Polarité cellulaire et cancer

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Equipe 

Responsable : Ama GASSAMA, Chercheur CR1 INSERM

Alexandre DOS SANTOS, Assistant Ingénieur INSERM

Valérie THIERS, Ingénieur de Recherche, Institut Pasteur

Juan PENG, Etudiante en Master

Sokhavuth SAR, Technicienne

Abdul Qader SUKKURWALA, Etudiant en Master

Thématiques de Recherche 

L'objectif général de nos recherches est d'élucider les mécanismes moléculaires qui gouvernent la polarité cellulaire dans les cellules épithéliales afin de comprendre comment ces mécanismes régulateurs sont altérés dans le cas des cancers hépatiques et biliaires.

La polarisation des cellules conditionne l'architecture et les différentes fonctions biologiques des tissus épithéliaux. Elle aboutit à la formation de deux pôles cellulaires possédant des compositions protéiques et lipidiques différentes et séparés par des jonctions serrées. Alors que de nombreux travaux concernent les complexes protéiques impliqués dans la polarité, nos travaux récents font partie des premiers à démontrer l'importance des phospholipides dans la mise en place et le maintien de la polarité dans les cellules épithéliales.

Le Phosphatidylinositol 3,4,5 trisphosphate (PIP3) est le produit majeur de la phosphatidylinositol 3-kinases (PI3K). Il s'agit d'un véritable second messager localisé préférentiellement sur le pôle basolatéral des cellules polarisées. 

Nous avons montré que la présence ectopique du PIP3 sur le pôle apical provoque l'apparition de protrusions membranaires renfermant du PIP3 visualisé par le domaine PH (Plextrin Homology) de la protéine Akt en fusion avec la GFP (Green Fluorescente Protein). Sur la figure ci-contre, S1 et S2 correspondent aux sections confocales. Nous avons montré que ces protrusions renferment différentes protéines résidentes de la membrane basale dont la présence était dépendante de celle du PIP3. Ces données nous ont conduit a montrer le rôle clé du PIP3 dans l'identification de la membrane basolatérale.

La phosphatase PTEN (Phosphatase and TENsin homolog) est un antagoniste majeur des PI3Ks qui produit le Phosphatidylinositol 4,5 trisphosphate (PIP2). Nous avons également démontré que l'inhibition de son expression empêche la bonne formation de la lumière tissulaire dans un modèle de cellule MDCK cultivées en 3D. L'ensemble de ces travaux a ainsi permis l'élaboration de nouveaux concepts sur l'importance de la ségrégation spatiale et temporelle des phosphoinositides et des enzymes de leur métabolisme pour le développement de la polarité dans les épithéliums.

En effet dans les cellules non polarisées en prolifération, il y a une colocalisation (jaune) du PIP3 (rouge) et du PIP2 (vert) alors que dans les stades de polarisation on observe une séparation des deux phosphoinositides (figure ci-contre).

Ces travaux sont à l'origine de nos projets centrés sur le rôle de la signalisation des phosphoinositides dans la polarité cellulaire et les cancers du foie.

1. Nous allons étendre notre étude à d'autres acteurs clés du métabolisme des phosphoinositides (Isoformes des PI 3-kinases, phosphatase SHIP2, PI4P, PI5P).
2. A partir des résultats d'analyse de protéomes de cholangiocarcinomes, nous avons identifié de nouvelles protéines fortement exprimées dans ces tumeurs. La septine 9 est un des candidats dont nous allons définir le rôle dans la polarité cellulaire et dans les cancers du foie.

Nous travaillons en étroite interaction avec les services cliniques et nous disposons dans ce contexte d'expertise clinique et d'échantillons pathologiques humains pour développer nos recherches. Pour les aspects plus fondamentaux, les travaux seront abordés à partir de modèles cellulaires et d'animaux transgéniques. Nous avons des approches expérimentales de biochimie (lipides, protéines), de biologie moléculaire et cellulaire, l'imagerie confocale, la vidéo-microscopie et l'immunohistochimie. Ces études devraient nous permettre de déterminer des cibles pharmacologiques pour le diagnostic précoce et le traitement des cancers hépato-biliaires.
 

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