1.1 Identification des cellules CRIM
1.1.3 Identification d’une « Side Population » enrichie en cellules CRIM
L’existence d’une « Side Population » (SP) est décrite par la présence de cellules possédant la particularité d’effluer des colorants lipophiles. Les cellules SP ont été identifiées pour la première fois en 1996 par Goodell en utilisant le colorant Hoechst 33342 (Goodell et al. 1996). Le colorant Hoechst 33342 se fixe à l'ADN et permet donc d’analyser les phases d’un cycle cellulaire. La détection simultanée des spectres d'émission du Hoechst 33342 dans le rouge et le bleu montre un gradient d'intensité du colorant qui permet de visualiser une sous-population dite SP. Initialement étudiée dans la moelle osseuse, cette sous-population a été décrite comme enrichie en cellules souches même si cela reste controversé. Très tôt, les transporteurs ABC et notamment ABCB1 et ABCG2 ont été associés à ce phénotype. Ainsi, ABCB1 est capable d’éffluer le colorant Hoechst 33342 et son inhibition par le vérapamil conduit à une disparition de la population SP. De même, la protéine ABCG2 pourrait être impliquée dans ce phénotype. Pourtant la corrélation n’est pas parfaite puisque dans la moelle osseuse, ABCB1 est exprimé dans 65% des cellules alors que seulement 0,1% présentent un caractère SP (pour revue Hadnagy et al. 2006).
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Une étude sur des cellules de mélanome murin (B16F10) a montré qu’une population SP est visualisable et que ces cellules sont plus clonogéniques que le reste de la population. Dans des conditions de culture sans sérum, les cellules SP sont capables de proliférer sous forme de sphères tandis que la population restante périclite dans les mêmes conditions de culture. Ces cellules SP sont également plus tumorigènes que les non SP dans un modèle de souris C57BL/6. Elles sont aussi plus résistantes à la vincristine que les cellules non-SP de façon corrélée à une expression plus importante d’ABCG2. Enfin, ces cellules contiennent plus de cellules positives pour les marqueurs CD133, CD44 et CD24 que les cellules non SP (Dou et al. 2009).
Une side-population définie sur la base du faible marquage par le colorant Hoechst 33342 et disparaissant sous l'effet du vérapamil, a également été mise en évidence sur des lignées de mélanomes humains. Cette sous-population caractérise des cellules de très petite taille et présentant un taux de prolifération réduit ainsi q'une plus grande capacité à se maintenir en culture par rapport à des cellules de plus grande taille. Les cellules SP sont également plus tumorigènes que les cellules non SP dans un modèle de souris nude (Grichnik et al. 2006).
Une seconde étude sur des cellules de mélanome humain confirme la présence d'une population SP. La proportion de ces cellules apparaît augmentée lorsque les cellules sont cultivées en 3D. Les transporteurs ABCG2 et ABCB1 ne semblent pas impliqués dans ce phénotype. Cependant, ABCB5 est plus exprimé dans les cellules SP par rapport aux cellules non SP. (Fukunaga-Kalabis et al. 2010).
F
Figure 25 : Le modèle des cellules CRIM apporte une explication à la chimiorésistance et à la récidive tumorale
Le modèle des cellules souches cancéreuses propose que les cellules CRIM possèdent la capacité de réguler à la fois la prolifération et également de contrôler leur micro-environnement en agissant sur la neo-angiogenèse et la modulation de la réponse immune. Ce modèle prête également aux cellules CRIM des propriétés de résistance à le chimiothérapie par des propriétés propres aux cellules souches somatiques.
Cellule inflammatoire
Prolifération Angiogenèse Immuno-modulation
Chimiorésistance
Tumeur hétérogène Sélection des cellules CRIM
Rechute tumorale Survie des cellules
CRIM
chimiothérapie
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1.2Le modèle des cellules CRIM permet d'apporter une explication à
la chimiorésistance
Selon le modèle des cellules souches cancéreuses, seule une faible proportion de cellules cancéreuses possède la capacité d'assurer la progression tumorale. Ces cellules présenteraient un caractère indifférencié associé à un potentiel de différenciation, de prolifération et d'auto-renouvellement leur permettant de produire un grand nombre de cellules filles formant la masse tumorale. Les cellules souches tumorales posséderaient également la capacité de contrôler leur micro-environnement en favorisant notamment l'angiogenèse tumorale ou en inhibant la réponse immunitaire anti-cancéreuse (Frank et al. 2011 ; Schatton et al. 2010). De façon comparable aux cellules souches saines qui sont très résistantes à toutes sortes de dommages environnementaux, cette sous-population semble également être plus résistante à la chimiothérapie (figure 25). Cette plus grande résistance serait associée avec un état de quiescence, une plus grande expression des voies de réparation de l'ADN et des transporteurs ABC ainsi qu'une résistance à l'apoptose. Ces différentes caractéristiques leur permettent de survivre sélectivement à la chimiothérapie et de conserver leur potentiel à reformer une tumeur ou une métastase (figure 25) (pour revue Ma et al. 2010a ; Zabierowski et al. 2008; Girouard and Murphy 2011).
Même si aucune donnée expérimentale n’est aujourd’hui en mesure de le confirmer, le modèle des cellules CRIM pourrait donc décrire une sous-population cellulaire aux caractéristiques agressives et résistantes qui pourraient être la source de la récidive du mélanome en clinique. Dans d’autres modèles tumoraux, des transporteurs ABC ont été impliqués dans ce phénotype et dans le cas du mélanome, le transporteur ABCB5 a notamment été mis en lumière.
Figure 26 : Les différentes isoforme d'ABCB5
Le gène ABCB5 possède différents transcripts. Les quatre isoformes numérotées de 1 à 4 sont potentiellement codantes. Parmi les deux isoformes non codantes, une ne possède pas de cadre de lecture ouvert (ORF) (en gris) et une est éliminée par le système de dégradation des ARNs non-sens (en orange). Les ORF sont en noires et les zones non codantes en gris. Les identités de séquence sont soulignées en vert.
Isoforme 1
5401bp
Isoforme 2 (beta)
Isoforme 3 (alpha)
Isoforme 4
4375bp
2247bp
1724bp
193 919 4375 2247 1724 1219 5401 528 193 919 193 918Isoforme ne contenant
pas d’ORF
Isoforme dégradée
673bp
2204bp
673 220420.66Mb
20.68Mb
20.70Mb
20.72Mb 20.74Mb
20.76Mb
20.78Mb
Brin codant
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