CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : Impact d'une exposition à des modulateurs d'expression ou d'activité d'ERalpha36 sur l'initiation et/ou la progression des tumeurs mammaires
Dates : 2017/10/01 - 2020/09/30
Directeur(s) CRAN : Hélène DUMOND , Taha BOUKHOBZA
Description : Depuis une vingtaine d’années, l’exposition de la population générale à une variété et à des quantités croissantes de perturbateurs endocriniens œstrogéno-mimétiques d’origine anthropique est soupçonnée de promouvoir l’apparition de cancers hormono-sensibles comme les cancers du sein, de la prostate…. L’équipe se focalise sur le sein, pour l'étude des mécanismes et des conséquences de la perturbation endocrinienne en termes d’altération du développement et de risque cancérogène. Dans le cadre de la thèse de Clémence Chamard-Jovenin, nous avons pu mettre en évidence qu’une exposition in utero de souris aux alkylphénols conduisait à l’apparition de lésions hyperplasiques de l’épithélium mammaire, précurseurs de transformation néoplasique. In vitro, en collaboration avec le LORIA, nous avons caractérisé plus finement et modélisé les mécanismes déclenchés par cette exposition aux , dans un modèle de cellules épithéliales mammaires saines : l’altération du cycle cellulaire contribuant à stimuler la prolifération des cellules, la résistance à l’apoptose et les capacités migratoires accrues. Ces phénotypes dépendent en partie de l’activité d’un variant du récepteur alpha des œstrogènes, ERα36, dont l’expression est corrélée à la progression métastatique des tumeurs mammaires. Parallèlement, dans le cadre d’un projet INSERM/ ITMO Cancer, et en collaboration avec des équipes de Paris et Montpellier, nous identifions par un crible cellulaire des ligands environnementaux ou médicamenteux d’ERα36.

Nous souhaitons maintenant caractériser précisément les modalités de déclenchement et de régulation de l’expression et de l’activité d’ERα36, que ce soit dans les cellules saines ou cancéreuses.
Dans un premier temps, la doctorante poursuivra le travail commencé pendant ses stages au laboratoire concernant l’impact de la méthylation du promoteur d’ERα36 sur sa régulation. Pour cela elle établira la corrélation entre niveau de methylation du promoteur et niveau d’expression de l’ARNm et de la protéine dans différentes lignées mammaires saines ou cancéreuse ainsi qu’à partir de biopsies de patientes atteintes de cancer du sein. Elle analysera ensuite in vitro dans ces lignées les effets d’agents médicamenteux ou environnementaux hyper- ou hypo-méthylants sur l’expression d’ERα36.
Dans un second temps, l’interaction de quelques ligands pertinents avec ERα36, leur mode d’action dans les cellules épithéliales et cancéreuses mammaires, ainsi que l’impact d’une exposition fœtale à ces molécules sur le développement et le fonctionnement de la glande mammaire sera exploré. Pour cela, la doctorante poursuivra la collaboration initiée avec le Centre de biochimie structurale de Montpellier pour identifier les interactions physiques ligands/récepteur. Elle réalisera une modélisation in silico de ces interactions ainsi que des expériences de protection contre la digestion à la trypsine en présence de ligands.
Afin de décrire le mode d’action de ces ligands, elle disposera in vitro de nombreuses lignées mammaires sur lesquelles le laboratoire travaille en routine, ainsi que des lignées stables qui n’expriment plus ou sur-expriment ERα36 ou certains de ses mutants. Une analyse cinétique des expressions géniques, protéiques et phénotypiques sera réalisée après exposition à différentes doses de ligands dans ces lignées qui expriment ERα36 à des niveaux variables : les fonctions/ voies de signalisation préalablement identifiées dans la thèse de C. Chamard comme affectées par ERα36 (prolifération, migration, résistance à l’apoptose…) seront explorées. Des analyses statistiques des diverses données expérimentales associées à des fouilles sur les bases de données pertinentes permettront de procéder à diverses classifications traduisant le degré d’implication d’ERα36 dans les effets des ligands testés et de conclure à la significativité des résultats obtenus. La quantification des différences entre les modèles de régulation obtenus servira de base pour la classification et l’évaluation de l’impact des différents ligands d’Erα36 dans les grandes fonctions impliquées dans le cancer. Des analyses QPCR ciblées seront ensuite menées pour confirmer et compléter les principaux résultats et prédictions obtenus in-silico.

In vivo, l’étudiante travaillera sous la responsabilité d’Amand Chesnel, MCU titulaire du DU d’Expérimentation animale Niveau1. Elle suivra la formation au DUEA niveau 1 (Université de Lorraine) au cours de sa première année de thèse. Elle travaillera sur un modèle unique de souris KI pour ERα36 dans la glande mammaire : le promoteur de ERα36 étant absent de l’intron 1 du gène ESR-1 chez la souris, une lignée de souris Knock-In pour ERα36 dans la glande mammaire a été produite en collaboration avec l’Institut Clinique de la Souris (Illkirch) et est en cours de caractérisation.
L’étudiante effectuera les analyses phénotypiques, d’expression génique, d’histologie et d’immuno-histochimie qui porteront sur des marqueurs d’ontogenèse de la glande mammaire et de transformation néoplasique après exposition aux ligands choisis. Ces analyses seront conduites sur plusieurs générations afin de conclure à d’éventuels impacts transgénérationnels.
Afin d’intégrer des données hétérogènes telles que les données moléculaires (cibles, voies de signalisation), cellulaires (prolifération, apoptose…) et tissulaires (relation épithélium stroma), des recherches sur des modèles multi-échelles seront menées. Nous utiliserons des modèles hybrides pour la modélisation multi -échelles de la dynamique des populations de cellules dans les tissus.. Des travaux tant sur les systèmes hybrides que sur les réseaux booléens ont été menés au CRAN et appliqués séparément à des systèmes biologiques.

Ce projet de thèse s’inscrit donc dans une optique de valorisation des modèles biologiques et mathématiques que nous avons mis au point et construits depuis 2012. Il vise à valider une démarche d’évaluation du risque « perturbateur endocrinien » de diverses molécules présentes dans l’environnement. Cet aspect original car rarement considéré dans l’évaluation du bénéfice/risque des traitements existants pourra être intégré aux chartes de validation des nouveaux traitements anticancéreux mis au point ou testés au sein du CRAN (nanoparticules fonctionnalisées, TZD…).
Mots clés : cancer, développement, ERa36, souris KI, modelisation, analyse, perturbateur endocrinien
Conditions : Thèse 3 ans
Lieu: FST Vandoeuvre lès Nancy
Co-financement CRAN (acquis) et Région Lorraine (en demande)
Profil: biologiste cellulaire et moléculaire avec de bonnes connaissances du traitement des grands volumes de données
Département(s) :
Santé - Biologie - Signal
Financement : Co-financement CRAN (acquis) et Région Lorraine (en demande)
Publications : hal-00840880, hal-01171461, hal-01416426, hal-1416456, Thèse Chamard-Jovenin soutenue le 9/12/2016    + CRAN - Publications