Une étude réalisée sur une lignée de glioblastomes humains a permis de montrer que
l’inhibition de CD133 par des oligonucléotides antisens conduit à l’inhibition de la
prolifération de ces cellules. Cependant, le rôle physiologique du marqueur AC133 dans le
maintien de CSCs et leur propriété souche n’a pas été identifié. Nos travaux réalisés sur des
cellules primaires de glioblastomes humains et sur des cellules d’adénocarcinomes de colon
non différenciées Caco-2, exprimant constitutivement AC133 ont contribué à accroitre les
connaissances concernant la régulation et la fonction de AC133 / CD133. Les expériences
menées sur les cellules de glioblastomes humains cultivées à 3% ou 21% O
2ont mis en
évidence que la culture, sous une faible pression en oxygène chronique favorise le maintien
de l’expression AC133 et que la perte d’expression d’AC133 à 21% O2 au sein de ces cellules
associée à une diminution de l’agressivité tumorale. Notre étude a démontré que d’une part,
dans les cellules Caco-2, CD133 est un inhibiteur de l’internalisation de la transferrine un
transporteur du fer et que d’autre part, le fer régule négativement l’expression d’AC133
indiquant un rôle d’AC133 dans le métabolisme du fer.
AC133 est donc une molécule sensible au microenvironnement cellulaire. En plus
d’être régulée par l’hypoxie, l’expression d’AC133 peut être modulée par le glucose, le fer ou
la protéine BMP-4 un régulateur de la différenciation des cellules souches. (Figure 26). Nos
travaux ont contribué à accroitre les connaissances concernant la régulation et la fonction de
AC133 / CD133. Ces résultats ont permis d’initier des essais en cours actuellement afin
d’évaluer l’effet de pO
2sur le métabolisme du glucose dans des cultures de glioblastomes
humains. Dans les glioblastomes, un environnement pauvre en oxygène contribue au maintien
des cellules C133-positives de par l’activation de HIF-1α et de ces cibles, parmi lesquelles
les molécules impliquées dans l’activation de la glycolyse (Wenger et al. 2005). En effet en
absence d’oxygène, la chaine respiratoire est inhibée au profit de la glycolyse pour la
production d’ATPs source d’énergie pour la cellule. Dans ce cas le besoin en fer nécessaire
pour la chaîne respiratoire est plus faible qu’en cas de haute concentration en oxygène. Nous
avons mis ici en évidence que AC133/CD133 est un inhibiteur de l’internalisation de
transferrine, un transporteur du fer. De plus, il a été mis en évidence que CD133 était
également impliqué dans le métabolisme du glucose chez le rat (Yang et al. 2007) et qu’une
inhibition du fonctionnement des mitochondries par déplétion de l’ADN mitochondrial dans
des lignées de glioblastomes humaines entraine une augmentation de l’expression d’AC133
(Griguer et al. 2008). Ainsi l’expression d’AC133 dans les CSCs pourrait contribuer à inhiber
l’internalisation de fer au profit du glucose dans les CSCs et favoriser la mise en place de la
glycolyse et donc le maintien de ces cellules dans un environnement hypoxique. La
diminution de prolifération observée dans des lignées de glioblastomes humains, lors de
l’inhibition de CD133 (Yao et al. 2009) pourrait donc être expliquée par une modification de
l’apport de nutriments nécessaires à la production d’énergie pour les cellules. Afin de
comprendre les mécanismes impliqués dans les différences de croissance tumorales observées
entre les cellules cultivées à 3% et 21% O
2, le devenir du glucose intra cellulaire va être
étudié ainsi que les potentielles interactions entre les transporteurs de glucose et les récepteurs
à la transferrine avec la protéine CD133.
Figure 26 : Modulateurs extrinsèques de l’expression du marqueur de cellules souches
cancéreuses AC133.
L’analyse du rôle de CD133 dans deux études différentes nous a également permis de
démontrer que CD133 ne régule pas seulement l’entrée de la transferrine dans les cellules
Caco-2, mais affecte également l’internalisation des NCLs (Figure 27). Par conséquent,
CD133 n’est pas un inhibiteur spécifique de l’internalisation de la transferrine mais est inclus
dans un mécanisme plus large. Il a été montré que les NCLs de 100nm n’empruntent pas de
voie d’endocytose préférentielle. Toutefois, les NCLs sont également endocytées par la voie
des clathrines (Paillard et al. 2010). CD133 pourrait ainsi être impliquée dans la régulation de
cette voie d’endocytose. La protéine CD133 est localisée dans les protrusions membranaires
liant le cholestérol (Corbeil et al. 2000). Cependant, ces protrusions solubles dans le Triton
X100 sont différentes de celles impliquées dans la pinocytose cavéole-dépendante insoluble
dans ce détergent (Roper et al. 2000). CD133 pourrait ainsi être contenu dans des protrusions
membranaires impliquées dans les mécanismes d’endocytose clathrine-dépendant.
AC133
BMP‐4 (Piccirillo et al., 2006) Acide rétinoïque (Campos et al., 2010)
×pO2(Platet et al., et al., 2009;Bourseau‐Guilmain et al., soumis) Iron (Fe(III)) (Bourseau‐Guilmain et al. soumis)
(Griguer et al., 2008) Rotenone (Griguer et al., 2008) Bromure d’Ethidium
Hypoxie HIF‐1α,
(Platet et al., et al., 2009; Bourseau‐Guilmain et al., submitted)
Hypoxie
AC133
BMP‐4 (Piccirillo et al., 2006) Acide rétinoïque (Campos et al., 2010)
×pO2(Platet et al., et al., 2009;Bourseau‐Guilmain et al., soumis) Iron (Fe(III)) (Bourseau‐Guilmain et al. soumis)
(Griguer et al., 2008) Rotenone (Griguer et al., 2008) Bromure d’Ethidium
Hypoxie HIF‐1α,
(Platet et al., et al., 2009; Bourseau‐Guilmain et al., submitted)