Rôle du domaine kinase de TRPM7 dans la transition épithélio-mésenchymateuse et la migration des cellules cancéreuses pancréatiques humaines

Role of the kinase domain of TRPM7 in epithelial-mesenchymal transition and migration of human pancreatic cancer cells

• Auteur / Autrice : Julie Auwercx
• Direction : Mathieu Gautier, Nicolas Jonckheere
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie-Santé-Physiopathologie Humaine - Signalisation ionique et cancers-250027
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 20/12/2023
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physiologie cellulaire et moléculaire (Amiens ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Loïc Garçon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mathieu Gautier, Marie Potier-cartereau, Yvan Martineau, Sylvie Brassart-pasco, Dimitra Gkika, Olivier Destaing, Nicolas Jonckheere
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie Potier-cartereau, Yvan Martineau

Mots clés

Mots clés libres

Cancer du pancréas

Trpm7

Alpha-kinase

Migration

Métastase

Tem

Pancreatic cancer

Trpm7

Alpha-kinase

Migration

Metastasis

Emt

Résumé

Le cancer du pancréas est l’un des cancers les plus mortels dans le monde. Ce faible taux de survie s’explique en partie par la capacité des cellules cancéreuses pancréatiques à former des métastases. La migration et l’invasion cellulaires sont des étapes fondamentales de la cascade métastatique, et la compréhension de ces mécanismes est donc cruciale. Dans ce cadre, la protéine TRPM7 (Transient Receptor Potential Cation Channel Subfamily M Member 7), a été identifiée comme surexprimée de nombreux cancers, tels que le cancer du sein, du colon, des poumons ou encore dans le glioblastome. Notre équipe a été une des premières à démontrer la surexpression de TRPM7 dans les tissus cancéreux pancréatiques ainsi que son rôle dans la migration et l’invasion cellulaire. Toutefois, si le rôle du canal TRPM7 dans ces processus a été étudié, l’implication du domaine kinase dans le cancer du pancréas n’est toujours pas décrite. Ce travail a pour objectif d’élucider in vitro son rôle dans les capacités de migration, d’invasion et de transition épithélio-mésenchymateuse (TEM) des cellules cancéreuses pancréatiques. Les cellules cancéreuses humaines pancréatiques PANC-1 et MIA PaCa-2 ont été modifiées par CRISPR-Cas9 pour obtenir un modèle de délétion endogène du domaine kinase de TRPM7 (ΔK). Nous avons caractérisé ces modèles, en démontrant tout d’abord que l’absence du domaine modifie la sensibilité du canal au Mg2+ lié à l’ATP sans modifier sa sensibilité au Mg2+ libre ni son activité. La diminution de l’expression du domaine kinase entraine une diminution de la migration et également de l’invasion des cellules PANC-1. Nous avons également montré que la délétion du domaine kinase entrainait une augmentation de l’expression de la cadhérine-E de ainsi qu’une diminution de l’expression de la vimentine. Nos résultats in vivo démontrent également que le domaine kinase de TRPM7 dans les PANC-1 est impliqué dans la croissance tumorale. A l’inverse, lors de la diminution de l’expression du domaine kinase de TRPM7 dans les MIA PaCa-2, nous observons une augmentation de la migration et de l’invasion. En étudiant différentes protéines décrites dans les mécanismes d’invasion et de migration, nous observons une diminution de la phosphorylation de la protéine paxiline ainsi que l’expression des protéines Rac dans nos deux modèles. Ces premiers résultats démontrent pour la première du domaine kinase de TRPM7 dans les propriétés de migration et d’invasion des cellules humaines cancéreuses pancréatiques. En continuant nos travaux, nos résultats suggèrent que le domaine kinase de TRPM7 pourrait être un marqueur d’agressivité et une potentielle cible thérapeutique dans certaines formes d’ACP.

Pancreatic cancer is one of the deadliest cancers worldwide. This low survival rate is mainly due to the ability of cancer cells to form metastases. Cellular migration and invasion are fundamental steps in the metastatic cascade, and understanding these mechanisms is crucial. In this context, the TRPM7 (Transient Receptor Potential Cation Channel Subfamily M Member 7) protein has been identified as overexpressed in many cancers, such as breast cancer, colon cancer, lung cancer, and glioblastoma. Our team was one of the first to demonstrate the overexpression of TRPM7 in pancreatic cancer tissues and its role in cellular migration and invasion. However, while the role of the TRPM7 channel in these processes has been studied, the involvement of the kinase domain in pancreatic cancer has not yet been described. This work aims to elucidate its role in the in vitro migration, invasion, and epithelial-mesenchymal transition (EMT) capabilities of pancreatic cancer cells. Human pancreatic cancer cells PANC-1 and MIA PaCa-2 were modified using CRISPR-Cas9 to create a model with partial endogenous deletion of the kinase domain of TRPM7 (ΔK). We characterized our models, demonstrating that the absence of the domain first alters the sensitivity of the channel to Mg2+ bound to ATP without affecting its sensitivity to free Mg2+ or the channel activity. Decreased expression of the kinase domain leads to a reduction in the migration and invasion of PANC-1 cells and resulted in an increase in the expression of E-cadherin and a decrease in vimentin expression. In vivo results also demonstrate that the kinase domain of TRPM7 in PANC-1 is involved in tumor growth. Conversely, when the expression of the kinase domain of TRPM7 is reduced in MIA PaCa-2, we observe an increase in migration and invasion. By studying various proteins described in invasion and migration mechanisms, we observe a decrease in paxillin protein phosphorylation and Rac protein expression in both models. These initial results demonstrate, for the first time, the role of the kinase domain of TRPM7 in the migration and invasion properties of human pancreatic cancer cells. With additional work, our results would suggest that the kinase domain of TRPM7 could be a marker of aggressiveness and a potential therapeutic target in certain forms of pancreatic cancer.