Fonctionnelle et caractérisation protéomique des vésicules extracellulaires dérivées de cellules tumorales circulantes de cancer colorectal métastatique en expansion in vitro.

Functional and proteomic characterization of extracellular vesicles from in vitro expanded circulating tumor cells of metastatic colorectal cancer

• Auteur / Autrice : Luis Enrique Cortes hernandez
• Direction : Catherine Alix-Panabieres, Klaus Pantel
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 11/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MIVEGEC - Maladies Infectieuses et Vecteurs : Ecologie, Génétique, Evolution et Contrôle
• Jury : Président / Présidente : Christophe Hirtz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Alix-panabieres, Hector Peinado, David Lyden, Bruno Costa-silva, Klaus Pantel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Hector Peinado, David Lyden

Mots clés

Mots clés libres

Cellules Tumorale Circulantes

Cancer du côlon

Vésicules extracellulaires

Colon cancer

Circulating tumour cells

Extracellular vesicles

Résumé

Les cellules tumorales circulantes (CTC) sont un élément central de la progression du cancer ; les modèles de CTC in vitro permettent d'explorer en profondeur les mécanismes biologiques, ce qui rend les lignées de CTC adaptées à l'analyse des vésicules extracellulaires (VE). Les VE présentent des protéines de surface qui sont associées aux interactions intercellulaires ayant des fonctions dans la dissémination du cancer. Par conséquent, l'utilisation de lignées de CTC pour l'étude des VE offre un potentiel considérable pour élucider les mécanismes communs de la distribution tissulaire. Cette étude visait à caractériser le protéome et la fonction des VE dérivées de lignées de CTC qui représentent l'évolution clonale d'un patient atteint d'un cancer colorectal métastatique (CCRm) ayant connu une progression de la maladie malgré un traitement. La caractérisation de la taille et de la morphologie a révélé des différences dans les populations de petites VE (pVE) entre les lignées de CTC. Ces différences étaient également présentes dans le protéome des pVE. Les pVE des lignées de CTC contenaient des protéines pertinentes associées à la pluripotence, à la biogenèse endosomale et au pronostic du CCRm. Notamment, des protéines associées à la famille des intégrines se sont avérées significativement présentes (par exemple, ITGB1, ITGB4 et ITGA6). Ces protéines étaient présentes en plus grande quantité dans les pVE des lignées de CTC obtenues après échec thérapeutique. La présence de protéines pertinentes a été corroborée par un panel de peptides dans un suivi réactif multiple (MRM). Ensuite, les pVE associées à l'échec thérapeutique présentaient des corrélations significatives avec la distribution organique, principalement dans le foie, les poumons, les reins et les fémurs chez les souris NOD-SCID. Cependant, aucune preuve définitive d'organotropisme induit par les pVE à l'aide des CTC-MCC-41 luc/mCherry n'a été obtenue. Cette étude est la première à démontrer les changements associés à la progression thérapeutique dans les pVE du CCRm en utilisant un modèle in vitro de CTC, cependant, des études supplémentaires sur des périodes plus longues devraient être envisagées ; et des preuves de ces changements chez les patients atteints de CCRm sont nécessaires.

Circulating tumor cells (CTCs) are a central component in cancer progression; in vitro CTCs models allow for in-depth exploration of biological mechanisms, making CTC lines suitable for analyzing extracellular vesicles (EVs). EVs exhibit surface proteins that are associated with cell-to-cell interactions with functions in cancer dissemination. Therefore, utilizing CTC lines for studying EVs holds great potential in elucidating shared mechanisms for tissue distribution. This study aimed to characterize the proteome and function of EVs from CTC lines that represent the clonal evolution of a patient with metastatic colorectal cancer (mCRC) who experienced disease progression despite therapy. Size and morphological characterization showed differences in the small EVs (sEVs) populations between CTC lines. These differences were also present in the proteome of sEVs. As sEVs from CTC lines packed relevant proteins associated to stemness, endosomal biogenesis, and mCRC prognosis. Notably, proteins associated to the integrin family showed to be significantly present (e.g., ITGB1, ITGB4 and ITGA6). These proteins were packed in higher amounts in sEVs from CTC lines obtained after therapy failure. The presence of relevant proteins was further corroborated by a panel of peptides in multiple reacting monitoring (MRM). Then, sEVs associated to therapy failure exhibited significant correlations with organ distribution, mainly in liver, lung, kidneys, and femurs in NOD-SCID mice. However, definitive evidence of sEVs induced organotropism using CTC-MCC-41 luc/mCherry was not obtained. This study is the first to demonstrate changes associated to therapy progression in sEVs from mCRC using a CTC in vitro model, however, additional studies with longer time periods should be considered; and evidence of these changes in mCRC patients is further required.