Etude des effets de l’hypoxie sur l’apoptose induite par différents agents chimiothérapeutiques dans différents types cellulaires cancéreux

Résumé

Malgré les progrès considérables réalisés dans le domaine du dépistage et des traitements des cancers, cette pathologie est, à l’heure actuelle, toujours responsable de la mort de plus de 7 million de personnes chaque année dans le monde. La chimiothérapie est fréquemment utilisée afin d’induire la mort des cellules cancéreuses. Cependant, une résistance à ce type de traitement n’est pas rare. Plusieurs causes sont responsables de cette résistance. Les tumeurs peuvent notamment exprimer des protéines permettant l’efflux des drogues, présenter des mutations dans des gènes suppresseurs de tumeur comme TP53, ou contenir une zone hypoxique. Une zone hypoxique est fréquemment observée au sein des tumeurs suite à la distance importante entre les cellules cancéreuses et les vaisseaux sanguins, ainsi que suite à l’architecture désorganisée des vaisseaux tumoraux. Cette hypoxie tumorale est associée à un mauvais pronostic pour le patient pour de nombreux types de cancers. L’hypoxie peut, en effet, rendre la tumeur plus agressive ainsi que la protéger contre la mort cellulaire induite par des agents chimiothérapeutiques. Cependant, l’hypoxie sévère a un effet opposé puisqu’elle peut engendrer la mort cellulaire. Il a, de plus, été observé que, à un même pourcentage d’oxygène, certains types cellulaires peuvent être protégés contre l’apoptose induite par une molécule chimiothérapeutique, alors que ce n’est pas le cas pour d’autres types cellulaires. Les causes moléculaires de ces différences intercellulaires ne sont pas connues. Au cours de ce travail, nous avons étudié l’effet de l’hypoxie sur la mort induite par cinq molécules chimiothérapeutiques dans sept types cellulaires cancéreux provenant de différents organes et exprimant une protéine p53 sauvage ou non. En accord avec les données rapportées dans la littérature, nous avons observé que l’hypoxie inhibe la mort cellulaire induite par des agents chimiothérapeutiques dans la majorité des types cellulaires, bien que cela ne soit pas le cas dans tous. Ensuite, nous avons cherché à identifier les mécanismes cellulaires mis en œuvre par la cellule se trouvant en hypoxie pour provoquer ou non cette chimiorésistance. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux protéines jouant un rôle direct dans l’apoptose, et plus particulièrement aux protéines de la famille BCL-2. Nous avons notamment observé que, dans les cellules HepG2 qui sont fortement protégées par l’hypoxie contre la mort cellulaire induite par l’étoposide, l’abondance de nombreuses protéines pro-apoptotiques de la famille BCL-2 est diminuée par l’hypoxie, alors que ce n’est pas le cas dans les cellules A549 qui ne sont pas protégées par l’hypoxie contre l’apoptose. Nous avons de plus montré qu’une diminution simultanée de l’abondance de BIM et de NOXA provoque une diminution de la mort cellulaire induite par l’étoposide, mettant ainsi en évidence un mécanisme possible de chimiorésistance. Dans un second temps, nous avons étudié l’impact de l’hypoxie sur p53 et sur l’activation de la voie de signalisation activée en aval des dommages à l’ADN créés par l’étoposide. Nous avons observé que l’hypoxie diminue l’abondance de p53 ainsi que l’activation d’une partie de cette voie dans les cellules HepG2, alors que ce n’est pas le cas dans les cellules A549. Les causes de la diminution de l’abondance de p53 par l’hypoxie dans les cellules HepG2 ont été étudiées et nos résultats suggèrent une diminution de la traduction de cette protéine en hypoxie. Enfin, des résultats préliminaires ont été obtenus quant à l’implication de miRNA dans la réponse de cellules hypoxiques à la mort cellulaire induite par l’étoposide. Les miRNA sont de petites molécules découvertes récemment qui régulent l’expression de nombreux gènes, dont ceux impliqués dans l’apoptose. En conclusion, nos résultats montrent à quel point la régulation de la mort cellulaire par l’hypoxie est différente selon le type cellulaire. De plus, nous avons montré que la réponse d’une cellule à l’hypoxie est très complexe et que de multiples voies cellulaires sont modulées par l’hypoxie afin de provoquer la chimiorésistance. Ces résultats mettent donc en évidence l’importance d’une meilleure compréhension des variations intercellulaires des réponses à l’hypoxie afin d’améliorer les traitements anti-cancéreux.

la date de réponse	4 mai 2012
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Carine Michiels (Promoteur), Patricia Renard (Jury), Catherine Lambert (Jury), Martine Raes (Président), Patrick Dumont (Jury) & Jean-Christophe MARINE (Jury)