Evaluation préclinique de l'impact des facteurs HAF et HIF-2 sur la croissance des glioblastomes et leur réponse à la radiothérapie

Preclinical evaluation of the impact of HAF and HIF-2 on glioblastoma growth and response to radiotherapy

• Auteur / Autrice : Gaelle Lambert
• Direction : Edwige Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 11/12/2018
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Imagerie et stratégies thérapeutiques pour les cancers et tissus cérébraux (Caen ; 2017-....)
• Jury : Président / Présidente : Myriam Bernaudin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Edwige Petit, Fabrice Soncin, Philippe Moreau, Olivier Nicole
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Soncin, Philippe Moreau

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine HAF

Protéine HIF-2

Anoxie

radiothérapie

Glioblastome

Mots clés libres

Hypoxie

Glioblastoma

Hypoxia

Radiotherapy

HIF-2

HAF

Résumé

L’hypoxie tumorale est l’une des principales causes de l’agressivité des glioblastomes (GB). Plusieurs études attestent de l’implication de l’isoforme HIF-1α (hypoxia inducible factor-1α) dans la progression de ces tumeurs et dans leur résistance à la radiothérapie (RT). Plus récemment, il a été établi que l’isoforme HIF-2α régule la capacité tumorigénique des cellules souches de GB (CSG). Cependant, le rôle de ce facteur dans la croissance des cellules de GB différenciées et leur réponse à la RT est moins documenté. Dans ce contexte, l’objectif de ce travail a été de renforcer ces connaissances à l’échelle préclinique en utilisant deux approches d’ARN interférence (ARNi) pour moduler l’expression de HIF-2 : cibler directement HIF-2α ou cibler HAF (hypoxia associated factor), un facteur impliqué dans le switch de HIF-1α vers HIF-2α. Les résultats obtenus sur un modèle orthotopique de cellules humaines de GB (U251-MG) différenciées montrent que l’invalidation de HAF conduit à un fort ralentissement de la croissance de ces tumeurs mais indépendamment de HIF-1α ou HIF-2α. L’effet de l’invalidation de HIF-2α serait, quant à lui, dépendant de l’environnement tumoral. En effet, la diminution d’expression de HIF-2α dans les cellules U251 ne modifie pas la croissance tumorale dans un modèle de greffe sous-cutanée, alors que celle-ci favorise la croissance tumorale lorsque les cellules de GB sont implantées en intracérébral. Par comparaison aux tumeurs contrôles, ces tumeurs sont plus invasives et mieux perfusées. In vitro, l’inhibition de l’expression de HIF-2α n’a aucun effet sur la survie des cellules U251 alors qu’elle diminue la mort apoptotique de ces cellules exposées aux rayons X.L’ensemble des données présentées dans cette étude suggère que HAF et HIF-2α pourraient réguler la capacité tumorigénique des cellules de GB différenciées, tout comme observé pour les CSG. En outre, ces résultats soulignent la nécessité de prendre en compte le microenvironnement cellulaire afin de mieux comprendre le comportement de la tumeur dans son environnement hypoxique.

Hypoxia is one of the main causes of glioblastoma (GB) aggressiveness. Various studies attest on the involvement of the HIF-1α isoform (hypoxia inducible factor-1α) in the progression of these tumors and in their resistance to radiation therapy (RT). More recently, it was established that the HIF-2α isoform regulates the tumorigenic capacity of GB stem cells (GSC). However, the role of this factor in the growth of differentiated GB cells and their response to RT is less documented. In this context, the goal of this work was to strengthen this knowledge at the preclinical level by using two RNA interference (RNAi) strategies to modulate the expression of HIF-2: one directly targets HIF-2α, the other one targets HAF (hypoxia associated factor), a factor involved in the switch of HIF-1α to HIF-2α. Our results obtained on an orthotopic model of differentiated human GB (U251-MG) cells showed that the invalidation of HAF leads to a strong slowdown in tumor growth but independently of HIF-1α or HIF-2α. On the other hand, the effect of HIF-2α silencing seems dependent on the tumor environment. Indeed, the extinction ofHIF-2α expression in U251 cells does not modify tumor growth in a subcutaneous model, whereas it promotes tumor growth when GB cells are intracerebrally grafted. Compared to control tumors, these tumors are more invasive and highly perfused. In vitro, the inhibition of HIF-2α expression has no effect on GB cell survival whereas decreasing the X-rays induced apoptotic death.Collectively, these data suggest that HAF and HIF-2α could regulate the tumorigenic capacity of differentiated GB cells, like it does in CSGs. In addition, these results highlight the need to take into account the cellular microenvironment to better understand the behavior of the tumor in its hypoxic environment.