Régulation du canal SK3 par les éther-lipides endogènes des cellules cancéreuses.

Regulation of SK3 channel by endogenous ether-lipids of cancer cells.

• Auteur / Autrice : Delphine Fontaine
• Direction : Christophe Vandier
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 06/07/2020
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Vandier
• Jury : Président / Présidente : Gilles Lalmanach
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Vandier, Emmanuel Deval, Paul-Alain Jaffres, Véronique Chajes, Aurélie Chantome, Michel Record
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Deval, Michel Record

Mots clés

Mots clés libres

Canal SK3

Ether-lipides

Cancer

Cancer

Ether-ipids

SK3 channel

Résumé

Les éther-lipides endogènes sont des lipides présents soit sous forme de triglycérides (dans le tissu adipeux), soit de phospholipides et qui possèdent une chaîne longue d’alcool gras liée au glycérol par une liaison éther. Il est généralement admis qu’ils sont retrouvés en plus grande quantité dans les tumeurs que dans les tissus non tumoraux mais leurs cibles moléculaires et la signification clinique de leur présence n’ont pas encore été établie. Ces dernières années nous avons démontré que des éther-lipides de synthèse ciblaient le canal SK3 qui en s’associant à des canaux calciques, favorise la migration des cellules cancéreuses de sein et prostatiques, ainsi que le développement de métastases osseuses dans un modèle murin de cancer du sein métastatique. L’objectif de cette thèse était de déterminer si les éther-lipides endogènes de cellules cancéreuses du sein et de la prostate peuvent réguler l’activité et l’expression du canal SK3 et d’en étudier les conséquences biologiques. Afin de réduire la quantité d’éther-lipides nous avons abolit l’expression de l’AlkylGlyceronePhosphate Synthase (AGPS), une enzyme clé de leur synthèse, dont il a été montré que son expression favorise la migration des cellules cancéreuses. Le travail réalisé sur des biopsies de tumeurs primaires humaines de sein a montré qu’il existe une corrélation positive entre l’expression (transcrits et protéines) de l’AGPS et de SK3 dans deux cohortes différentes. Ces observations ont été confirmées sur un modèle in vitro, dans lequel l’expression de l’AGPS a été abolit conduisant à une diminution de la synthèse des éther-lipides. Dans ces conditions ont été observés une diminution de l’expression du canal SK3 médiée par l’expression de différents miRNA ciblant SK3, ainsi qu’une suppression de l’entrée constitutive de calcium et de la migration cellulaire dépendantes de ce canal. Par ailleurs, le PAF (Platelet-Activating Factor), un éther-lipide endogène prévient la diminution de la migration engendrée par l’extinction de l’AGPS et est capable d’augmenter l’expression du canal SK3. Dans un modèle cellulaire synthétisant d’avantage d’éther-lipides, nous avons montré une augmentation de l’entrée de calcium et de la migration cellulaire toutes deux dépendantes du canal SK3. Dans le cancer de la prostate, l’extinction de l’AGPS diminue également l’expression du canal SK3. Cependant, des études complémentaires sont nécessaires pour préciser la nature de cette régulation et déterminer quelle entrée calcique dépendante de SK3 est régulée par les éther-lipides. Enfin, des analyses quantitatives des éther-lipides et qualitatives des alkyl-lipides réalisées dans des tissus adipeux périprostatiques suggèrent que les tissus adipeux périprostatiques associés aux tumeurs agressives possèdent moins d’éther-lipides que ceux associés aux tumeurs indolentes. Ces travaux ouvrent la voie à des analyses qualitatives des éther-lipides sur tumeurs humaines de sein et de prostate dans le but de préciser quelles sont les espèces moléculaires d’éther-lipides régulant l’activité et/ou l’expression de SK3. Ainsi ces lipides pourraient constituer de nouveaux marqueurs diagnostic, mais également des molécules thérapeutiques adjuvantes dans le traitement des métastases issues de cancer du sein et la prostate.

Endogenous ether-lipids are either triglycerides (in adipose tissue) or phospholipids with a long chain of fatty alcohol linked to glycerol by an ether linkage. It is generally accepted that ether-lipids are found in greater quantities in tumours than in non-tumour tissues, but their molecular targets and the clinical significance of their presence has not yet been established. In recent years, we have shown that synthetic ether-lipids target the SK3 channel, which by its association with calcium channels, promotes the migration of breast and prostate cancer cells, and the development of bone metastases in a mouse model of metastatic breast cancer. The objective of this thesis was to determine whether endogenous ether-lipids of breast and prostate cancer cells could regulate the activity and expression of the SK3 channel and to study biological consequences. In order to reduce the amount of ether-lipids we have suppressed the expression of AlkylGlyceronePhosphate Synthase (AGPS), a key enzyme of their synthesis, whose expression has been shown to promote the migration of cancer cells. In human primary breast tumours, we have shown that there is a positive correlation between the expression (transcripts and proteins) of AGPS and SK3 in two different cohorts. These observations were confirmed in an in vitro model in which AGPS expression has been abolished leading to a decrease of ether-lipids synthesis. In these conditions, we observed a decrease of SK3 channel expression induced by miRNAs expression which target SK3, with a suppression of SK3-dependent constitutive calcium entry and cell migration. Otherwise, treatment with an endogenous ether-lipid, the Platelet-Activating Factor (PAF), can prevent cell migration decrease driven by AGPS extinction and is able to increase SK3 channel expression. In a cell model, which synthesizes more ether-lipids, we have observed an increase of SK3-dependent constitutive calcium entry and cell migration. In prostate cancer, AGPS extinction also decreases SK3 channel expression. However, further studies are needed to clarify the nature of this regulation and to determine which SK3-dependent calcium entry is regulated by ether-lipids. Finally, quantitative ether-lipids and qualitative analyses of alkyl-lipids in periprostatic adipose tissue suggest a decrease in the overall amount of ether-lipid in periprostatic adipose tissue associated with aggressive tumours compared to those associated with indolent tumours. This work paves the way for qualitative ether-lipid analyses on human breast and prostate tumours in order to identify the molecular species of ether-lipid regulating the activity and/or expression of SK3. These lipids could thus constitute new diagnostic markers, but also adjuvant therapeutic molecules in the treatment of metastases from breast and prostate cancers.