CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : Rôle de la protéine Damaged DNA Binding 2 dans la progression tumorale mammaire en réponse à l’hormonothérapie
Dates : 2015/09/01 - 2018/10/06
Etudiant : Jie LI
Directeur(s) CRAN : Philippe BECUWE , Stéphanie GRANDEMANGE
Description : I. Contexte scientifique du projet
Le cancer du sein est le 1er cancer chez la femme, malgré des progrès dans son diagnostic et sa prise en charge. Parmi eux, 70% se caractérisent par l’expression de récepteurs hormonaux (œstrogènes et progestatifs), qui ont conduit au développement de l’hormonothérapie, composée d’agents ciblant le récepteur alpha des œstrogènes (ERa) comme le tamoxifène, ou d’inhibiteurs du métabolisme des œstrogènes ciblant l’aromatase, comme l’anastrozole. Cependant, 25% des patientes présentant des tumeurs hormonosensibles ne répondent pas ou plus à l’hormonothérapie, et récidivent de leur cancer du sein par une progression métastatique des tumeurs, selon un mécanisme moléculaire mal décrit et en l’absence de marqueurs biologiques prédictifs suffisamment fiables [EBCTC 2005]. Dans le laboratoire, nous avons récemment identifié des activités biologiques de la protéine Damaged DNA Binding 2 (DDB2) dans la tumorigenèse mammaire. DDB2 est connue pour son rôle dans la réparation de l’ADN. Cependant, nous avons montré qu'elle stimule la prolifération des cellules tumorales mammaires non métastatiques qui la surexpriment naturellement, en favorisant leur entrée en phase S du cycle cellulaire [Kattan et al. 2008], et en régulant l’expression de gènes cibles [Minig et al. 2009]. Nous avons aussi montré que DDB2, en induisant le gène codant IkBa, inhibiteur de NF-kB, s’oppose au développement de métastases et peut être considérée comme un marqueur prédictif de la progression tumorale mammaire. Ces résultats sont associés à une analyse de son expression dans des échantillons cliniques, qui est significativement corrélée avec le bas grade des tumeurs mammaires [Ennen et al. 2013].

II. Résultats préliminaires en rapport avec le projet et hypothèse de travail
Ce projet se base sur nos récents résultats qui révèlent que DDB2, lorsqu’elle est surexprimée, sensibilise significativement les cellules tumorales à des agents couramment utilisés dans le traitement des cancers du sein (doxorubicine, 5-fluorouracile), en induisant fortement l’apoptose par son action répressive sur l’expression de Bcl2. Cependant, son influence sur la réponse des cellules tumorales mammaires ER-positives à l’hormonothérapie n’est pas connue. Seule son expression est significativement corrélée à celle d’ERa. En l’absence de marqueurs prédictifs fiables de la progression tumorale après hormonothérapie, notre hypothèse est que DDB2 pourrait jouer un rôle clef dans la réponse aux traitements des cancers du sein hormonosensibles. Ce projet s’inscrit dans la thématique de STICMo au sein du département SBS et n’est pas connu dans la littérature internationale.

III. Objectifs du projet
Les objectifs de ce projet seront donc, d’étudier l’importance de DDB2 dans la réponse (i) et lors de résistance (ii) des cellules tumorales mammaires à l’hormonothérapie, ainsi que la régulation de son expression dans ces conditions de traitement (iii).

IV. Méthodologies employées pour le projet
1. Influence de DDB2 sur la réponse à l’hormonothérapie
Elle sera étudiée en inhibant l’expression de DDB2 par ARN interférence dans des modèles cellulaires la surexprimant naturellement et ER-positifs, exposés à des substances utilisées couramment en hormonothérapie dans le cancer du sein (tamoxifène et anastrozole). La sensibilité in vitro à ces substances sera analysée par différentes méthodes évaluant l’apoptose (clivage de la PARP, méthode à l’annexine V). Les conséquences des traitements seront analysées sur l’expression de Bcl2, cible de DDB2. En modulant expérimentalement Bcl2 dans les cellules déficientes en DDB2, nous chercherons à savoir s’il existe une relation entre ces protéines dans la réponse à l’hormonothérapie. De même, nous vérifierons la relation entre DDB2 et NF-kB [Ennen et al. 2013] dans la réponse à l’hormonothérapie des cellules tumorales mammaires.

2. Influence de DDB2 sur la résistance acquise à l’hormonothérapie
Dans un 1er temps, nous développerons des modèles de cellules MCF-7 et T47D résistantes au tamoxifène ou à l’anastrozole, après une exposition aux agents anticancéreux durant plusieurs semaines. La résistance des cellules à l’hormonothérapie sera appréciée en analysant leurs capacités d’adhérence, de migration et d’invasion (tests biologiques mis au point au laboratoire), puis l’expression de protéines impliquées dans ces processus (claudine 1, vimentine et MMP-9). Dans un 2ème temps, l’importance de DDB2 dans la résistance à l’hormonothérapie sera évaluée en modulant de façon expérimentale son expression dans les cellules résistantes. En conséquence, les variations de sensibilité aux traitements seront analysées en évaluant l’apoptose éventuellement induite et les capacités d’adhérence de migration et d’invasion. Nous chercherons à savoir par la suite si elles dépendent de Bcl2 et/ou NF-kB.

3. Régulation de l’expression du gène codant DDB2 en réponse à l’hormonothérapie
Une analyse par immunoprécipitation de la chromatine de la région promotrice du gène codant DDB2 permettra d’identifier des facteurs de transcription pouvant être impliqués dans le mécanisme de régulation de ce gène en réponse aux traitements. Ces études seront complétées par une analyse fonctionnelle du promoteur du gène selon le(s) facteur(s) de transcription identifié(s).

V. Résultats attendus et retombées scientifiques
Le présent projet doit permettre de mieux définir l’importance de DDB2 dans la progression métastatique, en réponse à une hormonothérapie. Il devrait également nous conduire à une meilleure compréhension du mécanisme d’hormonorésistance vis-à-vis du tamoxifène et de l’anastrozole, couramment utilisés dans le traitement des cancers du sein hormonosensibles. A terme, nous espérons ainsi proposer DDB2 en recherche clinique, comme nouveau marqueur prédictif de la réponse à l’hormonothérapie, afin d’améliorer la prise en charge thérapeutique des 25% de patientes atteintes d’un cancer du sein hormonosensible et récidivant sous traitement au tamoxifène ou à un inhibiteur de l’aromatase.

VI. Références bibliographiques
EBCTC. Lancet 365:1687-1717; 2005.
Ennen M, Minig V et al. Free Radic Biol Med, 50:1771-1779; 2011.
Ennen M, Klotz R et al. Cancer Res 73: 5040-5052; 2013.
Kattan Z, Marchal S et al. PLoS ONE 3, e2002; 2008.
Minig V, Kattan Z et al. J Biol Chem 284: 14165-14176; 2009.

Mots clés : cancer du sein, DDB2, progression métastatique, hormonothérapie, résistance
Conditions : Préparation d'un doctorat durant 3 ans, au sein du CRAN dans l'axe thématique STICMo.
La rémunération: Bourse de la «China Scholarship council », d'après une convention entre l'Université de Lorraine et de Wuhan (Chine).
Le candidat présente un profil médical en cancérologie avec divers stages en hôpital dont le CHU de Brabois et l'hôpital de Zhongnan (Province de Hubei, Chine), ainsi qu'une expérience scientifique sur l'analyse des cycles cellulaires de cellules tumorales radiorésistantes dans un laboratoire chinois.
Le profil du candidat attendu est connaissances en biologie moléculaire et cellulaire du cancer.
Département(s) :
Santé - Biologie - Signal
Financement : Bourse de la «China Scholarship council »
Publications : Ennen et al. Free Radic Biol Med, 50:1771-1779 , Ennen et al. Cancer Res 73: 5040-5052; 2013    + CRAN - Publications