La mort cellulaire dépendante de l’autophagie : De la compréhension fondamentale du mécanisme au développement de nouvelles thérapies anticancéreuses - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Autophagic associated cell death : From the mechanistic comprehension to the development of new anti anticancer drugs

La mort cellulaire dépendante de l’autophagie : De la compréhension fondamentale du mécanisme au développement de nouvelles thérapies anticancéreuses

Thomas Schott
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1369330
  • IdRef : 276711297

Résumé

Autophagy is a cellular process activated by cells under stressfull conditions like nutrients deprivation, lack of oxygen, or after an infection for example. Cancerous cells inside tumors are submitted to strong external and internal pressures. Adapting to these pressures, cancerous cells are able to deroute autophagy from its initial cytoprotective function in non transformed cells. Doing so cancerous cells use autophagy to adapt and progress. From these points, many autophagy inhibitors have been developed and tested in clinical and preclinical trials. Unfortunately most of them are not specific towards autophagy and their therapeutic efficacy is often limited. In some contexts, autophagy can lead to cell death, which is sometimes described as an immunogenic cell death. Looking at the dependency of cancerous cells towards autophagy and the charachteristics of this specific type of cell death it seems that induction of this type of cell death may be interesting to explore, in a tumoral context. In the lab in which this work was made the focus is made on specif membrane receptors : dependence receptors. These receptors have the speficity to signal towards pro – survival signals (migration, proliferation) in presence of their ligand and towards cell death signals in absence of their ligand. The receptor KREMEN1 (KRM1) belongs to this family, with its ligand Dickkopf1 (DKK1). Previous studies done on this receptor in this lab have demonstrated that KRM1 in absence of DKK1 is able to induce cell death depending on autophagy in an in vitro breast cancer model. Starting from these observations KRM1 induced cell death was used as a paradigm to approach autophagic associated cell death from a more global perspective. The first axis of this thesis aims at better understanding the molecular mechanism from the dependence receptor KRM1 and identify one or many molecular actors that could link KRM1 to the activation of a lethal autophagy inside the cell. To solve this question the APEX methodology was developed which enables to identity proteins near KRM1 during its signalization and so identify potential partners of KRM1 involved in cell death. The potential identified partners are discussed in this thesis work. The second axis focuses more on therapeutical aspects. Starting from the assessment that there is a lack of specific autophagy modulators this axis aims at identifying new potential small molecules that could lead autophagy towards cell death. A screening in silico was established to find targets that could modify some functions of the protein ATG4B to activate autophagy and cell death. Different molecules were tested in vitro in cancerous cell lines to charachterize their capacity to activate autophagy and cell death. From a more global perspective this thesis project aims at identifyng new molecular actors of the pro – death function of autophagy and propose non – identified molecules that could modulate specifically autophagy to lead cancerous cells towards cell death.
L’autophagie est un mécanisme cellulaire qui s’enclenche suite à différents stress au sein de la cellule. Une carence en nutriments, un manque d’oxygène ou une infection en sont quelques exemples. Les cellules cancéreuses, au sein d’une tumeur sont soumises à de multiples pressions internes et externes. Afin de s’adapter à ces multiples pressions, l’autophagie est détournée par la cellule cancéreuse pour soutenir la progression tumorale dans laquelle elle est engagée. En conséquence, de nombreux inhibiteurs de l’autophagie ont vu le jour dans des études précliniques et cliniques, cependant leur mode d’action n’est que très rarement spécifique de la voie de l’autophagie et leur efficacité thérapeutique limitée. Plusieurs études ont démontré que dans certains contextes, l’autophagie peut conduire la cellule vers une mort cellulaire immunogène. Au vu des caractéristiques de cette mort cellulaire et de la dépendance à l’autophagie des cellules cancéreuses, l’induction de cette mort cellulaire semble être une stratégie intéressante à explorer. C’est dans ce cadre que s’inscrit ce travail de thèse. Le laboratoire dans lequel cette thèse a été effectué s’intéresse aux mécanismes moléculaires d’une famille de récepteurs : les récepteurs à dépendance. Ces récepteurs ont la capacité d’induire une signalisation en présence et en absence de leur ligand. En présence de leur ligand ces récepteurs activent des signaux de survie (prolifération, migration, par exemple), et en absence de leur ligand ces récepteurs ont la capacité d’activer des signaux de mort cellulaire. Le récepteur Kremen1 (KRM1), ligand de Dicckopf1 (DKK1) fait partie de la famille des récepteurs à dépendance. Les travaux effectués au laboratoire sur ce couple récepteur/ligand ont permis de décrire dans un modèle de cancer du sein triple négatif, l’induction d’une mort cellulaire dépendante de l’autophagie par KRM1. Se basant sur ces observations ce projet de thèse a pour objectif de mieux comprendre, d’un point de vue moléculaire la voie de signalisation qui conduit la cellule vers une mort cellulaire dépendante de l’autophagie. Le modèle de mort cellulaire activée par le récepteur KRM1 a été utilisé comme paradigme afin d’appréhender la mort cellulaire associée à l’autophagie de manière plus globale. A partir de ce constat ce travail de thèse s’est articulé en deux axes. Le premier axe consiste à décortiquer la signalisation moléculaire de mort cellulaire induite par le récepteur KRM1 dans un modèle in vitro de cancer du sein triple négatif. Afin de répondre à cette problématique la méthodologie APEX a été utilisé. Cette méthodologie consiste à pouvoir identifier les protéines à proximité du récepteur KRM1 durant sa signalisation et donc potentiellement identifier des partenaires de mort de ce récepteur. Les partenaires potentiels identifiés au cours de ce screening APEX sont discutés dans ces travaux de thèse. Le second axe de ce travail consiste à répondre à une problématique plus thérapeutique. En effet, les molécules modulant l’autophagie, à ce jour, manquent de spécificité envers la voie de l’autophagie. Suite à ce constat un screening in silico a été effectué visant à moduler la fonction de la protéine ATG4B de la voie de l’autophagie et détourner la cellule cancéreuse vers une autophagie léthale qui la conduirait vers sa mort. Le screening in silico a permis d’identifier plusieurs petites molécules pouvant potentiellement interagir avec ATG4B. Ces molécules ont été testées dans différents modèles in vitro de cellules cancéreuses et leur capacité à moduler l’autophagie et activer la mort cellulaire a été caractérisée. Ce projet se propose donc d’identifier de nouveaux acteurs moléculaires de la mort cellulaire associée à l’autophagie et de développer une nouvelle approche de modulation de l’autophagie afin d’évaluer sa spécificité et son efficacité dans un contexte tumoral.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04526162 , version 1 (29-03-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04526162 , version 1

Citer

Thomas Schott. La mort cellulaire dépendante de l’autophagie : De la compréhension fondamentale du mécanisme au développement de nouvelles thérapies anticancéreuses. Biologie cellulaire. Université Claude Bernard - Lyon I, 2023. Français. ⟨NNT : 2023LYO10099⟩. ⟨tel-04526162⟩
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