Sujet de Thèse
Titre :
Expression et fonctionnalité des récepteurs aux oestrogènes dans la gliomagenèse des astrocytomes et leur progression maligne
Dates :
2019/10/01 - 2022/09/30
Etudiant :
Description :
Contexte
Le glioblastome (GBM) constitue un des groupes de tumeurs primitives du système nerveux central le plus fréquent chez l'adulte. Leur classification tient compte d'observations histologiques, génétiques, de symptômes et signes cliniques. Les grades se déclinent de I à IV, III et IV désignant les tumeurs de haut-grade à croissance rapide, avec apparition de foyers anaplasiques [Louis 2016]. En augmentation, leur incidence est estimée à 6/105 et, en dépit des progrès réalisés, la survie médiane n'excède pas 15 mois [Bauchet 2010].
L'étiologie du GBM est peu documentée, hormis de quelques rares cas liés à l'hérédité, à l'environnement professionnel (rayonements ionisants) ou général (radiofréquences) [Ricard 2012].
Néanmoins, de nombreuses sources Françaises et Américaines indiquent que les femmes non ménopausées ont un risque 2 fois plus faible de développer un GBM que les hommes et que la prise d'hormones exogènes augmente la survie [Kabat 2010]. Ces données suggèrent l'implication du 17β-estradiol et/ou des recepteurs membranaires (GPER) et nucléaires (ERα, ERβ) des oestrogenes dans cette pathologie. De surcroît, plusieurs études précliniques effectuées sur des rongeurs confirment l'effet protecteur d'oestrogènes tels que le 2-methoxyestradiol (à forte affinité pour GPER) ou la génistéine ciblant ERα [Barone 2009]. Récemment, plusieurs équipes internationales (Chine, USA) se sont focalisées sur le rôle ambivalent d'un variant d'ERβ, qui module la progression des gliomes et leur réponse à la chimiothérapie, mais de nombreuses zones d'ombre demeurent quant à ses interactions avec les autres isoformes d'ERβ, ERα et GPER dans les tumeurs cérébrales [Sareddy 2016].
Les oestrogéno-mimétiques sont des molécules hydrophobes qui pénètrent dans l'organisme par différentes voies, traversent la barrière hémato-encéphalique (BHE), et sont donc susceptibles d'interagir avec les ER exprimés par les astrocytes, les neurones ou les cellules tumorales. Ainsi, des quantités non négligeables de bisphénol A (BPA) sont détectées dans l'hypothalamus et la substance blanche [van den Meer 2017]. Par conséquent, la question de son impact potentiel sur la gliomagenèse apparait pertinente. Le caractère à la fois disparate et parcellaire des données relatives à la nature des isoformes d'ER, des voies de signalisation et cibles moléculaires mises en jeu, justifie la mise en place de ce projet.

Objectifs
Quelle part respective jouent les isoformes des ER dans le rôle protecteur des oestrogènes au cours de la gliomagenèse ?
Quel modèle alternatif à l'expérimentation animale peut-on mettre en place pour récapituler le processus complexe de la gliomagenèse ?
Des molécules oestrogéno-mimétiques, présentes dans notre environnement et soupçonnées d'etre responsables de syndromes neurologiques, pourraient-elles affecter le rôle neuroprotecteur des oestrogènes dans le développement des GBM ?

Stratégie expérimentale
Ce projet de thèse pluridisciplinaire] est prévu sur 3 ans. Il fédèrera plusieurs expertises présentes au sein du département BioSis (CNU64+65), et s'appuiera aussi sur les compétences du département CID (T. Boukhobza) en lien avec le LORIA (M. Smail). Il caractérisera l'impact d'une exposition à certains ligands endogènes ou environnementaux sur l'expression et la fonctionnalité des ERs en lien avec l'évaluation de paramètres qui rendent compte de la progression tumorale ou de la réponse au traitement standard des GBM.
Ce nouveau projet s'inscrit donc dans le cadre des recommandations de l'HCERES visant à valider, dans des modèles pré-cliniques, les cibles moléculaires caractérisées dans le département BioSiS. Ce co-encadrement constitue également un pas essentiel dans la perspective du développement d'interfaces constructives et pérennes entre les axes du département BioSiS.

Le répertoire des isoformes de ERα, ERβ et GPER sera établi par RT-qPCR, western-blot (WB) et leur localisation par immunofluorescence (IF) dans les lignées de GBM et une banque de tumeurs PDX [Pinel 2013].
Afin d'évaluer la fonctionnalité des récepteurs, les différentes lignées d'astrocytomes seront traitées par des agonistes, génériques ou spécifiques des récepteurs aux oestrogènes ainsi que par certains oestrogéno-mimétiques.
Les mesures de la prolifération, migration et invasion seront réalisées en temps réel grâce aux systèmes xCellIgence puis InCuCyte® du CRAN. Par RT-qPCR, WB, nous évaluerons le niveau d'expression de marqueurs de voies de signalisation génomiques ou non, de gènes cibles discriminant l'activité de chaque isoforme, et de progression anaplasique.
En parallèle, nous optimiserons et validerons un modèle original de culture 3D de sphéroïdes d'astrocytomes sur coupe épaisse de parenchyme cérébral de souris. Les réponses biologiques en termes de prolifération, de mort cellulaire, de migration/invasion ou réponse au traitement TMZ+radiothérapie seront investiguées après:
- exposition des sphéroïdes ou des souris nude donneuses de parenchyme aux ligands les plus prometteurs
- surexpression stable (lentivirus) de certains isoformes d'ER dans les sphéroïdes puis traitements dans les mêmes conditions
L'agressivité tumorale sera évaluée par spectroscopie par résonance magnétique. Si les données obtenues suggèrent un rôle clé de certaines de ces isoformes, nous en déterminerons de façon plus exhaustive les cibles moléculaires (RNAseq).
Grace à une collaboration avec le LORIA (Projet ANSES 2012, Thèse FCH en cours, [Chamard 2017]), nous produirons un algorithme automatique de fouille de données permettant d'enrichir les résultats obtenus par comparaison avec les données présentes dans les bases publiques sur l'effet des oestrogènes. Les connaissances extraites ou validées expérimentalement seront utilisées pour construire des modèles explicatifs de l'effet des oestrogènes sur les tumeurs cérébrales.

Nous disposerons alors d'un état des lieux précis et fiable de l'expression et de l'activité des principales isoformes d'ER à différents stades de la gliomagenèse. Au terme de cette étude, nous souhaitons apporter la preuve de concept que l'expression et/ou la fonctionnalité de certaines isoformes des ERs puissent constituer des indicateurs pré-cliniques pertinents de la progression voire de la réponse au traitement des tumeurs cérébrales.
Mots clés :
Glioblastome, modèle ex vivo, recepteurs aux estrogènes, isoformes, oestrogéno-mimétiques
Département(s) : 
Biologie, Signaux et Systèmes en Cancérologie et Neurosciences