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The study of the pro-metastatic reprogramming of human primary colon cancer cells in vitro and in vivo

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Defense Thèse de doctorat : Univ. Genève, 2015 - Sc. 4850 - 2015/11/11
Abstract Le cancer est une maladie majeure avec une incidence croissante dans la population. Intensivement étudiée, les mutations et les voies de signalisations responsables de l'apparition du cancer ainsi que de la progression tumorale sont de mieux en mieux décrites. Malheureusement, peu est connue concernant l'apparition et la dispersion des métastases, qui sont responsable de la mort du patient dans plus de 90% des cas. Aucune mutation ni mécanisme n'ont, pour le moment, été validé pour explique le passage d'une tumeur non métastatique vers un état de métastatique et invasif. La voie de signalisation HH-GLI, très conservée dans l'évolution, est proposée comme une des voies pour expliquer la progression tumorale, et est décrite comme ayant des répercussions sur la croissance des tumeurs, l'expansion du compartiment des cellules souches de cancer (CSCs) et la formation de métastases expérimentales. Il a été démontré que la voie HH-GLI est renforcée dans les tumeurs métastatiques comparées avec les tumeurs non-métastatiques. Dans les cellules primaires du cancer du colon, la voie HH-GLI peut moduler l'expression des NANOG, OCT4, SOX2, KLF4 et cMYC, décrits comme cruciaux dans les cellules souches embryonnaires. Ces mêmes gènes sont capables d'induire dans les cellules différentiées, telles que les fibroblastes, une reprogrammation faisant place à des cellules semblables au cellules souches embryonnaires (ESCs). Notre hypothèse dans ce travail est que durant la progression tumorale et sous l'influence de la voie HH-GLI, les gènes de reprogrammation modifient le destin des cellules cancéreuses du colon par une « reprogrammation pro-métastatique », ce qui entraine l'apparition des métastases dans les organes distants. Dans ce travail, nous montrons l'effet in vitro et in vivo de la surexpression transitoire de OCT4, SOX2 et de KLF4 (avec ou sans cMYC), dans le cellules cancéreuses primaires, obtenues à partir d'échantillons de patients. Nous montrons un effet sur la prolifération, la mobilité et l'auto-renouvèlement (self-renewal) dans deux types de cellules primaires in vitro. Une fois injectées dans la circulation sanguine d'une souris immunodéprimée, les cellules qui ont subi la reprogrammation pro-métastatique démontrent la présence d'un plus grand nombre de métastases expérimentales dans les poumons ainsi que, dans certaines circonstances, le foie. Dans le cas d'une surexpression de OCT4, SOX2, KLF4 et cMYC in vivo dans les cellules cancéreuses primaires greffées, nous avons observer un plus grand volume tumorale, une expansion du compartiment CSC et une augmentation de métastases, alors que dans le cas de OCT4, SOX2, et KLF4 (sans cMYC), uniquement une augmentation de métastases a été observé, avec un volume tumoral amoindri et un compartiment CSC inchangé, même 3 mois après l'extinction des gènes de reprogrammation. De plus, nous avons démontré que les propriétés métastatiques augmentées sont stables et transmises en tout cas par les CSCs capables de s'auto-renouveler, même six mois après l'extinction des facteurs de reprogrammation. Nous avons observé que l'expression de NANOG/P8 était augmentée dans les tumeurs plus métastatiques, ainsi que celle de GLI2, un effecteur positif de la voie de signalisation HH-GLI. La région du promoteur de NANOG dans ces tumeurs affiche un état de méthylation amoindri. Nous démontrons également que la surexpression de NANOG n'est pas suffisante pour résumer l'augmentation des métastases, observée dans le cadre des facteurs de reprogrammation, mais que son expression est nécessaire pour la croissance tumorale et l'établissement des métastases expérimentales dans les animaux. Par conséquent, nous proposons l'hypothèse d'une reprogrammation épigénétique pro-métastatique par les facteurs de reprogrammation, influencés par la voie HH-GLI, comme l'une des explications potentielles de l'apparition et la dispersion métastatique.
Keywords CancerMetastasesCancer stem cellsInduced pluripotent stem cellsIn vivoEpigeneticColon cancerNANOGHH-GLI
Identifiers
URN: urn:nbn:ch:unige-805682
Full text
Thesis (4.6 MB) - document accessible for UNIGE members only Limited access to UNIGE
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(ISO format)
SINGOVSKI, Grigori. The study of the pro-metastatic reprogramming of human primary colon cancer cells in vitro and in vivo. Université de Genève. Thèse, 2015. https://archive-ouverte.unige.ch/unige:80568

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Deposited on : 2016-02-08

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