Role of thrombospondin-1 in breast cancer progression and metastasic dissemination
Rôle de la thrombospondine 1 dans la progression et la dissémination du cancer du sein
Résumé
Metastasis are responsible for 90% of cases of patients death and so represent a major therapeutic challenge in oncology. Anti-angiogenic treatments, which inhibit tumor vascularization and increase hypoxia, have limited clinical efficiency. This inefficiency could be a consequence of hypoxia. Indeed, links have been established between hypoxia and: metabolic changes in tumor cells, increase in cancer stem cells, epithelial-mesenchymal transition and resistance to treatment. Experimental and clinical evidence also suggest that hypoxia may directly induce metastatic dissemination. These observations led us to reassess the role of hypoxia in metastatic dissemination by focusing on the study of the first identified endogenous angiogenic inhibitor, the Thrombospondin 1 (TSP1). TSP1 is also an activator of latent TGFbéta. The aim of this work was to study the role of TSP1 in tumor progression and dissemination of metastatic breast cancer. In clinic, we observed that the expression of TSP1 is correlated with markers of aggressiveness and that it increases with tumor grade. In an orthotopic model of metastatic breast tumors, we have shown that inhibition of TSP1 strongly reduce EMT, invasion and lung metastasis meanwhile the vascularization of the primary tumor is densified and more functional, thus reducing hypoxia. To determine the role of TSP1 in the occurrence of metastasis, we generate point mutations of this gene in TGFbéta activation domain or in the binding domain to CD36 that predominantly mediates the anti-angiogenic properties of TSP1. Mutations of either of these sequences result in a drastic decrease in lung metastasis, which confirms the importance of TGFbéta in metastatic dissemination. Our results also demonstrate a direct link between hypoxia and metastasis: the inactivation of anti-angiogenic properties of TSP1, which increases tumor perfusion and decreases hypoxia without affecting primary tumor growth, blocks metastatic dissemination even though the cells have the ability to migrate. This work led us to propose a new therapeutic concept aiming to normalize tumor vascularization and reduce hypoxia by an "anti-antiangiogenic" strategy based on TSP1 inhibition. This strategy should inhibit metastatic spreading, promote the diffusion of chemotherapeutic treatments and increase the efficiency of radiotherapy, dependent on oxygen presence.
Les métastases sont à l'origine dans 90% des cas du décès des patients et sont donc un enjeu thérapeutique majeur. Les traitements anti-angiogéniques qui inhibent la vascularisation tumorale et augmentent l'hypoxie ont une efficacité limitée en clinique. Des liens ont été établis entre l'hypoxie et le changement métabolique des cellules tumorales, l'augmentation des cellules souches cancéreuses, la transition épithélio-mésenchymateuse et la résistance aux traitements mais également la dissémination métastatique. Ces observations nous ont poussés à réévaluer le rôle de l'hypoxie dans la dissémination métastatique du cancer du sein, en nous focalisant sur l'étude du premier inhibiteur endogène de l'angiogenèse identifié, la Thrombospondine 1 (TSP1). En clinique, nous avons observé que l'expression de la TSP1 est corrélée aux marqueurs d'agressivité et qu'elle augmente avec le grade tumoral. Dans un modèle orthotopique de tumeurs mammaires métastatiques, nous avons montré que l'inhibition de la TSP1 réduit fortement l'EMT, l'invasion et les métastases pulmonaires alors même que la vascularisation de la tumeur primaire est densifiée et plus fonctionnelle, réduisant l'hypoxie. Pour déterminer le rôle de la TSP1 dans la survenue des métastases, nous avons effectué des mutations ponctuelles de ce gène dans le domaine d'activation du TGFbéta ou dans celui de la liaison au CD36 qui médie majoritairement les propriétés anti-angiogéniques de la TSP1. La mutation de l'une ou l'autre de ces séquences entraîne une diminution drastique des métastases pulmonaires. Ce travail nous conduit à proposer un nouveau concept thérapeutique, visant à normaliser la vascularisation tumorale et à réduire l'hypoxie par une stratégie "anti-antiangiogénique" basée sur l'inhibition de la TSP1. Cette stratégie devrait inhiber la dissémination métastatique et favoriser la pénétration des traitements chimiothérapeutiques et augmenter l'efficacité de la radiothérapie, dépendante de la présence d'oxygène.
Domaines
Cancer
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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