Soutenance de thèse de Mélanie LANGIU

La thrombose associée au cancer constitue la deuxième cause de décès chez les patients atteints de cancer, après la progression de la maladie elle-même. Le risque de thrombose veineuse est 4 à 7 fois plus élevé chez ces patients. Plusieurs facteurs contribuent à cette hypercoagulabilité, parmi lesquels la capacité des cellules cancéreuses à activer les plaquettes et à induire leur agrégation. Bien que ce phénomène de plaquettes éduquées par les cellules cancéreuses soit associé à un potentiel métastatique plus accru, diverses équipes, dont la nôtre, ont démontré le concept inverse, selon lequel les plaquettes éduquent les cellules cancéreuses en transférant des lipides, des ARN ou encore des protéines. Dans ces travaux de thèse, nous avons souhaité mieux comprendre le rôle de l’éducation des cellules cancéreuses par les plaquettes en caractérisant les gènes et les protéines impliqués dans ce phénomène, notamment dans les cancers colorectaux et pancréatiques. Nous avons observé que les cellules cancéreuses interagissant avec les plaquettes présentaient une masse sèche totale supérieure à celle des cellules cancéreuses qui n'avaient pas interagi. Cette observation pourrait résulter soit d’un transfert direct de matériel des plaquettes vers les cellules cancéreuses, soit d’une augmentation du matériel présent dans la cellule cancéreuse résultant de l’interaction entre ces deux types cellulaires. Étant donné qu'il a déjà été montré que les plaquettes amorcent et allongent les glycanes sur des molécules acceptrices extracellulaires, nous avons formulé l'hypothèse qu'elles pourraient altérer la glycosylation des protéines exprimées par les cellules cancéreuses au cours de leur interaction. Alors que les plaquettes elles-mêmes expriment peu de glycosyltransférases (GT) avec des activités fonctionnelles limitées, nous avons observé des variations dans l'expression de l'ARNm pour plusieurs familles de GT dans les cellules cancéreuses éduquées par les plaquettes. Par exemple, 3 familles de GT : MGAT2, MGAT3 et B3GNT sont significativement surexprimées dans les cellules cancéreuses éduquées et capable d’influencer de manière significative la glycosylation des protéines. Nous avons ensuite étendu cette étude à 124 gènes supplémentaires codant pour des protéines inflammatoires et métastatiques et nous avons constaté que tous étaient surexprimés dans les cellules cancéreuses éduquées par rapport aux cellules non éduquées. Parmi les gènes les plus surexprimés figuraient ceux connus pour leur fonction pro-métastatique, tels que SERPIN1, MMP2 et 10, TIMP1 et FN1. Utilisée comme modèle pour mettre en lumière les possibles répercussions de sa surexpression dans les cellules cancéreuses éduquées par les plaquettes, la fibronectine (FN1) a été le point central de notre démonstration. Nos résultats ont révélé que, bien que cela n'ait pas d'impact sur la survie cellulaire, la surexpression de la FN1 diminue la migration des cellules cancéreuses. De plus, grâce à une lignée de cellules cancéreuses sous-exprimant la FN1, nous avons mis en évidence que les plaquettes peuvent partiellement restaurer le phénotype des cellules cancéreuses en induisant la transcription de la FN1 via des voies de signalisation impliquant l’EGF, le PDGF, l’IL-6, le TGF-β et l’IFN-γ. Outre l'augmentation de l'expression des gènes liés aux métastases dans les cellules cancéreuses éduquées, notre étude a également révélé la surexpression de gènes suppresseurs de tumeurs tels que CTBP1, APC et TP53. Nous avons démontré pour la première fois que les plaquettes peuvent éduquer les cellules cancéreuses en modulant la transcription des gènes liés à la glycosylation, à l'inflammation et aux métastases. Bien que les mécanismes sous-jacents de ce processus nécessitent des recherches plus approfondies, cette approche est prometteuse pour des interventions thérapeutiques potentielles dans le traitement du cancer.

The cancer-associated thrombosis (CAT), is the second leading cause of death in cancer patients, following disease progression. The risk of venous thrombosis is 4 to 7 times higher in these patients. Various factors contribute to this hypercoagulable state, with one being the ability of tumor cells to activate platelets and induce their aggregation (TCIPA). This platelet education by cancer cells is associated with a higher metastatic potential. However, our team, among others, has demonstrated the reverse concept, wherein platelets educate cancer cells by transferring materials such as lipids, RNA, and proteins. In this study, we aimed to better understand the role of platelet education of cancer cells, characterizing genes and proteins involved, particularly in colorectal and pancreatic cancers. Using holo-tomographic microscopy, we observed that cancer cells interacting with platelets had a higher total dry mass than those not interacting. This observation could result from direct material transfer or an increase in the cancer cell's own material due to the interaction. Furthermore, platelet-educated cancer cells proliferate significantly more than non-educated cells, suggesting a substantial selective advantage. Given that platelets initiate and elongate glycans on extracellular acceptor molecules, we hypothesized they could modify the glycosylation of proteins expressed by cancer cells during interaction. While platelets themselves express few glycosyltransferases with limited functional activities, RT-qPCR revealed variations in mRNA expression for several GT families in platelet-educated cancer cells compared to non-educated cells. For instance, three GT families—MGAT2, MGAT3, and B3GNT—were significantly overexpressed in platelet-educated cancer cells and were able to influence protein glycosylation. Expanding to 124 additional genes coding for inflammatory and metastatic proteins, we found all were overexpressed in platelet-educated cancer cells compared to solitary cancer cells. Among the most overexpressed genes were those known for metastatic involvement, including SERPIN1, MMP2 and 10, TIMP1, and FN1. Using FN1 as an example, we demonstrated that its overexpression in platelet-educated cancer cells increases cell migration. Additionally, using a cell line with 50% less FN1 expression, platelets could partially restore the cancer cell phenotype by inducing FN1 transcription through signaling pathways involving EGF, PDGF, IL-6, TGF-β, and IFN-γ. In addition to increased expression of metastasis-related genes in platelet-educated cancer cells, our study revealed overexpression of tumor suppressor genes such as CTBP1, APC, and TP53, and genes with less-studied roles in cancer, such as IL2RG, GNRH1, and CACNA1D. In conclusion, we demonstrated for the first time that platelets can educate cancer cells by inducing changes in the transcription of genes related to glycosylation, inflammation, and metastasis. While the underlying mechanisms require further research, this approach holds promise for potential therapeutic interventions in cancer treatment.