Rôle de la myéline dans le métabolisme énergétique des glioblastomes lors la récidive tumorale

Role of myelin in glioblastoma energy metabolism druing tumor relapse

• Auteur / Autrice : Axelle Davoust
• Direction : Thomas Daubon
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie du cancer
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Biochimie et Génétique Cellulaires
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : GB Metabo

Mots clés

Mots clés libres

Oligodendrocytes

Métabolisme

Glioblastome

Myéline

Récidive tumorale

Metabolism

Myelin

Glioblastoma

Tumor relapse

Oligodendrocytes

Résumé

Les glioblastomes (GB) sont les tumeurs cérébrales les plus fréquentes et les plus agressives chez l'adulte et représentent un problème de santé publique au vu de leur très forte létalité. La survie médiane des patients atteints de GB est de 15 mois, malgré une résection tumorale la plus large possible, suivi d'une radiothérapie et chimiothérapie. Les tumeurs de GB contiennent une population de cellules avec des caractéristiques de type souches. Ces cellules envahissent largement le tissu cérébral et développent un phénotype hyper-agressif leur permettant de résister et de survivre aux effets des thérapies, conduisant finalement à la récidive tumorale et à la mortalité des patients1. Les cellules de GB se déplacent le long de certaines structures anatomiques, telles que les vaisseaux sanguins et la substance blanche composé de faisceaux de projections neuronales, les axones entourés de myéline2. Le corps calleux est la plus grande source d'axones, à travers laquelle les cellules tumorales réussissent à envahir et peuvent se propager d'un hémisphère à l'autre. Le microenvironnement des cellules de GB a donc un rôle important dans leur invasion3. Récemment une attention particulière a été portée sur le rôle des neurones dans ce phénomène d''invasion. Il a été montré que les neurones supportaient la prolifération et l'invasion des cellules de GB via la sécrétion de facteur4–6 ou via la formation de synapse entre les neurones et les cellules tumorales7,8. Le laboratoire a récemment découvert que les cellules de GB déstabilisent les oligodendrocytes et permettent la libération de particules des gaines de myéline qui sont incorporées dans les cellules de GB. Ces particules permettent de changer le programme métabolique des cellules de GB afin de les rendre plus agressives et notamment plus invasives (Pagano Zottola AC et al., en préparation). Ce phénomène n'a jamais été décrit pour des cellules cancéreuses, nous ne savons donc pas encore s'il est utilisé lors des différentes étapes de la récidive tumorale. Les objectifs de ce travail de thèse seront donc a) de moduler la composition des gaines de myéline en utilisant des modèles transgéniques murins particuliers afin de d'évaluer le rôle des composants lipidiques et protéiques de ces gaines dans l'acquisition des propriétés invasives des cellules de GB, b) d'étudier le phénomène d'incorporation des particules myéliniques lors de la récidive des GB, c) d'utiliser une approche pharmacologique pour contrer ce phénomène lors de la rechute tumorale. Pour répondre à ces objectifs, différentes techniques devront être utilisées telles que : la culture cellulaire d'oligodendrocytes d'embryons de souris et de cellules souches de GB dérivées de patients ; la génération de cellules dépourvues des gènes impliqués dans le transport et l'utilisation des acides gras grâce à des shRNA ou la technologie CRISPR-Cas9 ; des tests de prolifération, d'invasion, de viabilité cellulaire ; des mesures d'activité métabolique ; le western-blotting ; la RT-qPCR ; l'immunofluorescence ; l'analyse d'image ; et l'utilisation de modèle murins ex vivo et in vivo. Toutes les compétences nécessaires à ce projet sont maitrisées et disponibles dans l'équipe d'accueil et l'étudiant sera formé à toutes ces méthodes pour mener à bien son projet de recherche.

Glioblastomas (GB) are the most common and aggressive primary brain tumors in adults and represent a public health problem due to their very high lethality. The median survival period of patients with GB is 15 months, despite the surgical excision of the tumor followed by ionizing radiation (IR) and chemotherapy. GB tumors contain a population of cells with stem-like properties. These cells invade extensively throughout brain tissue and develop a hyper-aggressive phenotype enabling them to resist and survive the effects of therapies, leading ultimately to tumor recurrence and patient mortality1. GB cells move along certain anatomical structures, such as blood vessels and white matter tracts composed of bundles of neuronal projection, the myelinated axons2. The corpus callosum is the largest source of axons, through which tumor cells can invade and spread from one hemisphere to the other. GB microenvironment plays an important role in GB cell invasion3. In the last years, particular attention has been paid to the role of neurons in GB cell invasion. Neurons have been shown to support GB cell proliferation and invasion via secreted factors4–6 or via synapse formation between neurons and GB cells7,8. The laboratory recently discovered that GB cells destabilize oligodendrocytes and allow the release of particles from myelin sheaths that are incorporated into GB cells. These particles alter the metabolic program of GB cells, which are then more aggressive and notably more invasive (Pagano Zottola AC et al., in preparation). This phenomenon has never been described for cancer cells, so it is not yet known if it is utilized during different stages of tumor recurrence. The objectives of this thesis work are therefore a) to modulate the composition of myelin sheaths using specific transgenic murine models to assess the role of lipid and protein components of these sheaths in the acquisition of invasive properties by GB cells, b) to study the incorporation of myelin particles during GB recurrence, c) to use a pharmacological approach to counteract this phenomenon during tumor relapse. To achieve these objectives, various techniques will need to be employed, such as: cell culture of mouse embryo oligodendrocytes and GB stem cells derived from patients; generation of cells lacking genes involved in fatty acid transport and utilization using shRNA or CRISPR-Cas9 technology; proliferation, invasion, and cell viability assays; metabolic activity measurements; western blotting; RT-qPCR; immunofluorescence; image analysis; and the use of ex vivo and in vivo murine models. All the skills necessary for this project are mastered and available in the host team and the student will be trained in all these methods to carry out his research project.