Valerie Paradis et Alain Couvineau

De l’inflammation au cancer dans les maladies digestives

Équipe Paradis / Couvineau

Département Hepato‐gastroenterologie

 

Responsable(s)

 

Composition de l'équipe

 

Présentation

Ce projet résulte de la fusion de 3 équipes du précédent contrat quinquennal et vise à étudier la physiopathologie de certains aspects de la séquence inflammation-cancer, l’identification de nouveaux marqueurs diagnostiques et le développement d’approches thérapeutiques innovantes dans la cancérogenèse digestive. Il comprend 2 thèmes principaux. Le 1er axe de recherche s’intéressera à la cancérogenèse hépatique associée au syndrome métabolique et visera à préciser les mécanismes spécifiques mis en jeu dans la physiopathogénie des lésions hépatiques inflammatoires précoces par des approches d’imagerie in situ (protéomique et lipidomique) et l’étude de leur progression vers le carcinome hépatocellulaire en déterminant la contribution de l’environnement lipidique (hépatique ou viscéral). Le 2nd axe visera à étudier le rôle des GPCR afin de développer de nouvelles cibles thérapeutiques : (1) Etude des orexines et de leurs récepteurs, en tant que molécules pro-apoptotiques, et (2) CXCR4, molécule impliquée dans la survie et le potentiel invasif des cellules tumorales. Nous évaluerons les effets de ces cibles dans des modèles précliniques de cancers digestifs ayant développé des mécanismes de résistance à des drogues conventionnelles cytotoxiques ou thérapies ciblées.

Le syndrome Métabolique (SM) devient l’un des principaux facteurs de risque d’hépatopathies chroniques et donc de cancer du foie au premier rang dusquel le carcinome hépatocellulaire (CHC). Le processus de cancérogénèse hépatique lié au SM est complexe et met en jeu le développement de lésions tissulaires hépatiques (stéatose/stéato-hépatite et fibrose), mais également un environnement inflammatoire systémique via la production d’adipokines, principalement par le tissu adipeux viscéral.

Notre projet vise à :

  1. étudier les mécanismes moléculaires impliqués dans le développement des lésions hépatiques précoces associées au SM (stéatose et stéato-hépatite) qui débutent dans la région centrolobulaire en caractérisant le profil lipidomique hépatique par une approche in situ. Cette étude permettra d’identifier les médiateurs profibrogéniques spécifiquement induits au cours de la progression des lésions hépatiques observées au cours du SM et d’évaluer leur rôle fonctionnel dans le processus de fibrogenèse dans des modèles de coculture cellulaire (cellules étoilées du foie/hépatocytes/cellules endothéliales).
  2. Préciser les mécanismes moléculaires spécifiques impliqués dans la progression tumorale associée au SM en étudiant le rôle du tissu adipeux viscéral via la production des Fatty Acid Binging Proteins (FABPs), chaperonnes lipidiques impliquées dans le trafic des acides gras.  Nous nous intéressons plus particulièrement à FABP4 et déterminerons son rôle pro-oncogénique dans des modèles experimentaux in vitro et in vivo. Nous étudierons également l’impact des modifications tissulaires du parenchyme hépatique péritumoral sur le développement du CHC par une approche de protéomique et lipidomique in situ. Dans ce contexte, nous évaluerons les effets anti-tumoraux de cibles thérapeutiques potentielles, comme la metformine.

L’ensemble de ce projet repose sur le développement d’outils technologiques originaux mis au point dans le laboratoire, tels que la protéomique et lipidomique in situ (MALDI  imaging), le modèle ex vivo de culture de coupes tissulaires fraiches, et de modèles animaux reproduisant les lésions hépatiques associées au SM (High fat diet, fructose diet, …). Pour la caractérisation moléculaires des espèces identifiées par MALDI, nous collaborons étroitement avec le groupe de JM Camadro (Institut J. Monod, Paris).

GPCRs et cancers digestifs (Groupe Couvineau Alain)

Depuis plusieurs années, il est apparu que les récepteurs couplés aux proteines G (GPCR) étaient des cibles potentielles dans le traitement de certains cancers. Dans ce contexte, notre projet est d’étudier le rôle d’un de ces GPCR, à savoir le récepteur des orexines dans le développement des cancers digestifs. Les orexines sont des neuropeptides qui interagissent avec deux récepteurs, OX1R et OX2R. Elles sont impliquées dans la régulation du sommeil, de la prise alimentaire et dans l’addiction aux drogues. Notre groupe a montré que les orexines via leur récepteur OX1R, étaient capables d’induire une forte apoptose dans des lignées cellulaires cancéreuses coliques humaines. Cette apoptose mitochondriale implique le recrutement de la protéine SHP2 via des séquences ITIM présents au niveau de l’interface intracellulaire des récepteurs. Nous avons montré qu’OX1R est exprimé de manière aberrante dans les cancers digestifs incluant les cancers du côlon, du pancréas et du foie mais n’est pas présent dans le tissu sain. De plus nous avons montré que les orexines avaient des effets anti-tumoraux puissants dans des modèles pré-cliniques de cancers digestifs.

 Notre projet vise à:

  • Étudier la présence des orexines et de leurs récepteurs dans les états inflammatoires et précancéreux, spécialement dans les MICI et les lésions adénomateuses coliques et pancréatiques (polypes, PanIN..). Afin d’évaluer, le rôle des orexines et de leurs récepteurs durant la carcinogénèse, nous utiliserons différents modèles animaux incluant les modèles de souris traitées au DSS (aigue et chronique) ou bien des souris génétiquement modifiées comme les souris EXCY2 (E. Ogier-Denis, Paris) ou IL10-/- (A. Jarry, Nantes) lesquelles développent spontanément des tumeurs coliques sur colite inflammatoire. Des modèles de xénogreffes à partir de tumeurs prélevées chez le patient (xenograft derived patient, PDX) sont aussi en cours de développement.
  • Etudier le rôle des orexines sur les cellules isolées et/ou des explants tumoraux maintenus en culture à partir de tumeurs (côlon, foie, pancréas) prélevées chez le patient. Cette technologie innovante développée au sein de l’équipe permettra d’étudier ex vivo l’effet anti-tumoral des orexines par mesure des marqueurs de l’apoptose, de l’hypoxie et de l’angiogenèse.
  • Etudier les voies de signalisation déclenchées par OX1R et dans lesquelles le recrutement de SHP2 et l’activation de la voie du stress oxydatif (P38, ROS, NRF2….) sont impliquées dans le déclenchement de l’apoptose mitochondriale conduisant aux effets anti-tumoraux des orexines voire de leur effets anti-inflammatoires.
  • Définir les relations structure-fonction des orexines et de son récepteur OX1R afin de développer des agonistes ayant un intérêt thérapeutique dans le traitement des cancers digestifs (côlon, foie et pancréas). En effet la connaissance des résidus impliqués dans l’interaction ligand/récepteur par des approches d’alanine-scanning, de mutagénèse dirigée associée à la modélisation moléculaire permettra en partenariat avec un groupe pharmaceutique de designer des molécules candidates. Des approches alternatives comme la production d’anticorps mimant l’effet agoniste des orexines sont aussi envisagées.

Ce projet à terme devrait permettre de :

  1. comprendre le rôle de certains GPCRs comme les récepteurs OX dans l’induction des processus apoptotiques ;
  2. définir le rôle potentiel des orexines dans le traitement des cancers digestifs et des MICI ;
  3. développer des molécules innovantes à visée thérapeutiques.
 

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