Rôles de la mucine membranaire MUC4 et de son partenaire ErbB2 sur les propriétés biologiques des cellules humaines d'adénocarcinomes pancréatiques : implication dans la chimio-résistance à la gemcitabine et aux drogues du protocole FOLFIRINOX

• Main Author: Skrypek, Nicolas
• Other Authors: Lille 2
• Language: fr
• Published: 2012
• Subjects: Folfirinox
• Online Access: http://www.theses.fr/2012LIL2S017

Le complexe formé par la mucine membranaire MUC4 et le récepteur oncogénique ErbB2 pourrait participer à la progression tumorale pancréatique et à la chimio-résistance des tumeurs. La néo-expression de MUC4 dès les stades précoces de la cancérogenèse pancréatique associée à la surexpression d’ErbB2 en font des marqueurs et des cibles d’intérêt dans ce cancer. Le but de ce travail a été d’étudier les rôles respectifs de ces deux partenaires sur les propriétés biologiques et de chimio-résistance des cellules cancéreuses pancréatiques humaines.Nous avons dans un premier temps montré in vitro l’interaction entre les domaines de type Epidermal Growth Factor (EGF) de la mucine humaine MUC4 et ErbB2. Nous avons ensuite montré que la perte de MUC4 dans les cellules CAPAN-2 (MUC4-KD) entraîne une diminution de la prolifération cellulaire ainsi qu’une diminution de la migration et une augmentation de l’invasion cellulaires. La perte d’ErbB2 (ErbB2-KD) sensibilise les cellules à l’apoptose et entraîne une diminution de la prolifération, sans modification des propriétés de migration ni d’invasion (Jonchkeere N., Skrypek N., et al., PLoS One, 2012).Nous avons ensuite montré que les clones cellulaires déficients en MUC4 sont plus sensibles à la gemcitabine, avec une altération de marqueurs apoptotiques, que les cellules exprimant MUC4. Ceci est corrélé à l’augmentation de l’expression des transporteurs de nucléoside Concentrative Nucleoside Transporter 1 (hCNT1) et hCNT3 et du canal Multidrug Resistance Related-Protein 3 (MRP3/ABCC3) avec une diminution de MRP4 (ABCC4). L’étude mécanistique indique que ces effets sont médiés par la voie de signalisation du Nuclear Factor-kB (NF-kB). Enfin, nous avons observé une corrélation inverse entre l’expression de MUC4 et hCNT1 sur une petite cohorte de patients atteints d’adénocarcinome pancréatique. (Skrypek N. et al., Oncogene, 2012).L’étude de l’implication de MUC4 dans la chimio-résistance a été ensuite étendue aux drogues du protocole FOLFIRINOX (5-fluorouracile (5-FU), Oxaliplatine, Irinotecan/SN-38). Nous observons que la perte de MUC4 sensibilise les cellules au 5-FU et augmente leur résistance à l’oxaliplatine. La perte de MUC4 s’accompagne de l’augmentation de l’expression de la dihydropyrimidine déshydrogénase (DPYD) et de la diminution du transporteur Copper Transporter 1 (CTR1). De plus, la diminution de la voie NF-kB augmente la sensibilité au 5-FU alors que la voie c-Jun N-terminal Kinase (JNK), diminuée dans les clones MUC4-KD diminue la sensibilité à l’oxaliplatine.En conclusion, ces travaux indiquent que la mucine MUC4 module les propriétés biologiques des cellules cancéreuses pancréatiques humaines et est une actrice de la résistance aux chimiothérapies. Ceci nous permet de proposer MUC4, ainsi que les marqueurs ErbB2, hCNT1, CTR1, et les voies NF-kB et JNK, comme des cibles thérapeutiques potentielles et/ou des marqueurs prédictifs afin d’améliorer la réponse aux chimiothérapies et le pronostic des patients atteints de cancer pancréatique. === The membrane-bound mucin MUC4/oncogenic receptor ErbB2 complex is thought to participate in pancreatic cancer progression and in tumor cell resistance to chemo-therapeutic drugs. MUC4 and ErbB2 appear as markers and targets of interest in this cancer as MUC4 is neo-expressed in the early stages of pancreatic carcinogenesis and ErbB2 is overexpressed. The aim of this work was to study the respective roles of the two partners on the biological and chemo-resistance properties of human pancreatic cancer cells.We first showed in vitro the interaction between the Epidermal Growth Factor (EGF)-like domains of the human mucin MUC4 and ErbB2. The loss of MUC4 in CAPAN-2 cells (MUC4-KD) induces the decrease of proliferation, a reduction of migration properties and an increase of invasive properties. The loss of ErbB2 (ErbB2-KD) sensitizes cells to apoptosis and decreases proliferation rate, while migration and invasive properties are not altered (Jonchkeere N., Skrypek N., et al., PLoS One, 2012).We then showed that MUC4-KD clones were more sensitive to gemcitabine, with alteration of apoptotic markers, than cells expressing MUC4. This was correlated to the increase of the Concentrative Nucleoside Transporter 1 (hCNT1) and hCNT3 and the Multidrug Resistance Related-Protein 3 (MRP3/ABCC3) channel while MRP4 (ABCC4) was decreased. Mechanistic studies indicate that these effects are mediated by the Nuclear Factor-kB (NF-kB) pathway. Finally, we observed a converse correlation between the expression of MUC4 and hCNT1 in a small cohort of patients with pancreatic adenocarcinoma (Skrypek N. et al., Oncogene, 2012).The implication of MUC4 in chemo-resistance was then extended to FOLFIRINOX drugs (5-fluorouracile (5-FU), Oxaliplatin and Irinotecan/SN-38). We showed that the loss of MUC4 sensitizes pancreatic cancer cells to 5-FU and increases their resistance to oxaliplatin. The loss of MUC4 increases the expression of the dyhidropyrimidine dehydrogenase (DPYD) and decreases Copper Transporter 1 (CTR1). Moreover, the decrease of NF-kB pathway increases 5-FU sensitivity while the c-Jun N-terminal kinase (JNK) pathway, decreased in MUC4-KD clones, decreases oxaliplatin sensitivity.In conclusion, this work indicates that the MUC4 mucin is a modulator of the biological properties of human pancreatic cancer cells and is an actor of resistance to chemo-therapies. All together, these findings allow us to propose MUC4, as well as ErbB2, hCNT1, CTR1 markers and NF-kB and JNK pathways, as potential therapeutic targets and/or predictive markers to improve response to chemo-therapies and prognostic of patients with pancreatic cancer.