Inflammation et EMT : une alliance vers la fibrose des organes et la progression du cancer

Julien Giron-Michel

La transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT) décrit le processus global par lequel les cellules épithéliales stationnaires subissent des changements phénotypiques et acquièrent des caractéristiques mésenchymateuses qui leur confèrent une capacité migratoire. L’EMT et la MET, son processus inverse, sont des mécanismes fondamentaux dans le développement embryonnaire et la réparation des tissus. Cependant, les progrès dans la compréhension des voies moléculaires qui gouvernent l’association d’une inflammation incontrôlée avec la fibrose des organes et le cancer indiquent que l’EMT est un événement commun dans la progression de maladies dévastatrices (fibrose/défaillance organique et tumeur/métastases).

Notre projet vise à évaluer l’implication des médiateurs/facteurs du microenvironnement dans le processus d’EMT :

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Abréviations : Transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT), Transition mésenchymo-épithéliale (MET), Interleukine-15 (IL-15), Facteur de croissance transformant β (TGF-β), protéine chimioattractante des monocytes 1 (MCP-1), facteur de croissance analogue à l’insuline de type 1 (IGF-1), Carcinome hépatocellulaire (CHC) et cholangiocarcinome (CCA).

a. Au cours des maladies chroniques
Nos travaux ont révélé que les maladies rénales chroniques humaines évoluant vers la fibrose sont caractérisées par une diminution de l’expression de l’IL-15 intrarénale qui a des rôles de survie et antifibrotique dans le rein. En particulier, l’IL-15 exerce un rôle rénoprotecteur en inhibant (a) l’EMT induite par le TGF-β des cellules tubulaires proximales rénales humaines, (b) la génération et l’activation des myofibroblastes et (c) la diminution de l’infiltration des macrophages via la régulation négative de l’expression de MCP-1 (1, 2).

b. Pendant la progression de la tumeur
L’EMT est détournée par les cellules malignes, où elle peut favoriser un comportement invasif, des caractéristiques similaires à celles des cellules souches cancéreuses et une plus grande résistance à la chimiothérapie et à l’immunothérapie. Récemment, l’EMT dans le cancer a été considérée comme un processus plastique par lequel les cellules malignes affichent et interconvertissent des états hybrides épithéliaux / mésenchymateux (E/M), favorisant ainsi la plasticité des cellules cancéreuses, l’adaptation rapide aux traitements et le développement de la tolérance et de la résistance.
Nos travaux ont montré que l’EMT dans le cancer implique une interaction complexe de multiples voies de signalisation impliquant l’IL-15 dans le carcinome rénal (3), l’IGF-1 dans le mélanome (4), ou des facteurs circadiens, tels que BMAL-1 dans le cancer colorectal (5).
Cependant, l’étude de l’EMT avec des lignées cellulaires reste parcellaire et limitée principalement avec des cultures 2D. Une meilleure compréhension des mécanismes à l’origine de l’EMT nécessite le développement de modèles in vitro 3D cliniquement pertinents qui sont nécessaires pour récapituler le microenvironnement tumoral et les interactions complexes entre les cellules tumorales et les cellules du microenvironnement (i.e. cellules stromales, endothéliales et immunitaires). Le projet que nous développons actuellement vise à établir des organoïdes tumoraux (tumoroïdes) à partir de biopsies de patients atteints de cancers du foie primaires (CHC et CCA). Ainsi, ces cultures 3D fourniront des outils appropriés pour mieux comprendre les mécanismes moléculaires liés à l’EMT et ses liens avec le caractère souche, les métastases et la résistance aux thérapies.

Principales publications

1.Devocelle A, Lecru L, François H, Desterke C, Gallerne C, Eid P, Estelle O, Azzarone B, Giron-Michel J. Inhibition of TGF-β1 Signaling by IL-15: A Novel Role for IL-15 in the Control of Renal Epithelial-Mesenchymal Transition: IL-15 Counteracts TGFβ1-Induced EMT in Renal Fibrosis. Int J Cell Biol. 2019 Jul.

2.Devocelle A, Lecru L, Ferlicot S, Bessede T, Candelier JJ, Giron-Michel J, François H. IL-15 Prevents Renal Fibrosis by Inhibiting Collagen Synthesis: A New Pathway in Chronic Kidney Disease? Int J Mol Sci. 2021 Oct.

3. Lesteven, E., M. Picque, C. Canotti, S. Giraudier, N. Varin-Blank, L. Velazquez, J.J. Kiladjian, B. Cassinat and F. Baran-Marzsak. Association of a Single Nucleotide Polymorphism in the SH2B3 gene with JAK2V617F-positive Myeloproliferative Neoplasms. (2014). Blood. Jan.

4.Le Coz V, Zhu C, Devocelle A, Vazquez A, Boucheix C, Azzi S, Gallerne C, Eid P, Lecourt S, Giron-Michel J. IGF-1 contributes to the expansion of melanoma-initiating cells through an epithelial-mesenchymal transition process. Oncotarget. 2016 Dec.

5.Zhang Y, Devocelle A, Desterke C, de Souza LEB, Hadadi É, Acloque H, Foudi A, Xiang Y, Ballesta A, Chang Y, Giron-Michel J. BMAL1 Knockdown Leans Epithelial-Mesenchymal Balance toward Epithelial Properties and Decreases the Chemoresistance of Colon Carcinoma Cells. Int J Mol Sci. 2021 May 16.