c. Rôles <strong>et</strong> mécanismes daction dans le cancerDe nombreuses étu<strong>de</strong>s sur le cancer <strong>du</strong> <strong>sein</strong> ont montré que <strong>la</strong> cath-D stimule <strong>la</strong>prolifération <strong>de</strong>s cellules cancéreuses in vitro <strong>et</strong> <strong>la</strong> progression métastatique in vivo. La cath-Da été décrite comme étant mitogène pour les cellules <strong>de</strong> cancer <strong>du</strong> <strong>sein</strong> ou <strong>de</strong> prostate (Fusekand V<strong>et</strong>vicka, 1994; V<strong>et</strong>vicka <strong>et</strong> al., 1994; V<strong>et</strong>vicka <strong>et</strong> al., 1998). La pro-cathD, purifiée àpartir <strong>de</strong>s milieux <strong>de</strong> sécrétion <strong>de</strong> cellules cancéreuses mammaires MCF7 <strong>et</strong> MDA-MB-231,stimule leur prolifération (V<strong>et</strong>vicka <strong>et</strong> al., 1999; Vignon <strong>et</strong> al., 1986). De plus, <strong>la</strong> cath-Dhumaine, surexprimée par transfection stable, augmente <strong>la</strong> prolifération cellu<strong>la</strong>ire <strong>et</strong> lepotentiel métastatique <strong>de</strong> cellules <strong>tumoral</strong>es <strong>de</strong> rat 3Y1-Ad12 chez <strong>la</strong> souris athymique(Garcia <strong>et</strong> al., 1990; Liaud<strong>et</strong> <strong>et</strong> al., 1995; Liaud<strong>et</strong> <strong>et</strong> al., 1994). Il a été montré que, dans <strong>la</strong>lignée cancéreuse mammaire humaine métastatique MDA-MB-231, linhibition <strong>de</strong>lexpression endogène <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D par <strong>de</strong>s ARNs antisens (Glon<strong>du</strong> <strong>et</strong> al., 2002), <strong>de</strong>sribozymes (Vashishta <strong>et</strong> al., 2007) <strong>et</strong> <strong>de</strong>s shRNA (Ohri <strong>et</strong> al., 2007), inhibe <strong>la</strong> proliférationcellu<strong>la</strong>ire in vitro, <strong>la</strong> croissance <strong>tumoral</strong>e <strong>et</strong> le potentiel métastatique chez <strong>la</strong> souris athymiquein vivo. De façon intéressante, il a été rapporté que lexpression <strong>de</strong> NFkappaB2, qui joue un<strong>rôle</strong> important dans <strong>la</strong> tumorigenèse (Baldwin, 2001; Garg and Aggarwal, 2002; Takata <strong>et</strong> al.,2004), est diminuée dans ces cellules (Ohri <strong>et</strong> al., 2007).Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer leff<strong>et</strong> mitogène <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D :1) <strong>la</strong> cath-D pourrait agir en tant que <strong>protéase</strong>. En eff<strong>et</strong>, son activité catalytique intra-cellu<strong>la</strong>irepourrait être impliquée dans linactivation <strong>de</strong> <strong>la</strong> sécrétion dinhibiteurs <strong>de</strong> croissance (Liaud<strong>et</strong><strong>et</strong> al., 1995), telle <strong>la</strong> protéine heat shock cognate 70 (hsc70) (Nir<strong>de</strong> <strong>et</strong> al., 2009). C<strong>et</strong>teprotéine appartient à <strong>la</strong> famille <strong>de</strong>s hsp70, qui sont <strong>de</strong>s protéines chaperone intracellu<strong>la</strong>ires.De plus, son activité protéolytique extra-cellu<strong>la</strong>ire pourrait intervenir dans <strong>la</strong>ctivation <strong>de</strong>facteurs <strong>de</strong> croissance (Briozzo <strong>et</strong> al., 1991). On sait <strong>de</strong>puis longtemps que le pH extracellu<strong>la</strong>ire<strong>de</strong>s tumeurs est plus aci<strong>de</strong> que celui <strong>de</strong>s tissus normaux correspondants (Griffiths,1991). Toutefois, <strong>la</strong>ctivation extra-cellu<strong>la</strong>ire <strong>de</strong> <strong>la</strong> pro-cath-D na jamais pu être démontrée,suggérant quelle pourrait agir par un autre mécanisme.2) elle pourrait aussi agir par interaction avec dautres protéines. En eff<strong>et</strong>, notre <strong>la</strong>boratoire amontré quun mutant catalytiquement inactif <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D stimule toujours <strong>la</strong> prolifération <strong>de</strong>scellules <strong>tumoral</strong>es in vitro <strong>et</strong> in vivo, indiquant lexistence <strong>de</strong> mécanismes alternatifsindépendants <strong>de</strong> son activité protéolytique (Berchem <strong>et</strong> al., 2002; Glon<strong>du</strong> <strong>et</strong> al., 2001;Laurent-Matha <strong>et</strong> al., 2005). De plus, puisque <strong>la</strong> pro-cath-D sécrétée mime en partie <strong>la</strong>ction<strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D transfectée, il est envisageable que c<strong>et</strong>te <strong>protéase</strong> agisse comme un ligand, en44
interagissant avec un récepteur couplé à une voie <strong>de</strong> signalisation. Des étu<strong>de</strong>s <strong>du</strong> <strong>la</strong>boratoireont montré que <strong>la</strong>ction mitogène <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D est indépendante <strong>de</strong>s récepteurs RM6P (Glon<strong>du</strong><strong>et</strong> al., 2001), suggérant lexistence <strong>du</strong>n récepteur membranaire mitogène (Glon<strong>du</strong> <strong>et</strong> al.,2001; V<strong>et</strong>vicka <strong>et</strong> al., 1999). Les travaux plus récents <strong>de</strong> léquipe ont découvert un nouveaurécepteur <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D, LRP1 (LDL receptor-re<strong>la</strong>ted protein1), responsable <strong>de</strong> son eff<strong>et</strong>mitogène dans les fibrob<strong>la</strong>stes (manuscrit soumis pour publication) (Figure 14). Des travauxsont en cours pour déterminer si le récepteur LRP1 est impliqué dans leff<strong>et</strong> mitogèneautocrine <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D sur les cellules cancéreuses.Il est c<strong>la</strong>ir aujourdhui quil existe <strong>de</strong>s inter-connexions, entre cellules cancéreuses <strong>et</strong>stromales, responsables <strong>de</strong> <strong>la</strong> croissance invasive <strong>de</strong>s tumeurs, dans lesquelles les <strong>protéase</strong>ssemblent être impliquées. La pro-cath-D sécrétée agit également au niveau <strong>du</strong> <strong>micro</strong><strong>environnement</strong><strong>tumoral</strong>, en affectant les cellules stromales tels les fibrob<strong>la</strong>stes, les cellulesendothéliales (Figure 14) (Laurent-Matha <strong>et</strong> al., 2005).On sait que les tumeurs soli<strong>de</strong>s, au <strong>de</strong>là <strong>du</strong>ne certaine taille (1 à 2 mm 3 ) ne peuvent plusgrandir ni sétendre car elles ne sont pas vascu<strong>la</strong>risées. Les cellules au centre <strong>de</strong> <strong>la</strong> tumeursoli<strong>de</strong> ont besoin doxygène (O 2 ) <strong>et</strong> <strong>de</strong> nutriments mais également doivent pouvoir sedébarrasser <strong>de</strong>s déch<strong>et</strong>s métaboliques. Cest pourquoi <strong>la</strong>ngiogenèse (formation <strong>de</strong> nouveauxvaisseaux) joue un <strong>rôle</strong> important dans <strong>la</strong> progression <strong>du</strong> cancer. Une étu<strong>de</strong> clinique portantsur 102 carcinomes invasifs <strong>du</strong> <strong>sein</strong> a révélé une association statistiquement significative entrelexpression <strong>de</strong> cath-D <strong>et</strong> <strong>la</strong> <strong>de</strong>nsité vascu<strong>la</strong>ire (Gonzalez-Ve<strong>la</strong> <strong>et</strong> al., 1999). Dautres travauxont montré que <strong>la</strong> cath-D stimule <strong>la</strong>ngiogenèse <strong>tumoral</strong>e dans <strong>de</strong>s xénogreffes <strong>de</strong> tumeursdans <strong>de</strong>s souris athymiques <strong>et</strong> que c<strong>et</strong> eff<strong>et</strong> est indépendant <strong>de</strong> <strong>la</strong>ctivité catalytique <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D (Berchem <strong>et</strong> al., 2002). Il est donc possible que son action passe par <strong>de</strong>s voies <strong>de</strong>signalisations activées par <strong>la</strong> liaison <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-D à un récepteur <strong>de</strong> surface qui na pas encoreété i<strong>de</strong>ntifié (voir figure 15). Langiogenèse étant contrôlée par un équilibre entre les facteurspro- <strong>et</strong> anti angiogéniques, <strong>la</strong> cath-D pourrait libérer <strong>et</strong> activer <strong>de</strong>s facteurs <strong>de</strong> croissance oubien dégra<strong>de</strong>r <strong>de</strong>s inhibiteurs <strong>de</strong> croissance présents dans <strong>la</strong> matrice extra-cellu<strong>la</strong>ire. Dans cesens, les travaux <strong>de</strong> Briozzo <strong>et</strong> al. ont montré que <strong>la</strong> cath-D facilite le re<strong>la</strong>rgage <strong>de</strong> facteurspro-angiogéniques à partir <strong>de</strong> <strong>la</strong> matrice extra-cellu<strong>la</strong>ire (Briozzo <strong>et</strong> al., 1991). Des travauxplus récents ont montré que <strong>la</strong> thrombine augmente lexpression <strong>et</strong> <strong>la</strong> sécrétion <strong>de</strong> <strong>la</strong> cath-Dqui en r<strong>et</strong>our in<strong>du</strong>it <strong>la</strong>ngiogenèse (Hu <strong>et</strong> al., 2008).Cependant, <strong>de</strong> façon paradoxale, <strong>de</strong>s étu<strong>de</strong>s in vitro indiquent que <strong>la</strong> cath-D clive <strong>la</strong> pro<strong>la</strong>ctineen multiples fragments <strong>de</strong> 16kDa anti-angiogéniques (Hu <strong>et</strong> al., 2008; Piwnica <strong>et</strong> al., 2006;Piwnica <strong>et</strong> al., 2004). Il a également été rapporté que <strong>la</strong> pro-cath-D sécrétée par les cellules <strong>de</strong>45
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II. Etude du rôle du LRP1 dans les
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2) Article 2:LRP1 receptor controls
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CONCLUSIONLa cathepsine D (cath-D)
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carcinogénique sont encore mal con
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Ce travail de thèse a étudié, po
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REFERENCESAhima, R. S. (2006). Adip
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implicates them as antigen presenti
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Cataldo, A. M., Barnett, J. L., Ber
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Folkman, J. (2003). Fundamental con
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Hofmann, S. M., Zhou, L., Perez-Til
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Langin, D. (2006a). Adipose tissue
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Ludwig, T., Ovitt, C. E., Bauer, U.
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Nirde, P., Derocq, D., Maynadier, M
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Rozanov, D. V., Hahn-Dantona, E., S
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Taleb, S., Cancello, R., Clement, K
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Xiao, Y., Junfeng, H., Tianhong, L.
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F. ANNEXE98
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Cathepsin D is a new ligand for ext
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INTRODUCTIONLysosomal aspartic prot
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pcDNA3.1(+)Myc-tagged LRP1b into pc
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(Protein refolding kit, Novagen) fo
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anti-mouse-gold (Aurion). Sections
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not secrete detectable levels of pr
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using cath-D-/- MEF transfected wit
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co-culture outgrowth assays with ca
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REFERENCES1. Vignon, F., Capony, F.
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steps in vivo: proliferation, angio
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28. Laurent-Matha, V., Lucas, A., H
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RésuméLaspartyl protéase catheps