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Sujet de Thèse : Implication de la protéine claudine 1 dans les effets anti tumoraux des thiazolidinediones sur les cellules cancéreuses mammaires triple négatives.
Dates : 2014/10/01 - 2018/08/31
Etudiant : Marine GEOFFROY
Directeur(s) CRAN : Isabelle GRILLIER-VUISSOZ , Sandra KUNTZ
Description : Parmi les tumeurs mammaires, le groupe « claudin low » est de pronostic particulièrement sévère. Un tiers de ces tumeurs
est riche en cellules exprimant des marqueurs de cellules souches cancéreuses et n’expriment pas les claudines 1, 3, 4 et 7.
Plusieurs études montrent que la claudine 1, constituant majeur des jonctions serrées, pourrait agir comme suppresseur de tumeur.
La perte de son expression est corrélée avec une augmentation du potentiel invasif ainsi qu’à un risque accru de récidive. Les
thiazolidinediones (TZD) pourraient ainsi constituer une nouvelle piste thérapeutique pour les tumeurs mammaires "claudin 1 low".
Ces composés suscitent un intérêt croissant pour leur activité anticancéreuse; ils induisent l’apoptose et inhibent la prolifération
cellulaire in vitro et in vivo. Les TZD commercialisées en tant qu’antidiabétiques, ils ont dû cependant être progressivement retirés du
marché en raison d’effets secondaires importants. Le chef de file de ces molécules, la TGZ, s’est avéré hépato-toxique.
Actuellement, seul l’efatutazone fait l’objet d’essais cliniques prometteurs dans le cadre du cancer. Dans ce contexte, notre équipe a
contribué à montrer que la majorité des effets anti-cancéreux des TZD sont PPARγ-indépendants. Ainsi, la Δ2-TGZ, un analogue de la
TGZ qui n'active pas PPARγ, inhibe la prolifération des cellules hormono-dépendantes MCF-7 et plus fortement celle des cellules
triple-négatives « claudine 1 low » MDA-MB-231. Cet effet s’accompagne d’une dégradation de la cycline D1 et de ERα et
d’une induction de l’apoptose. De plus, en collaboration avec des chimistes de l’UMR 7565 UL-CNRS, des études de relations
structure/activité/toxicité ont permis d’identifier les modifications susceptibles d’augmenter l’activité antiproliférative des composés
et de diminuer la toxicité envers les hépatocytes humains. Un brevet a été déposé sur les molécules les plus prometteuses (2012, n°
FR1250753). Le composé le plus prometteur est l’AB186 qui présente une forte activité antiproliférative et une faible toxicité
hépatique.Nous émettons l’hypothèse que la claudine 1 pourrait être une cible moléculaire des TZD jouant un rôle clé dans l’effet
pro-apoptotique PPARγ-indépendant. En effet, une étude par puces à ADN sur les cellules MCF-7 a montré que le gène de la claudine
1 est celui dont l’expression est la plus stimulée en présence de 25 µM de Δ2-TGZ. L’expression de la protéine claudine 1 est
également induite dans les cellules MDA-MB-231 « claudin 1 low » à 15 µM de Δ2-TGZ. Nos résultats préliminaires sont en faveur
d’une implication pro-apoptotique de la claudine 1. En effet, l’inhibition de son expression par interférence ARN bloque en partie
l’apoptose induite par la Δ2-TGZ dans les cellules MCF-7. D’autre part, le nouveau dérivé AB186 induit la réexpression de la claudine
1 dans les cellules MCF-7 et dans les cellules MDA-MB-231 dès 1 μM. L’objectif de la thèse est de caractériser l’implication de la
claudine 1 dans l’effet anti-tumoral des composés Δ2-TGZ et AB186. 1) Etude du rôle de la claudine 1 dans l’effet anti-prolifératif de
la Δ2-TGZ et l'AB186Nous confirmerons le rôle de la claudine 1 en exprimant stablement un sh claudine 1 ou un vecteur contrôle
dans les cellules MCF-7 et dans 2 lignées triple négatives MDA-MB-231 et BT-549. Après traitement par la Δ2-TGZ et l'AB186,
l’expression et l’activité de différents marqueurs d’apoptose seront analysés. Ces résultats seront comparés à l’efatutazone, une TZD
en phase II d’essais cliniques. En parallèle, nous étudierons dans ces même cellules, la cytotoxicité de nos composés par une
technologie récente basée sur une mesure d’impédance cellulaire en temps-réel (xCELLigence®). Le rôle de la de la
claudine 1 est lié à sa localisation. Nous supposons qu’un traitement aux TZD induit une relocalisation de la claudine 1 au niveau
membranaire, ce qui devrait se traduire par une variation de l’impédance. Par cette technique, nous pourrons déterminer en temps
réel s’il existe une corrélation entre la localisation de la claudine 1 et l'effet antiprolifératif de nos composés. Nous couplerons cette
mesure par une étude d’immunolocalisation en microscopie confocale. Ces résultats seront ensuite analysés par nos collègues
automaticiens afin d’identifier un modèle du comportement dynamique de l’impédance cellulaire. 2) Evaluation in vivo du rôle de la
claudine 1 dans l’inhibition de la croissance tumoraleDans le cadre du projet maturation soutenu par le FEDER, une analyse de
l’efficacité de l’AB186 est prévue sur des souris Nudes xénogreffées avec des cellules MDA-MB-231. Une étude de croissance
tumorale sera réalisée pour établir 1) si le composé AB186 inhibe bien la croissance tumorale in vivo 2) si la claudine 1 est induite et
relocalisée à la membrane dans les tumeurs en réponse à ce composé. 3) Etude de la régulation de l’expression de la claudine 1 par la
Δ2-TGZ et l'AB186En collaboration avec Mme Devignes, LORIA, INRIA NGE, UMR 7503, UL, nous déterminerons la région promotrice
minimale impliquée dans la régulation de la claudine 1 par la Δ2-TGZ et l’AB186 par une approche bioinformatique. Cette étude sera
confirmée par une analyse biologique de l’activation du promoteur de la claudine 1. Nous rechercherons par délétions progressives
la région responsable de l’induction de son expression par la Δ2-TGZ et l'AB186. Nous pourrons ensuite étudier l’importance des
sites prédits par chromatine immunoprecipitation et retard sur gel. Ce travail interdisciplinaire permettra de déboucher sur de
nouvelles pistes thérapeutiques et pourrait améliorer les perspectives de traitement des tumeurs mammaires triples-négatives «
claudin low» dont le pronostic est très défavorable. Ce projet de thèse s’inscrit pleinement dans l’axe SticMo du département SBS du
CRAN car il porte sur le développement de stratégies thérapeutiques innovantes et la recherche de nouvelles cibles moléculaires.
L’approche pluridisciplinaire permettra de fédérer nos différentes compétences pour faire progresser nos différents domaines de
recherches ce qui s’inscrit dans l’orientation stratégique du pôle SBS. Ce projet est soutenu par le Fonds Européen de Développement
Régional (2013).
Mots clés : apoptose, cancer du sein, thiazolidinediones, claudine 1, bioinformatique
Conditions : Lieu : CRAN, département SBS, Axe SticMo, Campus Siences, Entrée 1B 9ème étage
Thèse : 3 ans
Profil : compétence en biologie cellulaire et moléculaire, analyse bio-informatique
Capacité de travail en interdisciplinarité
Département(s) :
Santé - Biologie - Signal
Financement : Allocation de recherche ou financement de la Ligue contre le Cancer
Publications : [hal-00917939 ], [hal-00746870 ], [hal-00747318],[hal-00747357,[hal-00747913]    + CRAN - Publications