La transi)on épithélio- mésenchymateuse. M1 Biologie- Santé

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1 La transi)on épithélio- mésenchymateuse M1 Biologie- Santé

2 I.1 Défini)on de la transi)on épithélio- mésenchymateuse EMT MET w Processus biologique qui conduit une cellule épithéliale à acquérir un phénotype mésenchymateux w Processus réversible : transi)on épithélio- mésenchymateuse (EMT) transi)on mésenchymato- épithéliale (MET)

3 I.1 Défini)on de la transi)on épithélio- mésenchymateuse w Processus biologique qui conduit une cellule épithéliale à acquérir un phénotype mésenchymateux w Processus réversible : transi)on épithélio- mésenchymateuse (EMT) transi)on mésenchymato- épithéliale (MET) w EMT et MET sont souvent décrites comme deux états. En fait, il s agit d une con)nuité d états intermédiaires w Processus fondamental impliqué au cours du développement embryonnaire, de la régénéra)on )ssulaire (fibrose) w Processus dérégulé dans certaines pathologies (cancers)

4 I.2 Caractéris)ques de la cellule épithéliale épithélium normal w Forte adhésion intercellulaire jonc%ons serrées, jonc%ons adhérentes, desmosomes w Polarité apico- basale w Reposent sur une lame basale laminine, collagène de type IV w Peu de mobilité Expression de marqueurs épithéliaux E- Cadhérine Cytokéra)ne Zona Occludens- 1 (ZO- 1) Claudines / Occludines Desmoplakine Collagène de type IV Laminine- 1 Famille des mir- 200

5 I.3 Caractéris)ques de la cellule mésenchymateuse w Peu/pas d adhésion intercellulaire w Pas de polarité apico- basale polarité avant- arrière w ne repose pas sur une lame basale w Forte mobilité, synthèse de matrice extracellulaire Expression de marqueurs mésenchymateux N- Cadhérine Vimen)ne Ac)ne (α- SMA) Fibronec)ne Collagène de type I et III Métalloprotéases (MMP) Snail, Slug, Twist, Zeb

6 II. Les différentes étapes de la TEM 1. Perte des joncaons intercellulaires 2. RéorganisaAon du cytosquelede 3. DégradaAon de la matrice extracellulaire 4. Mobilité, migraaon 5. Résistance à la sénescence et à l apoptose

7 II.1 Perte des jonc)ons intercellulaires Perte de la E- cadhérine (jonc)ons adhérentes) w RégulaAon transcripaonnelle Répresseurs transcrip)onnels : SNAIL/SLUG, TWIST1/2, ZEB1/2 w RégulaAon de l ARNm Epissage alterna)f micro- ARN (exemple de mir- 200) w RégulaAon de la protéine Modifica)ons post- traduc)onnelles Trafic intracellulaire

8 II.2 Réorganisa)on du cytosquelece AcAne/myosine : synthèse d ac)ne lisse α- SMA (contrac)lité) Forma)on de fibres de stress Microtubules Filament intermédiaires changement de composi)on (cytokéra)ne > vimen)ne)

9 II.3 Dégrada)on de la matrice extracellulaire Rôle de l invadopode Importance des Métalloprotéases (MMP) w Famille de 25 pep)dases w 2 classes : MMP secrétées, MMP ancrées dans la membrane (MT- MMP) w Synthé)sées sous forme inac)ve (domaine d inhibi)on en contact avec le domaine cataly)que) w Fonc)on : coupure de liaison pep)dique dans les protéines w Spécificité de substrat (laminine, collagène, fibronec)ne )

10 II.4 Mobilité, Migra)on Etape 1 : Extension du lamellipode Etape 2 : adhésion du lamellipode au substrat Etape 3 : contrac)on de la cellule Etape 4 : détachement des adhésions à l arrière Tschumperlin; Physiology, 2013

11 II.4 Mobilité, Migra)on RéorganisaAon du cytosquelede Le Clainche et al, Physiology Rev, 2008

12 II.5 Voies de signalisa)on contrôlant l EMT SIGNALISATION TGFβ EGF/FGF/HGF/IGF1 Wnt EMT MET - - Rôle du microenvironnement dans la régula)on de l EMT Nombreuses voies de signalisa)on impliquées dans la régula)on de l EMT: TGFβ Récepteur à tyrosine kinase (EGF, FGF, HGF, IGF1) Voie Wnt

13 II.5 Voies de signalisa)on contrôlant l EMT 1. La voie de signalisaaon TGFβ TGF Cellules cancéreuses pancréa%ques TGF RII TGF RIII TGF RI TGF RIII cytoplasme SMAD2/3 SMAD4 SMAD2/3 SMAD2/3 SMAD4 noyau SMAD2/3 SMAD2/3 SMAD4 Snail/Slug Zeb1/2 Twist1/2 E-cadhérine Note : voie TGFβ indépendante de SMAD Wang et al., Oncology lejers, 2012

14 II.5 Voies de signalisa)on contrôlant l EMT 2. La voie de signalisaaon des RTK (EGF, FGF, HGF, IGF1 ) GF EGF IGF FGF (...) Cellules cancéreuses de l estomac control +IGF- 1 RAS RAF SOS GRB2 PI3K PIP2 PIP3 PDK1 MEK ERK AKT inh. PI3K noyau Snail/Slug Zeb1/2 Twist1/2 inh. PI3K E-cadhérine Note : autre voie MAPK faisant intervenir P38 ou JNK Li et al., Oncology lejers, 2015

15 II.5 Voies de signalisa)on contrôlant l EMT 3. La voie de signalisaaon Wnt Wnt Frizzled cytoplasme DVL -caténine GSK-3 -caténine AXIN APC dégradation noyau -caténine LEF-1 Snail/Slug Zeb1/2 Twist1/2 E-cadhérine Ghahhari and Babashah, European Journal of Cancer, 2015

16 Associer marqueurs / fonc)ons et étapes de l EMT?? Ac)ne (α- SMA) Claudines / Occludines Collagène de type I et III Collagène de type IV Cytokéra)ne Desmoplakine E- Cadhérine Famille des mir- 200 Fibronec)ne Laminine- 1 Métalloprotéases N- Cadhérine Snail Slug Twist Vimen)ne Zeb Zona Occludens- 1 (ZO- 1) 1. Marqueurs épithéliaux 2. Etapes de l EMT 3. Marqueurs mésenchymateux 4. FoncAons

17 Associer marqueurs / fonc)ons et étapes de la TEM EMT MET Marqueurs épithéliaux E- Cadhérine Zona Occludens- 1 (ZO- 1) Claudines / Occludines Desmoplakine Cytokéra)ne Collagène de type IV Laminine- 1 Famille des mir- 200 Etapes de l EMT Perte d adhésion Changement de forme, migra)on Synthèse de la MEC Dégrada)on de lame basale Régula)on des gènes de la TEM Marqueurs mésenchymateux N- Cadhérine Vimen)ne Ac)ne (α- SMA) Fibronec)ne Collagène de type I et III Métalloprotéases Snail, Slug, Twist, Zeb FoncAons Complexes de jonc)on Cytosquelece Matrice extracellulaire Régula)on expression génique/arn

18 III. Les différents types de transi)on épithélio- mésenchymateuse Il existe 3 types d EMT : w w w Type 1. Embryogenèse Type 2. Régénéra)on )ssulaire / fibrose Type 3. Progression et dissémina)on métasta)que des cancers

19 III. TEM type 1. Embryogenèse Plusieurs vagues successives d EMT pendant le développement embryonnaire Thiery et al., Cell, 2009

20 embryon humain (J16) III.1 TEM type 1. Embryogenèse Exemple 1. La gastrula)on embryon de poulet Nakaya et al., Nature Cell Bio, 2008 w EMT des cellules du mésoblaste au niveau de ligne primi)ve w Changement d expression E- cadhérine (épiblaste) > N- cadhérine (mésoblaste) w Rupture de la membrane basale au niveau de la ligne primi)ve

21 III.2 TEM type 1. Embryogenèse Exemple 1. La gastrula)on vue dorsale embryon de poulet épiblaste Electropora)on d un vecteur codant la GFP ligne primi)ve Acloque et al., Dev. Cell, 2011

22 III.1 TEM type 1. Embryogenèse Exemple 2. Les crêtes neurales Rappel : la neurulaaon plaque neurale J18 Dérivés des crêtes neurales w Neurones, cellules gliales goupère neurale w Mélanocytes w Médullosurrénales J21 w Car)lage / Os tube neural Gammill et al., Nature review, 2003 w Muscle lisse w Adipocytes

23 III.1 TEM type 1. Embryogenèse Exemple 2. Les crêtes neurales SYNDROME DE WAARDENBURG DE TYPE 1 (WS1) Critères diagnos%ques : Anomalie surdite, anomalie de la pigmenta)on Caractérise par une transmission autosomique dominante et par une pigmenta)on hétérogène Incidence de 1/ naissances Descrip%on clinique : Dystropie des canthi internes Anomalie de la pigmenta)on (œil, cheveux, peau) Surdite d origine neurosensorielle (60% des cas) Génotype : 50 muta)ons connues dans le gène PAX3 localisé en 2q37 PAX3 : facteur de transcrip)on

24 III.1 TEM type 1. Embryogenèse Exemple 2. Les crêtes neurales Etude foncaonnelle du gène Pax3 chez la souris La souris Splotch : muta)on spontanée Détec)on de l allèle Pax3 GFP Sp1h/+ +/+ Sp1h/Sp1h hcp:// lab

25 III.2 TEM type 2. Régénéra)on )ssulaire et fibrose 1. Forma)on d un caillot. Inflamma)on 2. Ac)va)on des kéra)nocytes de la couche basale 3. EMT par)elle (jonc)ons adhérentes, desmosomes). Migra)on (cytosquelece) et proliféra)on 4. Remodelage de la MEC (métalloprotéases et synthèse de nouvelle MEC) 5. Différencia)on et recons)tu)on de l épithélium malpighien wound healing in vitro? EMT paraelle et réversible

26 III. TEM type 2. Régénéra)on )ssulaire et fibrose membrane basale complexe de jonc)on Rein Foie Poumon Cœur cellules épithéliales myofibroblastes dépôt excessif de collagène REIN Thiery et al., Cell, 2009

27 III. TEM type 2. Régénéra)on )ssulaire et fibrose membrane basale Moelle osseuse Endothélium complexe de jonc)on TEM cellules épithéliales TEM myofibroblastes dépôt excessif de collagène Fibroblaste intersaael cellule épithéliale

28 III. TEM type 3. Progression et dissémina)on métasta)ques cellule épithéliale hyperplasie tumeur invasive carcinome dysplasie TEM Origines : Anomalies géné)ques/épigéné)ques : Ac)va)on d oncogènes Inac)va)on de gènes suppresseurs de tumeurs tumeur métasta)que CaractérisAques : Proliféra)on anormale Echappement aux mécanismes de sauvegarde Mobilité et invasion

29 III. TEM type 3. Progression et dissémina)on métasta)ques tumeur métasta)que EMT intravasa)on endothélium extravasa)on MET

30 III. TEM type 3. Progression et dissémina)on métasta)ques TWIST : Mul)ples rôles dans la progression cancéreuse nb nodule métasta)que/poumon contrôle 105 ± 14 EMT ProliféraAon si- RNA Twist 14 ± 2 Invasion TWIST Résistance aux drogues MigraAon Métastase Yang et al., Cell, 2004