Mécanismes Moléculaires de la Migration des Cellules Tumorales

 

Le décès des patients atteints de cancer est souvent la conséquence de la dispersion des cellules cancéreuses, ou migration cellulaire, depuis la tumeur primaire jusqu’à des sites distants, pour y former des métastases. Les travaux de notre équipe visent à mieux comprendre ce processus, notamment dans le contexte du cancer du sein, dans l’objectif de favoriser l’émergence de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la formation des métastases.

En bref...

Le cytosquelette d’actine est connu comme un des acteurs principaux de la migration cellulaire. Par contre, la contribution des microtubules, un autre élément majeur du cytosquelette, reste bien moins connue. Nos travaux passés ont identifié  une voie de signalisation qui contrôle la stabilisation des microtubules à l’avant de la cellule et ont démontré son importance pour déterminer la direction de migration. Nos projets actuels visent à identifier et à caractériser, aux niveaux structural et fonctionnel, des complexes protéiques qui contrôlent les propriétés dynamiques des microtubules et donc la migration cellulaire. Plus récemment, nous nous sommes intéressés aux septines, des constituants encore mal connus du cytosquelette, qui apparaissent comme un élément régulateur du processus oncogénique et notamment de la migration cellulaire; nos travaux visent à déterminer de quelle manière leur capacité à interagir avec les filaments d’actine et/ou les microtubules contribue à leur mode d’action.

Par l’étude des mécanismes qui coordonnent l’organisation du cytosquelette, filaments d’actine, microtubules et septines, nous espérons pouvoir mettre en évidence des processus fondamentaux qui permettent à la cellule tumorale de se déplacer, et constitueraient autant de cibles potentielles pour de futures thérapies.

La cellule en migration

Plus de détails...

Une voie de signalisation oncogénique régulant la dynamique des microtubules

La surexpression du récepteur à tyrosine kinase ErbB2/HER2 dans le cancer du sein est associée à des formes agressives de la maladie. Nos travaux passés visaient à décrypter les voies de signalisation par lesquelles ErbB2 promeut la migration des cellules tumorales et la formation de métastases et à déterminer notamment la contribution des microtubules. Nous avions identifié la protéine Memo comme un nouvel effecteur d’ErbB2 qui contrôle la capture des microtubules à l’avant des cellules en migration, un processus qui s’avère nécessaire à la réponse chimiotactique. Nos travaux montrent que l’expression de Memo est associée à un pronostic défavorable et qu’elle favorise la formation de métastases pulmonaires. Nous avons ensuite montré que sa fonction impliquait la relocalisation, via la GTPase RhoA et son effecteur la formine mDia1, d'un complexe de capture des microtubules incluant le suppresseur de tumeur APC et la spectraplakine, ACF7, au front de migration. APC et ACF7 appartiennent à une famille de protéines appelées +TIP, qui s’associent avec le bout + des microtubules, grâce à leur interaction avec la protéine EB1.

                                           

 Identification de complexes associés à EB1

Dans le but de comprendre les mécanismes qui régulent la dynamique des microtubules au cours de la migration, nous avons caractérisé le réseau d’interactions protéine-protéine d’EB1, par analyse systématique des protéines associées par spectrométrie de masse.

Nous avons notamment identifié un groupe de protéines précédemment associé aux centres nucléateurs des microtubules. Par cartographie moléculaire et analyse par spectrométrie de masse du complexe natif, nous avons montré qu’EB1 s’associait avec une isoforme particulière de la Myomégaline, SMYLE, pour former un complexe de très haut poids moléculaire avec la protéine d’échafaudage AKAP9, la protéine kinase A et la protéine centrosomale, CDK5RAP2. SMYLE interagit aussi indirectement avec le γ-TuRC, principal complexe de nucléation des microtubules. L’inactivation du complexe associée à SMYLE inhibe la nucléation et l’acétylation des microtubules, avec des conséquences sur la capture des microtubules et la migration cellulaire ; mais aussi sur la formation des microtubules astraux dans les cellules en mitose et l’orientation du fuseau mitotique en métaphase.

           Mode d'action potentiel du complexe associé à SMYLE (Bouguenina et al, PNAS 2018)

 

Ces résultats illustrent le fait que les complexes associés à EB1 peuvent réguler la dynamique des microtubules à des niveaux très différents : nucléation, croissance ou capture/ancrage des microtubules. Ils soulignent aussi que des complexes similaires régulent la fonction des microtubules au cours de la migration et de la division cellulaire, suggérant donc un impact potentiel sur différents aspects du processus oncogénique.

 Les projets en cours

Nos travaux actuels poursuivent la caractérisation d'autres complexes régulant la dynamique des microtubules, dans la cellule en migration, mais aussi durant la mitose, au niveau moléculaire par l’utilisation d’approches protéomiques/phospho-protéomiques et structurales et au niveau fonctionnelle par des approches d’imagerie cellulaire.

Enfin, la fonction des microtubules ne peut être étudiée isolément, car elle dépend du contexte cellulaire et des interactions avec les autres éléments du cytosquelette. Alors que la septine 9 était généralement considérée comme étant pro-oncogénique, nous avons montré que les isoformes de septine 9 s’associaient de manières spécifiques avec les filaments d’actines et les microtubules et avaient des effets opposés sur la migration cellulaire. Nous poursuivons l’étude du mode d’action de septine 9 dans la migration tumorale et sa contribution  potentielle à la progression métastatique.

                                      septin et actin

L'équipe

Habib, Ali, Brice, Pascal, Danièle et Aurélie.


Rejoindre l'équipe « Mécanismes moléculaires de la migration des cellules tumorales »

Master 1 et 2 et thèses :

Le laboratoire accueille des étudiants stagiaires en Master 1 et 2, dans le cadre de l’école doctorale des Sciences de la Vie et de la Santé d’Aix-Marseille Université. Les étudiants désirant poursuivre en thèse pourront postuler aux bourses de l’école doctorale.

L’accueil en thèse peut également se faire directement au niveau de la thèse, sous réserve de présentation au concours de l’école doctorale, ou de l’obtention d’un autre type de financement.

Les candidats à un stage post-doctoral sont incités à contacter le laboratoire au plus tôt, afin de permettre le montage d’un projet, à soumettre pour soutien financier par les organismes caritatifs. 

Offre de post-doctorat :

Ce poste de post-doctorat de deux ans participera à un projet multidisciplinaire porté par un consortium de quatre groupes de recherche financés par l'Agence nationale pour la recherche scientifique.

L'objectif principal du projet est d'étudier la capacité des septines à polymériser et à déterminer leur affinité et leur spécificité pour les membranes, les filaments d'actine et les microtubules, et ainsi déterminer la fonction des septines. Pour analyser le lien entre l'organisation et la fonction de la septine humaine et séparer la hiérarchie des interactions de septine avec d'autres éléments du cytosquelette, SEPTIMORF combine de manière unique des approches bottom-up utilisant des composants purifiés, avec des études fonctionnelles dans des cellules en division. Notre approche interdisciplinaire multi-échelle fournira une première compréhension globale de la façon dont les septines s'organisent fonctionnellement dans les cellules humaines, fournissant ainsi un aperçu du rôle des septines en situation physiologique et pathologique. Le post-doctorant travaillera plus spécifiquement sur l'interaction septin-microtubules pendant la division cellulaire.

 Un doctorat dans le domaine de la biologie avec une expérience multi-échelle et un intérêt pour les modèles expérimentaux aux échelles moléculaire, cellulaire ou de l'organisme entier sont requis. Le candidat doit avoir une solide expérience en biologie moléculaire, en biochimie et en biologie cellulaire. L'intérêt et l'expertise dans diverses approches de microscopie / imagerie et des analyses quantitatives d'images constitueront un avantage. Le projet implique une forte collaboration entre notre groupe et le groupe d'investigateurs principaux du projet SEPTIMORF et des voyages vers d'autres institutions en France et aux Pays-Bas (partenaire du projet) sont à prévoir. Les candidats doivent avoir d'excellentes compétences en communication et en travail d'équipe.

Les candidats sont invités à envoyer un message à pascal.verdier-pinard@inserm.fr, avec pour objet "post-doctorat SEPTIMORF", CV, publications, lettre de motivation et le nom et l'adresse e-mail de trois scientifiques susceptibles de pouvoir fournir une référence. Date de début prévue le 1er septembre 2018.