Année 2015-2016 Demande d’allocation doctorale
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 Année 2015-2016 - Demande d’allocation doctorale ED Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (SSBCV) n°549 1. Informations administratives : Nom de l’encadrant responsable de la thèse : Marie POTIER-CARTEREAU Unité : Inserm U 1069 Email de l’encadrant : marie.potier-cartereau@univ-tours.fr 2. Titre de la thèse : Régulation de la signalisation calcique sensible aux lipides des cellules cancéreuses par le micro-environnement osseux.3. Résumé : Le développement de métastases osseuses (MO) est une complication fréquente, sévère et invalidante chez les patients atteints de cancer. Ces MO se rencontrent chez 70% des patients métastatiques ayant un cancer de la prostate ou un cancer du sein. Nous avons montré que des canaux calciques Orai associés au canal potassique SK3, favorisaient la migration des cellules cancéreuses et le développement de MO en contrôlant des entrées de calcium spécifiques et modulées par des lipides. En parallèle, nous avons décrit pour la première fois que des anticorps monoclonaux thérapeutiques (mAbs), modulaient cette signalisation calcique impliquée dans la migration cellulaire et qu'il était possible de modifier leur réponse en inhibant l'association Orai1/SK3 par des lipides1. Cependant, le rôle du micro-environnement osseux (ostéoblastes/ostéoclastes et les facteurs solubles) dans ces mécanismes n’est pas connu et est important à documenter dans l'optique de développer des approches thérapeutiques permettant de traiter ou, de façon plus ambitieuse, de prévenir cette pathologie osseuse et ces conséquences catastrophiques pour les patients. Les objectifs de ce projet sont de :
Nous étudierons les effets de facteurs du micro-environnement osseux sur la migration dépendante de la signalisation calcique. Ainsi nous proposons de tester différents facteurs solubles du micro-environnement osseux tels que : le SDF-1, le collagène, le Ca2+, le TGFβ1 (transforming growth factor β1), le RANKL (receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand), les BMP (bone morphogenetic proteins)…Nous déterminerons précisément les effets de ces facteurs solubles sur les influx calciques dépendants de la vidange en Ca2+ du réticulum endoplasmique (SOCE) et indépendants de la vidange en Ca2+ du réticulum endoplasmique (influx SICE = influx stimuler par l'acide arachidonique (ARC) et influx constitutif). Les tests de migration/invasion et d’adhésion seront réalisés en présence ou non des différents facteurs du micro-environnement osseux avec ou sans apamine (bloqueur du canal SK3) pour évaluer le rôle du canal SK3, partenaire important dans le développement de MO. La modulation de l’expression des canaux calciques par les facteurs du micro-environnement sera évaluée par western blotting et Q-PCR. Les mêmes expériences seront réalisées avec des milieux conditionnés de l’os en partenariat avec le Dr. L. Cronier (Equipe I2PC, Poitiers). Nous analyserons en même temps la composition lipidique de ces milieux conditionnés osseux afin d’identifier des lipides particuliers synthétisés par le micro-environnement osseux et pouvant moduler la signalisation calcique. Conjointement, l’exploration de l’expression des complexes de canaux calciques d’intérêts dans les MO de cancer de la prostate en fonction du statut hormonal sera effectuée au laboratoire par le Pr Fromont-Hankard.
Nous avons déjà pu mettre en évidence que l’activité de canaux calciques pouvaient être modulée par des anticorps commerciaux, des lipides ainsi que des molécules hétérocycliques1,2. Les tests seront réalisés sur les cellules cancéreuses du sein et de la prostate. L’efficacité des modulateurs sera évaluée en imagerie calcique puis pour les molécules retenues en patch clamp. Enfin les molécules les plus pertinentes seront testées sur leur capacité à moduler la migration, l’invasion et l’adhésion cellulaire in vitro.
Nous étudierons si les molécules ou anticorps modulateurs de la signalisation calcique sélectionnés peuvent i) moduler la colonisation osseuse en interférant avec les canaux calciques et ii) moduler l'efficacité voir sensibiliser au traitement comme le denosumab ou les biphosphonates dans le cadre de MO. In vivo, l’évaluation du potentiel ostéolytique de nos modèles cellulaires (sein et prostate) sera réalisée sur deux modèles animaux : i) greffes de cellules cancéreuses dans les fémurs de rat (partenariat avec la société Atlantic Bone Screen, Nantes) et ii) xénogreffes orthotopiques chez la souris (plateforme in vivo du CGO, Nantes). En parallèle nous réaliserons des tests in vitro en milieux conditionnés (migration, invasion, adhésion) en présence ou non des modulateurs les plus pertinents utilisés seuls et en association avec le denosumab ou les biphosphonates. Perspectives du projet. Ce projet propose que les acteurs de la signalisation calcique jouent un rôle critique dans le développement des cancers à tropisme osseux marqués (sein et prostate) devenant ainsi soient des marqueurs pronostiques intéressants, et/ou soient des cibles pharmacologiques/thérapeutiques essentielles dans la cadre de MO. La validation de nouveaux bio-marqueurs prédictifs de l'efficacité des traitements apportera une aide médicale significative pour la prescription de médicaments tels les anticorps monoclonaux déjà utilisés dans le cas de MO et aidera à envisager de nouvelles stratégies thérapeutiques «à la carte». Ce projet fait partie du réseau canaux ioniques et cancer du CGO et du projet « lipides comme modificateurs de la réponse aux biothérapies » ARD2020 et est complémentaire à un projet INCa dans lequel nous sommes partenaires et qui est coordonné par le Pr Natalia Prevarskaya PLIBIO 2014-2019 « Identification de la signature des canaux ioniques comme marqueurs pronostiques et cibles thérapeutiques des métastases prostatiques ». 1.Maxime Guéguinou et al.,. The alkyl-lipid Ohmline modifies the anti-EGFR mAbs action through the control of calcium signaling and Akt in colon cancer cells. En révision favorable dans Oncotarget 2.Thèse de Doctorat M. Guéguinou : «Complexes canalaires KCa/Ca sensibles aux éthers-lipides : régulation de la signalisation calcique dans la migration des cellules cancéreuses». Principales techniques utilisées (déjà validées au laboratoire).
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