PROCESSUS D`EVALUATION DES PROJETS DE THESE

Année 2016-2017 - Demande d’allocation doctorale
ED Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (SSBCV) n°549
1. Informations administratives :
Nom de l’encadrant responsable de la thèse : Sébastien ROGER
Unité : UMR1069 Nutrition, Croissance et Cancer
Equipe (si unité multi-équipes): Unité monoéquipe (DU : Stéphan CHEVALIER)
Email de l’encadrant : [email protected]
2. Titre de la thèse :
Rôle du gène SCN4B et de son produit d’expression, la protéine Navβ4, dans prévention
de l’invasion métastatique,
Induction de son expression et inhibition de la progression cancéreuse par les acides
gras polyinsaturés n-3
3. Résumé :
La forte mortalité associée aux carcinomes dépend essentiellement du développement
des métastases, pour lesquelles il n’existe à ce jour aucun marqueur ni traitement spécifique.
Les phénomènes qui conduisent à la formation des métastases sont complexes et font
intervenir de multiples étapes conduisant en particulier à l’échappement des cellules
cancéreuses de la tumeur primaire, suite à l’acquisition de propriétés de migration et
d’invasivité. Récemment, nous avons identifié le gène SCN4B, et son produit d’expression la
protéine Navβ4, initialement caractérisée de protéine auxiliaire régulatrice de canaux sodiques
dépendants du voltage (NaV), comme ayant un rôle déterminant dans la progression du cancer
du sein, de manière indépendante de la présence de la sous-unité NaV (Bon et al., Nat
Commun 2016). Le gène SCN4B est fortement exprimé dans les tissus épithéliaux mammaires
sains. En revanche son expression est réduite dans les tissus cancéreux, et particulièrement
dans les tumeurs invasives, pour être presque absente dans les tumeurs de haut grade et dans
les métastases. Au niveau cellulaire, la perte d’expression de SCN4B dans les cellules
cancéreuses stimule leur invasivité en augmentant l’activité de la GTPase RhoA et en
induisant l’acquisition d’un phénotype cancéreux très agressif de type hybride
mésenchymateux-amiboïde. La surexpression expérimentale de SCN4B dans les cellules
cancéreuses réduit leur invasivité et le développement de métastases. Nous proposons que le
gène SCN4B pourrait jouer le rôle de suppresseur de métastases. Ainsi, le maintien ou
l’induction de son expression dans les cellules cancéreuses pourrait représenter une stratégie
intéressante pour prévenir le développement métastatique. Les acides gras polyinsaturés à
longue chaîne de la série n-3 (AGPI n-3), tels que l’acide docosahexaènoïque (DHA, 22:6 n3), ont été identifiés parmi les facteurs de l’alimentation comme présentant des effets anticancéreux (Bougnoux et al., Prog. Lipid. Res. 2010). Nos données préliminaires indiquent que
l’expression du gène SCN4B est fortement induite par des supplémentations en AGPI n-3, ce
qui se traduit en une inhibition de l’invasivité cancéreuse (Bon et al., données préliminaires).
Les objectifs de ce projet de thèse sont :
i)
de détailler les mécanismes impliqués dans la régulation de l’invasivité
cancéreuse par le gène SCN4B, à la fois in vitro et in vivo,
ii)
de détailler la nature des régulations transcriptionnelles de SCN4B par les
acides gras, et le niveau d’expression de SCN4B dans les tumeurs en fonction
de la composition en acides gras du tissu adipeux péritumoral, et enfin
iii)
de mettre en évidence le potentiel anti-invasif et anti-métastatique, d’une
supplémentation en AGPI n-3 via la modulation de l’expression du gène
SCN4B.
Principales techniques associées au projet de thèse :
Culture cellulaire (dont les techniques d’évaluation de la migration et de l’invasivité
cellulaire)
Biologie moléculaire et cellulaire (extraction ARNm, RT-qPCR, analyse d’activité
promoteur en gène rapporteur, extraction de protéines, western blotting, coimmunoprécipitation, pull-down)
Electrophysiologie cellulaire (patch clamp configuration cellule entière)
Analyse des acides gras issus des triglycérides (tissus adipeux) et phospholipides
(tissus tumoraux et non tumoraux) par chromatographie sur couche mince et chromatographie
gazeuse
Microscopie d’épifluorescence (immuno-cytofluorescence, microscopie time-lapse) et
confocale
Marquages immunohistochimique
Expérimentation animale (modèles murins, dont modèle de xénogreffe orthotopique,
et développement d’un modèle KO conditionnel) avec régime alimentaire
4. Résumé en anglais :
Role of the SCN4B gene and its expression product, Navβ4, in the prevention of
metastatic invasion, Induction of its expression, and inhibition of cancer progression by
n-3 polyunsaturated fatty acids
The high mortality of carcinomas is mainly the cause of the development of
metastases for which no specific markers or treatments exist. The formation of metastases
relies on a series of complex and multistep mechanisms leading to the escape of cancer cells
from the primary tumour after the acquisition of migration and invasion properties. Recently,
we have identified the SCN4B gene, encoding for the Navβ4 auxiliary subunit of voltagegated sodium channels (NaV), as a critical protagonist in the progression of breast cancer,
independently of NaV subunit (Bon et al., Nat Commun 2016). The SCN4B gene is highly
expressed in epithelial cells of normal breast, but its expression is reduced in cancer tissues,
and most particularly in invasive tumours, to be almost absent in high-grade tumours and
metastases. At the cellular level, the loss of SCN4B expression potentiates cancer cell
invasiveness by increasing the activity of the RhoA GTPase, leading to a very aggressive
mesenchymal-amoeboid hybrid phenotype. The experimental overexpression of SCN4B in
cancer cells reduces their invasiveness and the development of metastases. We propose that
SCN4B could represent a metastasis-suppressor gene. Sustaining or inducing SCN4B gene
expression in cancer cells could open new strategies to prevent metastasis development. Long
chain n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs), such as docosahexaenoic acid (DHA, 22:6
n-3), have been identified as dietary factors that could have anticancer properties (Bougnoux
et al., Prog. Lipid. Res. 2010). Our preliminary results indicate that the expression of SCN4B
is strongly induced by n-3 PUFA supplementations, which in turn inhibit cancer cell
invasiveness (Bon et al., preliminary results). The objectives of the PhD project are the
following:
i) to study the mechanisms by which SCN4B controls cancer cell invasiveness both in
vitro and in vivo.
ii) to study the regulation of SCN4B expression by fatty acids, and the level of SCN4B
expression in the tumours of patients in relation with the fatty acids composition of
their peritumoral adipose tissue, and
iii) to identify the anti-invasive and anti-metastasic activity of n-3 PUFA supplementation
through the modulation of SCN4B expression.