Mécanismes adaptatifs cellulaires au sein du microenvironnement tumoral cérébral en réponse aux signaux hypoxiques, inflammatoires et angiogéniques

Le glioblastome multiforme (GBM) est la tumeur cerebrale adulte la plus agressive et la plus invasive. Son developpement est dicte par des evenements moleculaires responsables de son phenotype inflammatoire et angiogenique. Le GBM subit des transformations cellulaires au sein de son microenvironnement. Cela comprend la reprogrammation energetique, l'induction de l'angiogenese et la mise en place d'un microenvironnement inflammatoire. Le GBM acquiert une importante resistance a la therapie, en grande partie favorisee par la presence de la barriere hematoencephalique (BHE). Les interactions moleculaires et cellulaires au cœur de la progression du GBM et de sa capacite de resistance sont de plus en plus etudiees et meritent une attention particuliere. Dans le microenvironnement du GBM, nous retrouvons, entre autres, des cellules endotheliales microvasculaires. Elles forment les vaisseaux sanguins et repondent aux signaux angiogeniques induits par les autres cellules du microenvironnement, particulierement les cellules cancereuses et les cellules souches mesenchymateuses (MSC). Les MSC contribuent a l'angiogenese et a l'inflammation associees au cancer en exprimant des biomarqueurs des cellules tumorales cerebrales. Etant donne les differences moleculaires observees a travers ces types cellulaires, il convient de se questionner et comprendre la nature des mecanismes adaptatifs responsables du caractere agressif du GBM. Des strategies therapeutiques sont mises au point afin de trouver un traitement efficace au GBM. L'immunotherapie, la therapie ciblee et la vectorisation des medicaments font partie des methodes a l'essai. Le peptide derive du domaine de Kunitz du peptide aprotinine, nomme Angiopep-2 (An2) represente une innovation dans le transport de medicaments anticancereux au travers de la BHE. Sachant que l'internalisation de l'An2 n'est mediee qu'a environ 50% par la low density lipoprotein receptor-related protein (LRP1), le premier objectif de cette these constitue a identifier les possibles mecanismes compensatoires de son entree dans les cellules endotheliales et tumorales cerebrales. Il s'agit de situer l'importance d'autres recepteurs presents a la BHE dans le transport de l'An2, mais aussi de comprendre l'effet du microenvironnement hypoxique tumoral sur les systemes d'endocytose et de transcytose. Nous avons emis l'hypothese que des comportements differents se produisent au niveau des cellules de la BHE, notamment les cellules microvasculaires endotheliales cerebrales (HBMEC), les HBMEC immortalisees (HBMECi), representant l'endothelium tumoral, et les cellules de GBM quant a l'internalisation de l'An2 dans un environnement hypoxique. Nous avons montre que le caractere tumoral engendre une adaptation cellulaire menant a une meilleure internalisation de l'An2 en comparaison aux cellules endotheliales non-immortalisees qui, de leur cote, avaient une meilleure capacite a lier l'An2. Dans le but de caracteriser des mecanismes adaptatifs responsables de la progression du GBM, nous avons choisi d'etudier le role de LRP1 dans les HBMECi en reponse a la sphingosine-1-phosphate (S1P). Les cellules endotheliales cerebrales sont activement impliquees dans l'angiogenese des GBM en reponse a une variete de facteurs pro-angiogeniques tels que le VEGF, le bFGF et les lipides bioactifs S1P et LPA. Particulierement, la S1P module la migration de plusieurs types cellulaires en se liant a ses recepteurs couples aux proteines G. Sachant que LRP1 et la signalisation par la S1P sont importants pour le maintien de l'integrite vasculaire, nous avons identifie un role majeur pour LRP1 dans la migration cellulaire en reponse a la S1P. Les HBMECi sont capables de migrer en reponse a la S1P ainsi qu'a l'acide lysophosphatidique (LPA), un lipide bioactif de la meme famille. Cependant, nous montrons que la repression stable, mais pas transitoire, de LRP1 empeche les HBMECi de migrer en reponse a la S1P tout en maintenant une reponse adequate a la LPA. La transduction du signal via les MAPK p38 et ERK s'en trouve egalement alteree. Ces resultats suggerent une interrelation importante entre la proteine LRP1 et la signalisation par la S1P et supportent aussi l'hypothese que les cellules s'adaptent lorsqu'une proteine multifonctionnelle ayant un role important dans le metabolisme cellulaire est absente du systeme. Enfin, nous avons etudie la ciliogenese, un mecanisme de transformation cellulaire synchronise avec le cycle cellulaire. Des perturbations dans l'expression du cil primaire ou des alterations de sa longueur sont associees a diverses ciliopathies, mais aussi a la progression cancereuse. Les MSC perdent l'expression du cil primaire en condition hypoxique, une caracteristique majeure de la progression tumorale cerebrale. De plus, les MSC activees par le TNFa, un agent pro-inflammatoire, sont impliquees dans la croissance tumorale via la production de facteurs chimioattractants et de facteurs de croissance. Nous montrons que le cil primaire est regule par la voie de signalisation du facteur de transcription NF-KB en conditions inflammatoires modulees par le TNFa et la progranuline. En conclusion, l'ensemble des resultats obtenus demontrent la capacite des cellules du microenvironnement tumoral a s'adapter et a reprogrammer leur comportement pour contribuer a la progression du GBM. Les etudes in vitro et in vivo ont permis d'identifier de nouvelles cibles moleculaires potentielles dans la therapie du GBM. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLES DE L’AUTEUR : Glioblastome multiforme, Hypoxie, Angiogenese, Inflammation, Ciliogenese, LRP1, Angiopep-2, NF-KB, MAPK