Activation de la coagulation par la Transition Epithélio-Mésenchymateuse: impact sur la

Activation de la coagulation par la Transition
Epithélio-Mésenchymateuse: impact sur la
colonisation métastatique
Université de Liège
Faculté de Médecine
Laboratoire de Biologie des Tumeurs et du Développement
GIGA Cancer
Morgane BOURCY
Mémoire de thèse présenté en vue de l’obtention du titre de
Docteur en Sciences Biomédicales et Pharmaceutiques
Promotrice: Docteur Christine GILLES
Année académique 2015-2016

Résumé
Au cours de la cascade métastatique, des cellules tumorales quittent la tumeur primaire et
envahissent le sang (Cellules Tumorales Circulantes, CTCs) pour former des métastases dans des
organes secondaires. Le processus métastatique est hautement sélectif et seule une faible proportion
de CTCs survit dans la circulation et colonise les sites secondaires pour former des métastases. Les
cellules tumorales subissent des changements phénotypiques qui leur procurent des propriétés
migratoires et invasives ainsi que des capacités de survie accrue leur permettant de franchir ces
différentes étapes. A ce jour, il est largement accepté que les processus de Transition Epithélio-
Mésenchymateuse (TEM) sont impliqués dans cette plasticité cellulaire et participent à la libération
et à la biologie des CTCs. Des données de la littérature indépendantes ainsi que des résultats du
laboratoire suggèrent, par ailleurs, que les processus de coagulation pourraient favoriser les étapes
précoces de la dissémination métastatique (survie, persistance, arrêt et extravasation).
Au cours de ce travail de doctorat, nous avons examiné l’acquisition potentielle de
propriétés pro-coagulantes par les CTCs dérivées d’une TEM impliquant l’expression du
Facteur Tissulaire (FT), l’initiateur cellulaire clé de la cascade de coagulation. De telles
propriétés coagulantes permettraient la formation d’une matrice de fibrine protectrice autour
des CTCs favorisant, ainsi, leur survie dans la circulation sanguine et la colonisation
métastatique.
A l’aide de divers modèles cellulaires in vitro, nous avons montré que les processus de TEM
sont associés à une expression accrue du FT et à des propriétés pro-coagulantes. Ensuite, nous avons
fonctionnellement lié les processus de TEM à ces régulations en y impliquant des facteurs de
transcription de la TEM, ZEB1 et Snail. De plus, en utilisant des modèles de métastases
expérimentales, nous avons montré que l’axe TEM/FT/coagulation procure aux CTCs des
propriétés de survie et des capacités de colonisation métastatique accrues. Enfin, nous avons apporté
une validation clinique à ces résultats en observant des CTCs positives pour le FT et la vimentine,
un marqueur mésenchymateux, dans le sang de patientes atteintes d’un cancer du sein métastatique.
L’ensemble de nos résultats met en évidence un nouvel axe de régulation TEM/FT
permettant une activation locale de la coagulation par les CTCs TEM+ favorisant la
colonisation métastatique précoce.

Abstract
The metastatic cascade is a multistep process implicating the release of tumor cells from the
primary tumor, intravasation into the bloodstream (Circulating Tumor Cells, CTCs), survival of a
few of them, and arrest and growth at secondary sites. To overcome these different steps, tumor
cells undergo a phenotypic switch leading to the acquisition of migratory, invasive and survival
properties. Today, the implication of Epithelial-to-Mesenchymal Transitions (EMT) in this cellular
plasticity and particularly in the release and biology of CTCs is well accepted. Furthermore, data
from literature and from the laboratory, suggest a contribution of the coagulation system in the early
steps of the metastatic spread (survival, persistence, arrest and extravasation).
During this PhD work, we explored the hypothesis that CTCs expressing EMT traits
could express high levels of Tissue Factor (TF), the cellular activator of coagulation, and
enhanced pro-coagulant activity. These properties could facilitate early metastasis through
the formation of a protective fibrin rich matrix around CTCs.
Using several cellular systems, we clearly showed that EMT induces TF expression and
pro-coagulant activity. Strengthening the link between EMT and these processes, we further
involved of EMT transcription factors ZEB1 and snail in TF regulation and in the induction of
coagulant properties. Furthermore, using mice models of experimental metastasis, we showed that
ZEB1 and Snail enhance survival properties and favor early metastatic colonization through a TF-
dependent mechanism. Finally, the identification of TF and vimentin, a mesenchymal marker,
expressing CTCs in the blood of metastatic breast cancer patients provided a clinical validation of
our observations in vitro and in mice models.
Taken together, our data thus support a novel EMT-TF regulatory axis, triggering a
local activation of the coagulation that favors the early metastatic colonization of EMT-
positive CTCs.

Abréviations
ADN
Acide DésoxyriboNucléique
AP-1
Activator Protein-1
ARN(m)
Acide RiboNucléique messager
α-SMA
« Alpha-Smooth Muscle Actin »
CK
CytoKératine
CtBP
« C-terminal binding protein »
CTC
Cellule Tumorale Circulante
ChIP
« Chromatin ImmunoPrecipitation »
Dapi
4',6'-diamidino-2-phénylindole
DTC
« Disseminated Tumoral Cell »
EGF
« Epidermal Growth Factor »
EGFR
« Epidermal Growth Factor Receptor »
EpCAM
« Epithelial Cell Adhesion Molecule »
ER
« Estrogen Receptor »
FGF
« Fibroblast growth factor »
FT
Facteur Tissulaire
GAPDH
« GlycerAldehyde-3-Phosphate DeHydrogenase »
GFP
« Green Fluorescent Protein »
HER2
« Human Epidermal growth factor Receptor 2 »
HGF
« Hepatocyte Growth Factor »
HIF-1
« Hypoxia-Inducible Factor 1 »
IL
InterLeukine
JAM
« Junctional Adhesion Molecule »
MEC
Matrice ExtraCellulaire
MMP
« Matrix MetalloProtease »
MT1-MMP
« Membrane Type 1-MMP »
NES
« Nuclear Export Signal »
NK
« Natural Killer »

PAI-1
« Plasminogen Activator Inhibitor-1 »
PAR
« Protease Activated Receptor »
PC
« PhosphatidylCholine »
PE
« PhosphatidylEthanolamine »
PR
« Progesterone Receptor »
PS
« PhosphatidylSerine »
PPP
Plasma Pauvre en Plaquettes
PRP
Plasma Riche en Plaquettes
RT-qPCR
« Reverse Transcription-quantitative Polymerase Chain Reaction »
SCID
« Severe Combined immunoDeficiency »
SERMs
« Selective Estrogen Receptor Modulators »
shRNA
« short hairpin RNA »
siRNA
« small interfering RNA »
TEM
Transition Epithélio-Mésenchymateuse
TFPI
« Tissue Factor Pathway Inhibitor »
TGF-β
« Transforming Growth Factor β »
TNBC
« Triple-Negative Breast Cancer »
TNF-α
« Tumor Necrosis Factor-α»
VEGF
« Vascular Endothelial Growth Factor »
VWF
« Von Willebrand Factor »
YAP
« Yes-Associated Protein »
ZEB1
« Zinc finger E-Box binding homeobox 1»
ZO 1-3
Zonula Occludens 1-3