Étude des mécanismes d'action anti-tumorale du collagène XIX / Jean-Baptiste Oudart ; sous la direction de François-Xavier Maquart et de Laurent Ramont

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Collagène

Peptides

Plasmine

Protéines kinases B

Maquart, François-Xavier (1952-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Ramont, Laurent (1970-.....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Birembaut, Philippe (1950-...) (Président du jury de soutenance / praeses)

Carreiras, Franck (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Degoul, Françoise (1963-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Musso, Orlando (19..-....) (Membre du jury / opponent)

Université de Reims Champagne-Ardenne (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Résumé / Abstract : Le collagène XIX est un collagène mineur retrouvé dans la zone de certaines membranes basales spécialisées. Notre laboratoire a montré que son domaine NC1(XIX) est une matrikine présentant des propriétés anti-tumorales et anti-angiogéniques. L'objectif de ce travail est d'étudier les mécanismes aboutissant à cette activité anti-tumorale.Lors de l'invasion tumorale, les cellules cancéreuses dégradent la membrane basale permettant la production de matrikines anti-tumorales. Dans un premier temps, nous avons démontré que la plasmine, qui est une des enzymes clé de l'invasion tumorale, clivait l'extrémité C-terminale du collagène XIX, in vitro et ex vivo, et libérait un peptide présentant une séquence proche du peptide NC1(XIX). Une analyse en modélisation moléculaire a retrouvé que ce peptide adoptait localement la même conformation en coude β de type I que le peptide NC1(XIX). Nous avons ensuite montré que ce peptide inhibait la migration des cellules tumorales in vitro et la croissance tumorale in vivo. Ce travail démontre que le collagène XIX est un nouveau substrat de la plasmine. Ce mécanisme pourrait constituer un moyen de défense de l'organisme contre l'invasion tumorale.Les principaux récepteurs des matrikines appartiennent à la famille des intégrines. Dans un modèle de mélanome humain (cellules SK-MEL-28), nous avons caractérisé l'intégrine αvβ3, comme récepteur du peptide NC1(XIX). Nous avons également démontré que la fixation du peptide NC1(XIX) sur l'intégrine αvβ3 induisait une diminution des phosphorylations de FAK sur le résidu de tyrosine 861, de la sous unité p85 de la PI3K sur le résidu de tyrosine 458, de PDK1 sur le résidu de sérine 241, d'Akt sur les résidus de thréonine 308 et de sérine 473, de mTOR sur les résidus de sérine 2448 et 2481, et de GSK3β sur le résidu de sérine 9. L'inhibition de cette voie FAK / PI3K / Akt / mTOR, largement impliquée dans la transduction du signal dans le mélanome peut, en partie, expliquer les effets anti-tumoraux du peptide NC1(XIX).Parallèlement, ce travail nous a permis de mettre au point différentes techniques de PCR, de Western blot et d'ELISA pour quantifier l'expression du collagène XIX et de son peptide NC1(XIX). Cette étape constitue un préalable essentiel pour une application éventuelle en biologie clinique.

Résumé / Abstract : Type XIX collagen is a minor collagen localized in specialized basement membranes. Our laboratory demonstrated that its NC1(XIX) domain is a matrikine which presents anti-tumor and anti-angiogenic properties. The aim of this work was to study the mechanisms leading to this anti-tumor activity.During tumor invasion, cancer cells degrade basement membrane components leading to anti-tumor matrikine release. First, we demonstrated that plasmin, a key enzyme in tumor invasion, cleaved the C-terminal domain of type XIX collagen, in vitro and ex vivo, and released a peptide with a sequence in close vicinity to the NC1(XIX) peptide. Molecular modeling studies showed that NC1(XIX) peptide and the released fragment adopted locally the same type I β-turn conformation. Then, we showed that this peptide inhibited migration of tumor cells in vitro and tumor growth in vivo. This study demonstrated that collagen XIX is a novel proteolytic substrate for plasmin. Such release may constitute a defense of the organism against tumor invasion.The main matrikine receptors belong to the integrin family. In a model of human melanoma cells (SK-MEL-28), we characterized αvβ3 integrin as NC1(XIX) peptide receptor. We also demonstrated that the binding of NC1(XIX) peptide on αvβ3 integrin induced a decrease in phosphorylation of FAK tyrosine 861 residue, PI3K p85 tyrosine 458, PDK1 serine 241,Akt threonine 308 and serine 473, mTOR serine 2448 and 2481, and GSK3β serine 9. The decreased activity of this FAK / PI3K / Akt / mTOR pathway, heavily involved in melanoma signal transduction, could explain, at least in part, the antitumor effects of NC1(XIX) peptide.Meanwhile, this work allowed us to develop PCR, Western blot and ELISA to quantify the expression of collagen XIX and its NC1(XIX) peptide. These steps were required for clinical applications.