Specific molecular events during lepidic pulmonary adenocarcinomas in humans and sheep
Evènements moléculaires spécifiques au cours des adénocarcinomes pulmonaires lépidiques humains et animaux
Résumé
Cancer is the main cause of morbidity and mortality worldwide with 14 million new cases and approximately 8.2 million deaths according to the WHO (World Health Organization). Lung cancer is the most diagnosed cancer in men and account for 20% of cancer death in the world annually. Among lung cancers, there are small cell lung cancers and non-small cell lung cancers. My work focused on the lepidic adenocarcinoma, a subtype of nonsmall cell lung cancer, in humans and animals. In humans, it is a rare lung cancer and it is not or rarely linked to tobacco smoking. Lepidic adenocarcinomas share striking clinical, radiological and histopathological similarities with ovine pulmonary adenocarcinomas induced by the β-retrovirus JSRV (Jaagsiekte Sheep RetroVirus) affecting sheep and goats. JSRV transforms epithelial cells of the distal lung through its oncogenic envelope. These human and animal tumors are not associated with pleural or extra thoracic metastases. My work was to study specific molecular events in human and animal lepidic adenocarcinomas by i. a transcriptomic analysis of the gene expression in these two lung cancers, ii. ovine pulmonary adenocarcinoma characterization by mucin expression and iii. the study of a potential role for endogenous retroviral sequences in the induction of human lepidic adenocarcinomas. First, my work focused on the parallel analysis of expression patterns in genes implicated in BMI1, NOTCH, Hedgehog and WNT pathways important for lung development and for lung cancer development and the angiogenesis pathway whose activation leads to cancer cell dissemination. CDH1 (E-cadherin) up regulation and the down regulation of main angiogenic ligand and receptors VEGF/VEGFR (Vascular Endothelial Growth Factor), PDGF/PDGFR (Platelet-derived Growth Factor) and ANGPT/TIE (Angiopoietin/Tyrosine kinase with immunoglobulin like and EGF like domains) were observed. Then, when analyzing lepidic adenocarcinomas mRNA and protein expression, we highlighted the blockade of the main angiogenesis pathway. Indeed, the VEGFA ligand and its receptor VEGFR2 were absent in lepidic adenocarcinomas. Moreover, this blockade was not compensated with angiogenic alternative pathways. These results correlate with the absence of extra thoracic metastases in human and animal lepidic adenocarcinomas. Secondly, human lepidic predominant adenocarcinomas are divided in two groups, non-mucinous lepidic adenocarcinomas and invasive mucinous adenocarcinomas. To characterize ovine pulmonary adenocarcinomas and determine to which one of these two human lepidic adenocarcinomas they are close to, we analyzed mucine expression in animal lung cancer. On 37 JSRV-induced lung cancer, 62% were nonmucinous, 100% expressed MUC1 (mucin 1, cell surface associated) and 50% expressed MUC5B (mucin 5B, oligomeric mucus/gel-forming). These results highlighted that ovine pulmonary adenocarcinomas are closer to non-mucinous lepidic adenocarcinomas
Le cancer est l'une des principales causes de morbidité et de mortalité dans le monde avec environ 14 millions de nouveaux cas et 8,2 millions de décès liés aux cancers selon l'OMS (Organisation Mondiale de la Santé). Le cancer du poumon est le premier cancer diagnostiqué chez l'homme et compte pour 20% du nombre de mort par cancer par an dans le monde. Parmi les cancers pulmonaires, on distingue les cancers à petites cellules et les cancers non à petites cellules. Ce travail a porté sur l'étude des adénocarcinomes pulmonaires lépidiques, un type de cancer non à petites cellules, chez l'homme et l'animal. Chez l'homme, il fait partie des tumeurs pulmonaires rares, pas ou peu lié au tabagisme. Il est similaire cliniquement, radiologiquement et histologiquement à l'adénocarcinome pulmonaire ovin, un cancer du poumon induit par le β-rétrovirus JSRV (Jaagsiekte Sheep RetroVirus) affectant les petits ruminants domestiques. JSRV transforme les cellules épithéliales du parenchyme via son enveloppe oncogénique. Ces tumeurs humaines et animales ne sont pas associées au développement de métastases extra-thoraciques ou pleurales. Le but de notre travail a été d'étudier les évènements moléculaires spécifiques des adénocarcinomes lépidiques humains et animaux par i. l'analyse transcriptomique de l'expression des gènes dans ces deux cancers, ii. la caractérisation de l'adénocarcinome pulmonaire ovin par l'expression des mucines et iii. l'étude d'un rôle putatif des séquences rétrovirales endogènes dans l'induction de l'adénocarcinome lépidique humain. Premièrement, notre étude a porté sur l'analyse en parallèle des mécanismes moléculaires spécifiques des adénocarcinomes lépidiques prédominants par l'analyse des profils d'expression des gènes impliqués dans les voies de signalisation BMI1, NOTCH, Hedgehog et WNT importantes dans le développement du poumon normal et au cours des cancers pulmonaires et dans la voie de l'angiogenèse, permettant la dissémination des cellules tumorales. L'augmentation de l'expression de CDH1 (E-cadherin), acteur crucial de la voie BMI1, et la diminution de l'expression des ligands et récepteurs activateurs de l'angiogenèse VEGF/VEGFR (Vascular Growth Factor), PDGF/PDGFR (Platelet-derived Growth Factor) et ANGPT/TIE (Angiopoietin/Tyrosine kinase with immunoglobulin like and EGF like domains) ont été observées dans ces deux cancers. Lors de l'analyse de l'expression des ARNm et des protéines, nous avons mis en évidence le blocage de la voie principale de l'angiogenèse dans les cancers lépidiques. En effet, l'absence d'expression du ligand VEGFA (Vascular Endothelial Growth Factor A) et de son récepteur VEGFR2 (Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2) a été observée. Ce blocage n'était pas compensé par la surexpression de gènes impliqués dans les voies alternatives d'angiogenèse. Le blocage de la voie de l'angiogenèse explique l'absence de métastases extrathoraciques dans les adénocarcinomes lépidiques chez l'homme et l'animal. Deuxièmement, les adénocarcinomes pulmonaires lépidiques chez l'homme sont subdivisés en deux entités majoritaires : les adénocarcinomes lépidiques prédominants non mucineux et les adénocarcinomes mucineux invasifs. Dans le contexte des analogies entre ces cancers humains et l'adénocarcinome induit par le virus JSRV, nous avons analysé l'expression des mucines dans les cancers animaux. Nous avons montré que sur 37 cancers pulmonaires induits par JSRV, 62% étaient non mucineux, qu'ils sur exprimaient MUC1 (mucin 1, cell surface associated) et que 50% exprimaient MUC5B (mucin 5B, oligomeric mucus/gel-forming). Par ces résultats, nous avons montré que les adénocarcinomes pulmonaires ovins se rapprochaient principalement des adénocarcinomes lépidiques prédominants
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