Soutenance de thèse de HAIDAR Hiba


Titre de thèse

Déchiffrer les mécanismes des interactions nerfs-tumeur : rôle de la signalisation de guidage axonal Netrin-1/DCC

Deciphering the Mechanisms of Nerve/Tumor Interaction : role of the axon guidance signaling Netrin-1/DCC

Date

23 May 2024 à 14h00

Adresse

163 Av. de Luminy, 13009 Marseille, Amphi 12

Ecole doctorale

Sciences de la Vie et de la Santé

Specialité

Biologie-Santé - Spécialité Biologie du Développement

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots clés

guidage axonal,cancer,plasticité neuronale,circuit neuronal,PDAC,

Keywords

axon guidance,cancer,neural plasticity,neuronal circuit,PDAC,

Jury

Jury de thèse
Qualité Nom Etablissement
Directrice de recherche Mme MANN Fanny IBDM Institut de Biologie du Développement de Marseille UMR 7288 Case 907
Directrice de recherche Mme CASTELLANI Valerie MeLiS | CNRS UMR 5284 | INSERM U1314
Directeur de recherche M. MEHLEN Patrick Centre de Recherche en Cancerologie de Lyon (CRCL) - UMR INSERM 1052 CNRS 5286
Directeur de recherche M. TOMASINI Richard Le Centre de Cancérologie de Marseille (CRCM), l'Inserm (UMR1068), CNRS (UMR7258)
Directrice de recherche Mme THIBERT Chantal Institute for Advanced Biosciences (IAB (Institut pour l'Avancée des Biosciences), Grenoble

Résumé de la thèse

Les interactions nerfs-tumeurs font l'objet d'une attention croissante en raison du rôle récemment identifié du système nerveux dans la régulation de l'initiation et la progression des cancers. Dans l'adénocarcinome canalaire du pancréas (ADKP), les fibres nerveuses sympathique poussent et se ramifient autour des lésions pancréatiques (pré)cancéreuses et exercent une activité anti-tumorale. Les mécanismes moléculaires responsables des changements structurels de l'innervation sympathique induits par le cancer sont inconnus. Les molécules de guidage axonal (MGA), qui interviennent dans la formation des circuits neuronaux au cours de l'embryogenèse, sont des candidats potentiels. En effet, les MGA sont fréquemment réexprimées dans les cancers, où elles jouent un rôle important dans la survie et l'invasion des cellules cancéreuses, l'angiogenèse et la régulation des cellules immunitaires. Cependant, les fonctions actuellement connues des MGA dans le cancer ne sont pas liées à leur rôle développemental dans la croissance axonale, et leur implication dans la neuroplasticité associée au cancer reste à démontrer.
L'objectif de ma recherche doctorale était d'explorer le rôle des MGA dans la plasticité axonale induite par l'ADKP. Pour cela, j'ai d'abord utilisé un modèle murin de pancréatite chronique, un facteur de risque bien connu pour le développement du PDAC, qui genère des lésions métaplasiques fortement innervées par le système sympathique. J'ai analysé l'expression des MGA, mettant en évidence la présence de la Netrine-1 dans les macrophages et les cellules pancréatiques métaplasiques, tandis que le récepteur DCC de la Netrine-1 était réexprimé par les axones sympathiques. La délétion génétique sélective de Dcc dans les neurones sympathiques a inhibé leur innervation des lésions métaplasiques. En outre, la suppression conditionnelle de Ntn1 dans les macrophages ou les cellules pancréatiques a révélé que les cellules métaplasiques pancréatiques constituaient la principale source de signal de croissance axonale. Ensuite, pour tester l'implication de la voie de signalisation Netrin-1/DCC dans le développement précoce du cancer, j'ai utilisé un anticorps anti-Netrin-1 (NET-H-mab) pour bloquer sa fonction dans le modèle de souris transgénique KIC d'ADKP. Cela a permis d'inhiber de manière significative le remodelage des axones sympathiques autour des lésions précancéreuses, conduisant à une progression plus rapidement vers des lésions de grade plus élevé.
En conclusion, mes résultats démontrent l'implication de la voie de signalisation Netrin-1/DCC dans la plasticité neuronale durant les premiers stades du développement du l'ADKP. En outre, cette étude souligne l'importance des fonctions axonales des MGA dans le processus de cancérogenèse.
Mots-clés : guidage axonal, neuroplasticité, cancer, ADKP, Netrin-1


Thesis resume

Nerve-tumor interactions are receiving increasing attention due to the recently identified role of the nervous system in regulating cancer initiation and progression. In pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), sympathetic nerve fibers grow and branch around (pre)cancerous pancreatic lesions, exerting an anti-tumorigenic activity. The molecular mechanisms responsible for the structural changes in sympathetic innervation induced by cancer are unknown. Axon guidance molecules (AGMs), which are involved in neural circuit formation during embryogenesis, are potential candidates. Indeed, AGMs are frequently re-expressed in cancers, where they play important roles in cancer cell survival and invasion, angiogenesis and immune cell regulation. However, the currently known functions of AGMs in cancer are not linked to their developmental role in axonal guidance, and their involvement in cancer-associated neuroplasticity remains to be demonstrated.
The aim of my PhD research was to explore the role of AGMs in axonal remodeling induced by PDAC. To do so, I first used a mouse model of chronic pancreatitis, a well-known risk factor for developing PDAC, which generates metaplastic lesions highly innervated by the sympathetic nervous system. I analyzed the expression of AGMs, showing the presence of Netrin-1 in macrophages and metaplastic pancreatic cells, while the Netrin-1 receptor DCC was re-expressed by sympathetic axons. Selective genetic deletion of Dcc in sympathetic neurons inhibited their innervation of metaplastic lesions. In addition, conditional deletion of Ntn1 in either macrophages or pancreatic cells revealed that pancreatic metaplastic cells were the major source of axonal growth signal. Next, to test the implication of this signaling pathway in early cancer development, I used an anti-Netrin-1 antibody (NET-H-mab) to block its function in the KIC transgenic mouse model of PDAC. This significantly inhibited the remodeling of sympathetic axons around precancerous lesions, leading to a faster progression to higher-grade lesions.
In conclusion, my results demonstrate the involvement of the Netrin-1/DCC signaling pathway in neural plasticity during the early stages of PDAC development. Furthermore, this study highlights the importance of axon-related functions of AGMs in carcinogenesis.
Keywords: axon guidance, neuronal plasticity, cancer, PDAC, Netrin-1