Cellule Souche Mésenchymateuse
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BIOlogie des SARComes 17-18 Septembre 2013 à Nantes Cellules souches mésenchymateuses dérivées d’ostéosarcomes humains: soutien stromal et cellule souche tumorale? Valérie Trichet Hétérogénéité d’une tumeur et modèles de développement tumoral Modèle stochastique ou clonal Autorenouvellement CS Division asymétrique Differenciation Division symétrique Expansion clonale Tumorigéne L’hypothèse de Cellules Souches Cancéreuses Modèle stochastique ou clonal Autorenouvellement CS Tumorigéne Modèle hiérarchique Autorenouvellement CSC Tumorigéne Division asymétrique Differenciation Division asymétrique Differenciation Division symétrique Expansion clonale Division symétrique Expansion limitée Dick et al 1994, LAM Caractéristiques des Cellules Souches Cancéreuses Propriétés Des CSC Tests fonctionnels Isolement des CSC Cultures en sphère + Autorenouvellement Clonogénicité Tests de Differenciation Pluripotence Marqueurs de surface: CD34+CD38- dans la LAM CD44 +CD24- dans carcinomes mammaire et de la prostate + Gènes permettant le maintien des caractères « souches » OCT4, NANOG, SOX2 Résistance drogue Tumorigène « Side population » / Efflux d’agent de fixation à l’ADN (Hoest) + ALDEFLUOR assay / Activité de l’Aldéhyde déshydrogénase + Transplantation en série chez souris immunodeficientes L’ostéosarcome • La plus fréquente des tumeurs malignes primitives de l’os • Taux de survie à 5 ans: 70 % avec chimiothérapie pré- et post-chirurgie (en absence de métastases au diagnostic) • Caractéristique histologique: formation d’une matrice ostéoïde avec prédominance histologique variable ostéoblastique, chondroblastique, fibroblastique ou indifférenciée. L’ostéosarcome • La plus fréquente des tumeurs malignes primitives de l’os • Taux de survie à 5 ans: 70 % avec chimiothérapie pré- et post-chirurgie (en absence de métastases au diagnostic) • Caractéristique histologique: formation d’une matrice ostéoïde avec prédominance histologique variable ostéoblastique, chondroblastique, fibroblastique ou indifférenciée. • Plasticité Ostéoblastes Et Origine ? Cellule Souche Mésenchymateuse Basu-Roy U, 2012, Revue dans Cancer letters Hypothèse de CSC dans l’ostéosarcome Isolées selon leur capacité à former des sphères en milieu semi-solide à partir de lignées établies Gibbs, 2005 « CSC » Lignée établie Tumorigéne Hypothèse de CSC dans l’ostéosarcome Isolées selon leur capacité à former des sphères en milieu semi-solide à partir de lignées établies Gibbs, 2005 Adaptation par Dé-différenciation ? Division symétrique Expansion clonale « CSC » Lignée établie Tumorigéne Hypothèse de CSC dans l’ostéosarcome Isolées à partir de lignées primitives Sur la base de l’expression de marqueurs : CD133+ Tirino, 2011 : 2 lignées à partir de 2 biopsies d’OS , mais pas tumorigène T(à partir de 2 chondrosarcomes T+) CD117+ et Stro-1+ Adhikari, 2011 : 1 lignée BCOS et tumorigène Isolées sur la base de critères morphologiques Pereira, 2009 : OS1 T+ avec formation de matrice ostéoïde! Hypothèse : ostéoblastes dédifférenciés Les caractéristiques des CSC n’ont pas été testées. Mise en culture de prélèvements tumoraux post-chimiothérapie d’ostéosarcomes de haut garde indifférencié, ostéoblastique et chondroblastique DELCAT Résection de la tumeur 94% de nécrose Pas de progression locale, mais progression métastatique Mise en culture en milieu semi-solide Chimiothérapie Néoadjuvante OS 2006: MTX, Ifosfamide, VP16 Mise en culture de prélèvements tumoraux post-chimiothérapie d’ostéosarcomes de haut garde indifférencié, ostéoblastique et chondroblastique DELCAT Résection de la tumeur 94% de nécrose Pas de progression locale, mais progression métastatique TBAR Chimiothérapie Prélèvement Moëlle osseuse 45% de nécrose Progression locale et métastatique Emboles vasculaires +bFGF Traitement Collagenase IV Mise en culture en milieu semi-solide -bFGF Obtention de CSM du patient Les cellules dérivées d’oncosphères DELCAT présentent des caractéristiques de CSM -bFGF DELCAT CSM Adipogénique Rouge de Nile Ostéogénique Rouge alizarine Chondrogénique Bleu Alcian Antigen DELCAT CSM CD34 4,7 1 CD45 1 1 CD117 1 1 CD73 66 66 CD90 434 157 CD105 45 112 CD146 1 1,6 ALPL 3 >1 CD44 171 154 CD49c 2,3 18 Moyenne de fluorescence en cytométrie en flux Mais perte du potentiel de différenciation chondrogénique Les cellules dérivées de la tumeur TBAR présentent des caractéristiques de CSM CSM patient TBAR TBAR CD45 -bFGF CD34 différenciation Adipogénique: différenciation CD133 + Ostéogénique: - Adipogénique: + CD90 + Chondrogénique: +bFGF Ostéogénique: + CD105 Chondrogénique: + Des caractéristiques de CSC DELCAT -bFGF TBAR -bFGF Antigen DELCAT CSM CD34 4,7 1 CD45 1 1 CD117 1 1 CD73 66 66 CD90 434 157 CD105 45 112 CD146 1 1,6 ALPL 3 >1 CD44 171 154 CD49c 2,3 18 TBAR-CSM-MO Absence de sphères CD44 Forment des sphères (oncosphères) et continuent de croitre en culture en absence de bFGF Expriment CD44 mais de façon similaire au CSM Des caractéristiques non tumorales •Caryotype Normal Relative expression •Expression d’oncogène et de suppresseur de tumeur comparable à des CSM CGH array ? • RTqPCR TBAR Tum et MO •Ne forment pas de tumeur chez des souris immunodéficientes (Nude et SCID) Progression des tumeurs primitives Moyenne des volulmes en mm3 Effet pro-tumoral local et métastatique des cellules DELCAT co-injectées avec des cellules MNNG-HOS 2000 1500 **p=0,002 *p=0,02 1000 500 0 J14 J17 J21 J24 LucF-HOS + DELCAT +CSM dérivées de MO +CSM dérivées de graisse LucF-HOS Seules J28 Progression des tumeurs primitives Moyenne des volulmes en mm3 Effet pro-tumoral local et métastatique des cellules DELCAT co-injectées avec des cellules MNNG-HOS 2000 1500 **p=0,002 *p=0,02 1000 500 0 J14 J17 J21 J24 J28 Détection de la bioluminescence de nodules tumoraux dans les poumons ex vivo Moyenne : 440 cps LucF-HOS Seules ou +CSM dérivées de graisse ou +CSM dérivées de MO Moyenne : 1779 cps LucF-HOS + DELCAT Pas d’effet pro-tumoral des TBAR en co-injection avec des HOS; mais des différences métaboliques - Métabolisme oxydatif Consommation d’oxygène FCCP: Oligomycin dépolarisation membrane interne Antimycin A +rotenone - Glycolyse similaire Claire Pecqueur CRCN, UMR 892 Plus grande capacité de réserve dans les CSM dérivées de la tumeur par rapport à celles dérivées de la moelle osseuse du patient Conclusion & perspectives •Les cellules dérivées des 2 ostéosarcomes humains: ne seraient pas des CSC pas de tumeur in vivo; caryotype normal • mais des CSM du stroma tumoral capables de soutenir la croissance tumorale correspondent à des CSM « particulières » « cancer-associated MSC » Conclusion & perspectives • Comparaison de la stabilité génétique des CSM dérivées de la tumeur et de la MO des patients en milieu inflammatoire? IFN-γ and TNF-α Synergistically Induce Mesenchymal Stem Cell Impairment and Tumorigenesis via NFκB Signaling. Wang L, Zhao Y, Liu Y, Akiyama K, Chen C, Qu C, Jin Y, Shi S. Stem Cells. 2013 •Comparaison des profils « redox » TBAR biopsie Après chimio Avant chimio Olivier Hérault, CHU TOURS - Gonzague de Pinieux - Louis-Romée Le Nail - Philippe Rosset - Julien Berhouet - Emilie Marteau - Olivier Hérault - Philippe Piloquet -Frédéric Deschaseaux Merci! -Claire Pecqueur CRCNA UMR 892
