l'impact des cellules fœtales sur les processus de cancérogénèse dans le cancer du sein par une double approche, expérimentale et translationnelle.MATÉRIEL ET MÉTHODES. Dans la phase translationnelle nous avons étudié la présence de cellules fœtales par l'identification du gène SRY par FISH dans le tissu tumoral de cancers du sein à partir d'une bio banque. Les échantillons ont été obtenus des femmes ayant eu un garçon ayant eu un diagnostic de cancer du sein 7 ± 5 ans après l'accouchement. Nous avons évalué la corrélation entre la présence de cellules fœtales au sein de tumeurs mammaires malignes et le sous-type histologique, le stade TNM et l'évolution du cancer du sein. Les modifications immunologiques péritumorales et intratumorales observées en présence de cellules fœtales au sein de la tumeur ont été analysés.Dans la phase expérimentale nous avons analysé les interactions entre cellules fœtales CD34+ dérivés du sang du cordon et lignées cancéreuses mammaires MDA-MB-231 et MCF-7. Les conséquences cellulaires et moléculaires ont été évaluées par la technique xCELLigence et en analysant la transcriptomique des cellules tumorales.RÉSULTATS. Au niveau du tissu tumoral du cancer du sein les cellules fœtales masculines ont été retrouvées dans 5 échantillons sur 23. Ces cellules étaient peu nombreuses et étaient représentées par des lymphocytes dans 3 échantillons, par des fibroblastes dans un échantillon et par des cellules épithéliales dans un échantillon. L'analyse du profil immunitaire du microenvironnement tumoral présentant un microchimérisme fœtal n'a démontré aucune différence par rapport aux tumeurs sans microchimérisme fœtal.Dans la partie in vitro, nous avons démontré que les cellules fœtales CD34+ dérivées du sang de cordon interagissent avec les cellules tumorales mammaires en provoquant une diminution de la prolifération des cellules MDA-MB-231 et MCF-7 ainsi que la diminution de la migration et l'invasion des cellules MDA-MB-231. L'analyse spatiale des interactions entre les cellules a permis d'émettre l'hypothèse d'une fusion des cellules CD34+ avec les cellules tumorales. L'analyse transcriptomique des cellules tumorales en corrélation avec l'analyse du sécrétome des cellules fœtales CD34+ a permis d'identifier l'IL-17A et l'INF-γ comme potentiels régulateurs d'amont des modifications fonctionnelles observées dans les cellules tumorales.CONCLUSION. Les cellules fœtales retrouvées au sein des tumeurs représentaient principalement des populations lymphocytaires, fibroblastiques et épithéliales. La prévalence du microchimérisme fœtal au niveau du tissu tumoral mammaire à distance de la grossesse est probablement plus faible que décrit précédemment dans la littérature pour les cancers du sein diagnostiqués pendant la grossesse. Les interactions directes de cellules CD34+ dérivées du sang de cordon avec les cellules du cancer du sein in vitro ont provoqué des modifications fonctionnelles et moléculaires dans les cellules tumorales. Même si, le rôle des cellules CD34+ d'origine fœtale dans le cancer du sein reste à démontrer, ces résultats apportent des nouvelles approches potentielles à explorer.

INTRODUCTION. Microchimerism is defined as the presence of a small quantity of cells or DNA originating from another organism. During pregnancy, the transfer of fetal cells through the placental barrier is constant and bidirectional. Fetal cells able to cross the placental barrier are mostly hematopoietic progenitors, but also mature mononuclear blood cells.While the role of fetal microchimerism has been confirmed in inflammation and wound healing, the role of fetal cells in carcinogenesis is controversial. Some studies mention a protective effect of fetal microchimerism, others suggest a potential role of fetal cells in cancer progression.The principal goal of this thesis was to evaluate the impact of fetal cells on breast carcinogenesis by experimental and translational approaches.MATERIAL AND METHODS. In the translational phase we have studied the presence of fetal cells in breast tumor tissue from a biobank. Samples were obtained from mothers of boys 7 ± 5 years after birth. Fetal cells were identified by FISH of SRY gene. Correlation between the presence of fetal cells in the tumors and tumor histological subtype, TNM stage and evolution was evaluated. Immunological modifications tumoral and surrounding tissues associated with the presence of fetal cells were also analysed.In the experimental phase we have evaluated interactions between blood cord derived fetal CD34+ cells and breast cancer cell lines MDA-MB-231 and MCF-7. Cellular and molecular modifications were evaluated by xCELLigence technique and by transcriptomic analysis of breast cancer cell lines.RESULTS. In breast cancer tissue, male fetal cells were found in 5 out of 23 analyzed samples. Those cells were localized on small surfaces and were identified as lymphocytes in 3 cases, fibroblasts in one case, and epithelial cells in one case. The analysis of tumor immunological microenvironment modifications associated with fetal microchimerism did not reveal any difference compared to tumors without microchimerism.The in vitro experimental analysis of interactions between umbilical cord derived fetal CD34+ cells and breast cancer cell lines showed a decrease in proliferation of MDA-MB-231 as well as MCF-7 cells, and a decrease in migration and invasion capacities of MDA-MB-231. The 3D analysis of spatial interactions between cells allowed to draw the hypothesis of cell fusion between CD34+ with tumor cells. Transcriptomic analysis of breast cancer cell lines and correlation with the secretome analysis of fetal CD34+ cells identified IL-17A and INF-γ as potential upstream regulators of the functional modifications observed in breast cancer cells.CONCLUSION. Fetal cells found in tumor tissues were mostly represented by lymphocytes, fibroblasts and epithelial cells. The prevalence of fetal microchimerism in these breast cancers distant from pregnancy was lower than reported in the literature on breast cancer pregnancy during the pregnancy. Direct interactions of umbilical cord derived CD34+ cells with breast cancer cell lines in vitro have been demonstrated and induced functional and molecular modifications in breast cancer cells. Although the role of CD34+ of fetal origin in breast carcinogenesis remains to be fully demonstrated, these results bring new potential approaches to be investigated.