Influences de la pression thérapeutique et du micro-environnement adipeux dans l'agressivité du cancer de prostate

Therapeutic pressure and adipose microenvironment roles in prostate cancer aggressiveness

• Auteur / Autrice : Mathilde Cancel
• Direction : Gaëlle Fromont-hankard, Karine Maheo
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 08/12/2023
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Niche, Nutrition, Cancer Oxydatif
• Jury : Président / Présidente : Claude Linassier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gaëlle Fromont-hankard, Stéphane Oudard, Karine Maheo, Martine Duterque-coquillaud, Franck Bruyere, Amélie Rebillard, Jocelyn Ceraline
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Oudard, Martine Duterque-coquillaud

Mots clés

Mots clés libres

Cancer de prostate

Transdifférenciation neuro-endocrine

Tissu adipeux

Epa

Prostate cancer

Neuroendocrine transdifferentiation

Adipose tissue

Epa

Résumé

Le cancer de prostate (CaP) est une maladie hétérogène en termes d'agressivité que ce soit au stade localisé ou métastatique. Nous nous sommes d'une part, intéressés au rôle du microenvironnement adipeux (tissu adipeux périprostatique ou TAPP) sur l'agressivité du CaP localisé. Au stade métastatique, nous avons recherché des marqueurs pronostiques des CaP neuroendocrines (CPNE), la forme la plus agressive de la maladie. Dans une première partie, nous avons analysé 30 échantillons tumoraux de CPNE. Nous avons constaté que l'expression du « thyroid transcription factor 1 » (TTF1), marqueur de différenciation NE exprimé chez 50% des patients, était corrélée à la perte d'expression de gènes régulés par le récepteur aux androgènes et à des marqueurs d'agressivité : augmentation de la prolifération, de l'expression de Zeb1 (facteur de transcription de la transition épithélio-mésenchymateuse), et perte de PTEN. En analyse multivariée, seule l'expression de TTF1 était significativement associée à une diminution de la survie globale des patients. A un stade plus précoce de la maladie, nous nous sommes intéressés à l'influence du TAPP sur l'agressivité du CaP. Parmi 59 CaP pT3 analysés, la partie extra prostatique de la tumeur (au contact avec le TAPP) montrait globalement une augmentation de l'expression de Ki67 et Zeb1 par rapport aux zones intra-prostatiques, et une diminution de plusieurs marques épigénétiques (5MC, 5HMC, H3K27ac). Ces variations d'expression étaient cependant très hétérogènes d'un patient à l'autre. Sur un modèle de co-cultures in vitro, entre lignées cellulaires de CaP (PC3, LNCaP) et adipocytes isolés de TAPP issus de patients opérés pour un CaP, nous avons observé une augmentation de Ki67 et Zeb1 dans les cellules cancéreuses, mais seulement pour les TAPP associés aux cancers les plus agressifs (pT3). Après analyse de la composition en acides gras du TAPP, le taux de prolifération des PC3 était corrélé au taux d'acide eicosadiénoïque (EDA), mais aussi inversement corrélé au taux d'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'expression d'H3K27me3 était également inversement corrélée au contenu en EPA du TAPP. De plus, nous avons observé sur un modèle murin de xénogreffes de CaP un ralentissement de la croissance des tumeurs lorsque le régime alimentaire était enrichi en EPA. Nous avons ensuite réalisé des co-cultures entre le tissu adipeux (TA) péri-épidydimaire murin et des PC3, qui ont montré une diminution de la prolifération des PC3 pour les TA enrichis en EPA. Nous avons également observé une diminution de plus de 80% de l'anhydrase carbonique 9 et de plus de 20% de Zeb1 sous conditions hypoxiques après co-culture avec les TA enrichis en EPA. Par ailleurs, la taille des gouttelettes lipidiques dans les cellules PC3 était augmentée après co-culture avec les TA enrichis en EPA. En conclusion, au stade métastatique, nous avons identifié dans les CNPE, l'expression de TTF1 comme marqueur pronostique de survie. Au stade localisé, nos résultats suggèrent un effet pro ou anti-tumoral du TAPP dépendant de sa composition lipidique, et notamment de sa teneur en EPA.

Prostate cancer (PCa) aggressiveness is highly heterogeneous, in localized as well as in metastatic stages. We focused on the interactions between adipose microenvironment (from the periprostatic adipose tissue, PPAT) and localized PCa, and its role in PCa aggressiveness. In the metastatic setting, we searched for prognostic factors in an aggressive subtype of PCa, neuroendocrine prostate cancer (NEPC). NEPC samples from 30 patients were analyzed. We observed that the « thyroid transcription factor 1 » (TTF1), a neuroendocrine marker, was expressed in 50% of the samples. TTF1 staining correlated with loss of expression of androgen receptor regulated genes and with markers of aggressiveness: increased proliferation and Zeb1 (a key transcription factor of epithelial to mesenchymal transition) expression, together with PTEN loss. In multivariate analysis, only TTF1 expression was significantly associated with shorter overall survival. At an earlier stage of the disease, locally advanced PCa, we studied the role of PPAT on tumor aggressiveness. We analyzed 59 pT3 PCa and observed that Ki67 and Zeb1 were more expressed in the extra-prostatic contingent (in close contact with PPAT) compared to their intra-prostatic foci. We also observed a decreased expression of several epigenetic markers (5MC, 5HMC, H3K27ac). Those variations were nonetheless highly heterogeneous from one patient to the other. Then, we observed that co-cultures between PCa cell lines (PC3, LNCaP) and the lipidic fraction of PPAT (collected during radical prostatectomy for PCa), led to increase Ki67 and Zeb1 expressions in cancer cells, yet only with PPAT from the more aggressive PCa (pT3 tumors). We also assessed that PC3 proliferation rate correlated with low eicosapentaenoic acid (EPA), and high eicosadienoic acid content, moreover H3K27me3 expression correlated with low EPA content. On a murine PCa xenograft model, we observed a slower tumoral growth when mice were fed with a diet enriched in EPA. Then, in vitro, co-cultures of peri-epididymal murine adipose tissue (AT) with PC3 cells led to decrease PC3 cell proliferation when AT was EPA enriched, together with an increase in the size of lipid droplets in PC3 cells. We also observed an important decrease of anhydrase carbonic 9 and Zeb1 expressions under hypoxia when cells were co-cultured with EPA enriched AT. In conclusion, in the metastatic setting, we identified a prognostic role of TTF1 in NEPC, on overall survival. In the localized setting, our results suggest that PPAT may have pro- or anti-tumoral effects on PCa depending on its fatty acid composition, particularly the EPA content.