Un rƀle pour l͛inŇammasome, oui, mais pour Ƌuel inŇammasome ͍

Eos résultats obtenus dans un modèle de greīes sLJngéniƋues et orthotopiƋues de cel-lules tumorales ont montré Ƌue l͛absence de la caspase-1 et de S͕ deudž protéines maũeures de l͛inŇammasome͕ réduit la croissance des cellules tumorales mammaires suggérant un rƀle pour l͛inŇammasome dans le souƟen de la croissance tumorale (Įgure 14Ϳ͘

>a présence de nombreudž MWs dans le microenvironnement tumoral͕ tels Ƌue l͛dW sécrété par les cellules endommagées͕ permeƩait d͛envisager l͛acƟvaƟon de l͛inŇammasome E>ZW3 dans les cellules immunitaires inĮltrant la tumeur͘ Eéanmoins͕ nos edžpériences n͛ont pas mis en évidence de rƀle du récepteur E>ZW3 et suggèrent Ƌue͕ dans notre modèle͕ un autre ré-cepteur͕ capable de former l͛inŇammasome͕ favorise la croissance des cellules tumorales mam-maires͘

Warmi ces autres récepteurs de l͛immunité͕ le récepteur /M2 détecte l͛E présent dans le cLJtosol et conduit à la formaƟon de l͛inŇammasome (ƺrcŬstƺmmer et al͕͘ 2ϬϬ9͖ &er-nandes-lnemri et al͕͘ 2ϬϬ9͖ ,ornung et al͕͘ 2ϬϬ9Ϳ͘ džprimé par de nombreudž tLJpes cellulaires͕ /M2 est notamment connu pour empġcher le développement de cancers du colon indépen-damment de l͛inŇammasome (tilson et al͕͘ 2Ϭ15Ϳ͘ n eīet͕ l͛absence d͛/M2͕ dans des modèles

122

-murins de cancers induits͕ augmente le nombre de polLJpes et le risƋue de cancers colorectaudž (tilson et al͕͘ 2Ϭ15Ϳ͘ ͛autre part͕ les études sur /M2 l͛associent également à une détecƟon en-dogène de l͛E abouƟssant à la mort des cellules anormales (hen et al͕͘ 2ϬϬϲ͖ >iu et al͕͘ 2Ϭ15Ϳ͘ Son rƀle au sein des cellules immunitaires au cours de la progression tumorale reste obscur͘ e-pendant͕ l͛E relargué par les cellules endommagées au sein de la tumeur peut conduire à la formaƟon de l͛inŇammasome /M2 au sein des cellules immunitaires abouƟssant à l͛acƟvaƟon de la caspase-1 (JaŬobs et al͕͘ 2Ϭ15͖ SchaƩgen et al͕͘ 2Ϭ1ϲͿ Ƌui͕ dans notre cas͕ pourrait parƟciper au souƟen de la croissance tumorale mammaire͘ >͛étude de la croissance tumorale des cellules 4d1 au sein de souris >ͬc déĮcientes pour /M2 permeƩrait de déterminer le rƀle de cet inŇammasome dans notre modèle͘ >es souris AIM2 <K sous fond >ͬc n͛edžistant pas à notre connaissance͕ il faut dans un premier temps les dériver sous ce fond généƟƋue͘

>e récepteur E>Z4 est peu probablement impliƋué dans le phénotLJpe Ƌue nous obser-vons͘ omme /M2͕ E>Z4 est notamment connu pour son rƀle protecteur dans le cas d͛appa-riƟon de cancers colorectaudž chenj la souris lorsƋu͛il est edžprimé par les cellules épithéliales (,u et al͕͘ 2Ϭ1ϬͿ͘ e plus E>Z4 est connu pour détecter des WMWs associés audž sLJstèmes de sécré-Ɵons des bactéries et non à des MWs (sance͕ 2Ϭ15Ϳ͘ nĮn͕ l͛inŇammasome E>Z4 possède un domaine Z permeƩant une interacƟon directe avec la caspase-1 Ƌui suggère un rƀle moins important de S dans la formaƟon de cet inŇammasome͘ >͛ensemble de nos données et les connaissances actuelles sur E>Z4 écartent pour l͛instant un rƀle de ce récepteur dans le souƟen de la croissance tumorale mammaire͘

>͛inŇammasome E>ZW1b pourrait présenter un intérġt parƟculier dans ce modèle de croissance tumoral͘ n eīet͕ comme précisé dans la parƟe précédente͕ E>ZW1b peut ġtre acƟvé lors d͛une diminuƟon trop importante de l͛dW intracellulaire͕ un phénomène Ƌui peut se pro-duire en absence d͛odžLJgène͕ empġchant la phosphorLJlaƟon odžLJdaƟve͕ ou lors d͛une privaƟon en glucose (havarrşa-Smith and sance͕ 2Ϭ15Ϳ͘ >a diminuƟon de la concentraƟon en odžLJgène ou en glucose dans le microenvironnement peut ġtre la conséƋuence d͛une croissance edžcessive observée au cours de la progression tumorale͕ permeƩant de suggérer l͛acƟvaƟon de l͛inŇamma-some E>ZW1b dans les cellules immunitaires inĮltrantes͘ ependant͕ comme nous l͛avons montré précédemment dans notre étude sur E>ZW1b͕ l͛acƟvaƟon de l͛inŇammasome E>ZW1b n͛est pas dépendante de S in vivo͕ ce Ƌui ne permet donc pas d͛edžpliƋuer l͛impact de l͛absence de S sur la croissance des cellules 4d1͘ >͛étude de la croissance des cellules 4d1 dans des souris >-ͬc déĮcientes pour E>ZW1b permeƩrait néanmoins de déterminer avec précision le rƀle de cet inŇammasome dans le souƟen de la croissance tumorale mammaire͘

nĮn͕ un rƀle pour le récepteur E>ZW3 n͛est pas totalement à écarter dans notre modèle͘ n eīet͕ son acƟvité pourrait ġtre suppléée par un autre récepteur tel Ƌue /M2͘ >a progression tumorale provoƋue l͛appariƟon de nombreudž MWs dans le microenvironnement Ƌui peuvent

Figure 14 ͗ Modèles suggérés de souƟen de la croissance tumorale par l͛inŇammasome

(Ϳ >a croissance des cellules 4d1 dans la glande mammaire est ralenƟe par l͛acƟvité anƟ-tumorale des cellules E<͘ sia l͛acƟvaƟon de l͛inŇammasome dans les cellules immunitaires présentes dans le microen-vironnement͕ la sécréƟon de cLJtoŬines provoƋue une modiĮcaƟon de l͛acƟvité des cellules E<͕ favorisant ainsi la croissance tumorale͘ ans ce modèle͕ il reste à déterminer Ƌuel inŇammasome est responsable de l͛acƟvaƟon de la caspase-1 dans les cellules immunitaires ainsi Ƌue le rƀle des cLJtoŬines régulées par l͛inŇammasome (entre autres />-1ɴ et />-18Ϳ͘

(Ϳ Un second modèle d͛acƟvaƟon peut ġtre imaginé dans leƋuel l͛inŇammasome pourrait ġtre directe-ment acƟvé dans les cellules E< provoƋuant leur anergie vis à vis des cellules tumorales͘

124

-acƟver diīérents inŇammasomes connus et mġme encore inconnus͘ /l est donc possible Ƌu͛un phénomène de redondance nous empġche de comprendre le rƀle du récepteur E>ZW3 dans le souƟen de la croissance tumorale mammaire (&igure 14Ϳ͘

B. De Ƌuelle manière l͛inŇammasome régule-t-il l͛acƟǀité immunitaire

an-Ɵ-tumorale ͍

a. Yuelles sont les cellules ă l͛origine de l͛acƟǀaƟon de l͛inŇammasome ͍

omme nous l͛avons vu précédemment͕ l͛inŇammasome et ses composants sont edžpri-més par de nombreudž tLJpes cellulaires͘ u sein de la glande mammaire par edžemple͕ les cellules épithéliales mais également les adipocLJtes peuvent edžprimer la caspase-1 et induire le clivage de l͛/>-1ɴ (irat et al͕͘ 2Ϭ11Ϳ͘ ans le cadre du cancer du sein͕ les adipocLJtes en contact avec des cel-lules tumorales produisent une grande ƋuanƟté de cLJtoŬines telles Ƌue l͛/>-1ɴ͕ l͛/>-ϲ et le dE&-ɲ (irat et al͕͘ 2Ϭ11Ϳ͘ e plus͕ la co-culture d͛adipocLJtes et des cellules tumorales 4d1 sƟmulent le potenƟel métastaƟƋue des 4d1 in vivo͘ Wour déterminer Ƌuel comparƟment cellulaire edžprimant l͛inŇammasome est responsable du retard de la croissance tumorale chenj les souris caspase-1 <K͕ nous avons donc étudié la croissance tumorale au sein de souris chimériƋues pour leur sLJs-tème hématopoŢéƟƋue͘ >es résultats de nos edžpériences ont permis de conclure Ƌue l͛absence de la caspase-1 dans les cellules du sLJstème hématopoŢéƟƋue͕ réduit la croissance des cellules 4d1 in vivo͘ eƩe observaƟon nous permet d͛éliminer les cellules épithéliales et les adipocLJtes comme source de l͛acƟvaƟon de la caspase-1 et montre Ƌue l͛inŇammasome͕ edžprimé par les cellules immunitaires͕ favorise la croissance des cellules tumorales mammaires (Įgure 14Ϳ͘

n revanche͕ la caspase-1 est edžprimée par de nombreudž tLJpes de cellules immunitaires (ManŬan et al͕͘ 2Ϭ12͖ Miao et al͕͘ 2Ϭ11͖ KsuŬa et al͕͘ 2Ϭ12͖ tinŬler and ZƂsen-tolī͕ 2Ϭ15Ϳ͘ /l est donc diĸcile de spéculer sur le tLJpe cellulaire responsable du souƟen de la croissance tumorale͘ >es études de &͘ 'hiringhelli ont permis de montrer Ƌue l͛acƟvaƟon de l͛inŇammasome dans les cellules dendriƟƋues favorisent la réponse anƟ-tumorale après des traitements chimio thérapeu-ƟƋues ('hiringhelli & et al͘ 2ϬϬ9Ϳ͘ ͛autres travaudž du mġme groupe ont également montré Ƌue l͛acƟvaƟon de l͛inŇammasome dans les cellules mLJéloŢdes suppressives après un autre tLJpe de traitement chimio thérapeuƟƋue provoƋue la libéraƟon d͛/>-1ɴ Ƌui͕ en agissant sur les lLJmpho-cLJtes d 4͕ induit la producƟon d͛/>-17 et favorise ainsi l͛angiogenèse et la croissance tumorale (ruchard M et al 2Ϭ12Ϳ͘ Selon le tLJpe de cellules immunitaires Ƌui edžprime l͛inŇammasome͕ il semble donc Ƌu͛il puisse avoir un rƀle pro- ou anƟ-tumoral͘ n rapprochant ces données de la liƩérature à nos edžpériences͕ on peut supposer Ƌue le souƟen de la croissance tumorale soit lié à l͛acƟvaƟon de l͛inŇammasome dans des cellules telles Ƌue les MS͘

l͛inŇamma-some ͍

u cours de l͛étude du microenvironnement tumoral͕ nous avons observé une modiĮ-caƟon du recrutement de neutrophiles dans les tumeurs des souris caspase-1 et ASC <K͘ es cellules͕ caractérisées par une forte edžpression de >LJϲ'͕ sont parƟculièrement moins recrutées dans le microenvironnement tumoral en absence de caspase-1͕ S mais également de E>ZW3͘

ien Ƌue nous n͛aLJons pas étudié leurs caractérisƟƋues in vitro͕ il est tentant de rappro-cher ces cellules des cellules mLJéloŢdes suppressives (MSͿ fréƋuemment retrouvées dans le microenvironnement tumoral͘ onsidérées comme des cellules n͛aLJant pas totalement terminé leur diīérenciaƟon͕ les MS peuvent inhiber la réponse anƟ-tumorale et favoriser la croissance des cellules cancéreuses de diverses manières͘ ͛une part͕ les MS sont capables d͛edžprimer simultanément EKS2 et Z'1 permeƩant d͛induire l͛anergie des cellules d 8 et E<͕ leur apop-tose et mġme d͛altérer la reconnaissance du M,/ par le dZ ('allina et al͕͘ 2ϬϬϲ͖ Eagaraũ and 'abrilovich͕ 2ϬϬ7͖ Kchoa et al͕͘ 2ϬϬ7Ϳ͘ ͛autre part͕ les MS sƟmulent l͛angiogenèse via la sé-créƟon de nombreuses molécules telles Ƌue le s'& et MMW-9 (zang et al͕͘ 2ϬϬ4Ϳ favorisant ainsi l͛odžLJgénaƟon de la tumeur et son invasion (u et al͕͘ 2ϬϬ8͖ SevŬo and UmansŬLJ͕ 2Ϭ13Ϳ͘ nĮn͕ l͛edžposiƟon à la membrane du d'&-ɴ1 par les MS provoƋue une baisse de la cLJtotodžicité͕ de l͛edžpression de E<'2 et de la producƟon d͛/&E-ɶ des cellules E< (>i et al͕͘ 2ϬϬ9Ϳ͘

e nombreuses études ont montré Ƌue l͛/>-1ɴ ũoue un rƀle dans la proliféraƟon et le re-crutement des MS sur le site tumoral (unt et al͕͘ 2ϬϬ7͖ lŬabets et al͕͘ 2Ϭ1Ϭ͖ du et al͕͘ 2ϬϬ8Ϳ͘ Wlus précisément͕ les MS sont recrutées de manière moins importante au sein de tumeurs de souris NLRP3 <K par rapport à des souris td (van eventer et al͕͘ 2Ϭ1ϬͿ͘ ans une étude de tu-meurs mammaires͕ S͘<͘ unt et collègues ont également montré Ƌue la suredžpression d͛/>-1ɴ par les cellules 4d1 favorise le recrutement de MS dans les tumeurs Ƌui souƟennent la progression tumorale (unt et al͕͘ 2ϬϬ7Ϳ͘ e la mġme manière͕ nos données suggèrent Ƌue l͛inŇammasome͕ via S͕ la caspase-1 et E>ZW3͕ favorise le recrutement des MS͕ potenƟellement via la sé-créƟon d͛/>-1ɴ͘ /l est toutefois important de noter Ƌue la diminuƟon du recrutement des MS n͛est pas suĸsante pour provoƋuer une réducƟon de la croissance tumorale dans notre modèle͘ n eīet͕ alors Ƌu͛elle corrèle avec une diminuƟon de la croissance tumorale mammaire dans les souris caspase-1 et ASC <K͕ la diminuƟon du recrutement des MS dans les souris NLRP3 <K n͛a pas d͛impact sur la croissance des cellules 4d1 par rapport audž souris td͘ /l semblerait donc Ƌue la présence ou l͛absence des MS au sein du microenvironnement tumoral ne soit pas directe-ment liée à la réducƟon de la croissance tumorale observée dans les souris caspase-1 et ASC <K dans notre étude͘ ependant et aĮn de comprendre le rƀle des MS dans notre modèle͕ il serait intéressant d͛observer la croissance tumorale au sein de souris͕ de diīérents génotLJpes͕ dans lesƋuelles ceƩe populaƟon cellulaire aura été éliminée préalablement via l͛uƟlisaƟon d͛anƟcorps

12ϲ

-Kutre leur impact sur la tumeur primaire͕ les MS sont également décrits pour favoriser l͛appariƟon de métastases͕ notamment pulmonaires (unt et al͕͘ 2ϬϬϲ͖ hoǁ et al͕͘ 2Ϭ12Ϳ͘ >e modèle 4d1 provoƋuant l͛appariƟon de métastases pulmonaires͕ il sera intéressant d͛observer le nombre de métastases présentes chenj les souris td ou déĮcientes pour l͛inŇammasome͘

c. L͛inŇammasome inhibe l͛acƟǀité anƟ-tumorale des cellules NK

n ciblant les cellules anormales de notre organisme pour les éliminer par des mécanismes décrits dans l͛introducƟon de ce manuscrit͕ les cellules E< ont un très fort potenƟel anƟ-tumoral (sivier et al͕͘ 2Ϭ12Ϳ͘ >a présence de cellules E< dans le microenvironnement est également un facteur de bon pronosƟc dans les cancers du poumon (sillegas et al͕͘ 2ϬϬ2Ϳ͕ colorectaudž (oca et al͕͘ 1997Ϳ ou mġme du sein (mens͕ 2Ϭ12Ϳ͘

u cours de la progression tumorale des cellules 4d1͕ les cellules E< parƟcipent à la ré-ponse immunitaire anƟ-tumorale comme nous l͛avons observé via l͛inũecƟon d͛anƟcorps déplé-tant͘ Eous avons également observé une augmentaƟon signiĮcaƟve du nombre de cellules E< dans le microenvironnement tumoral en absence de la caspase-1 et de S͕ corrélant avec une diminuƟon de la croissance des cellules tumorales͘ e plus͕ la dépléƟon des cellules E<͕ par inũecƟon d͛anƟcorps dans les souris caspase-1 <K͕ supprime le retard de croissance des cellules 4d1 observé auparavant dans ces souris par rapport audž souris td͘ nĮn͕ alors Ƌue l͛absence de E>ZW3 provoƋue une diminuƟon du recrutement des MS͕ les tumeurs des souris NLRP3 <K ne présentent pas d͛augmentaƟon de cellules E< permeƩant d͛envisager un rƀle des E< dans le ralenƟssement de la croissance tumorale observée chenj les souris ASC et caspase-1 <K͘ >a mo-dulaƟon du nombre de cellules E< au sein des tumeurs des diīérents génotLJpes de souris peut ġtre due à une modiĮcaƟon de leur recrutement͕ à un eīet sur leur proliféraƟon ou encore à une diminuƟon de leur mortalité͘ >a prostaglandine 2 (W'2Ϳ est un médiateur important de l͛in-ŇammaƟon fréƋuemment observé dans le microenvironnement tumoral mammaire (SchreLJ and Watel͕ 1995Ϳ et dont la sLJnthèse peut notamment ġtre régulée par l͛/>-1ɴ (,ou et al͕͘ 2Ϭ11͖ Wang and <nodž͕ 1997Ϳ͘ e manière intéressante͕ la W'2 favorise la croissance de tumeurs mammaires via le recrutement de MS (Sinha et al͕͘ 2ϬϬ7Ϳ et provoƋue également l͛arrġt de la proliféraƟon et l͛apoptose des cellules E< dans le cas de cancers gastriƋues (>i et al͕͘ 2Ϭ1ϲͿ͘ e manière plus générale͕ la W'2 est un inhibiteur de l͛acƟvité cLJtotodžiƋue des cellules E< (<alinsŬi͕ 2Ϭ12Ϳ͘ ans notre modèle͕ l͛inŇammasome pourrait͕ via la sécréƟon de l͛/>-1ɴ͕ induire la producƟon de W'2 responsable de la mort des cellules E< dont la proliféraƟon et la survie seraient restaurées par l͛absence d͛un des composants de l͛inŇammasome dans les souris ASC et caspase-1 <K͘

n plus de l͛augmentaƟon de leur recrutement͕ l͛étude de diīérents marƋueurs des cel-lules immunitaires inĮltrant les tumeurs nous a permis de montrer Ƌue l͛absence de la caspase-1 et de S favorise l͛edžpression de marƋueurs d͛acƟvaƟon par les cellules E< tels Ƌue E<'2͕ la

grannjLJme  ou 98͘ >͛ensemble de ces données suggère donc Ƌue l͛inŇammasome͕ indépen-damment du récepteur E>ZW3͕ perturbe l͛acƟvaƟon et le recrutement des cellules E< dans le microenvironnement tumoral mammaire et favorise ainsi la croissance des cellules 4d1͘

henj l͛humain͕ il est intéressant de noter Ƌue le microenvironnement tumoral provoƋue une modiĮcaƟon de l͛acƟvité des cellules E<͘ War edžemple͕ les cellules E< inĮltrant les cancers pulmonaires non à peƟtes cellules (ES>Ϳ ont un phénotLJpe altéré et présentent une moins bonne capacité à sécréter de l͛/&E-ɶ ainsi Ƌu͛une dégranulaƟon défectueuse (remer et al͕͘ 2Ϭ12͖ Wlatonova et al͕͘ 2Ϭ11Ϳ͘ e la mġme manière͕ les cellules E< présentes dans le microenvironne-ment de cancer du sein edžhibent un plus faible marƋuage des récepteurs acƟvateurs tels Ƌue E<'2 ou E<p3Ϭ et une augmentaƟon de l͛edžpression de récepteurs inhibiteurs tels Ƌue E<'2 (Mamessier et al͕͘ 2Ϭ11a͕ 2Ϭ11bͿ͘ es données tendent à montrer Ƌue le microenvironnement tumoral modiĮe le foncƟonnement biologiƋue des cellules E< et inhibe leur acƟvité anƟ-tumo-rale (&igure 14Ϳ͘ >es mécanismes provoƋuant ceƩe modiĮcaƟon sont encore mal compris et nos résultats permeƩent de proposer l͛inŇammasome comme un régulateur négaƟf de l͛acƟvité des cellules E< dans le microenvironnement tumoral mammaire͘ n eīet͕ nous montrons Ƌue͕ plus Ƌu͛une simple modiĮcaƟon du recrutement des cellules E<͕ l͛absence de la caspase-1 provoƋue également une amélioraƟon du phénotLJpe anƟ-tumoral des cellules E< avec une meilleure sé-créƟon de l͛/&E-ɶ en réponse à divers sƟmuli in vitro͘

/l reste cependant à comprendre de Ƌuelle manière S͕ la caspase-1 ou l͛inŇammasome en général͕ perturbent le foncƟonnement des cellules E< dans le microenvironnement tumo-ral͘ omme précisé précédemment͕ les MS parƟcipent à la croissance tumorale en inhibant l͛acƟvité anƟ-tumorales des lLJmphocLJtes d et des cellules E<͘ >͛observaƟon du phénotLJpe des cellules E< dans les diīérents génotLJpes de souris déplétées pour les MS nous permeƩra de comprendre le rƀle des MS dans l͛inhibiƟon de l͛acƟvité anƟ-tumorale des cellules E< dans notre modèle͘

͛un autre cƀté͕ il edžiste également des études suggérant un rƀle pro-tumoral pour l͛/>-18͕ une cLJtoŬine régulée par l͛inŇammasome͕ Ƌui s͛accorderait avec nos observaƟons͘ n eīet͕ dans des études de modèles de cancers murins͕ l͛/>-18 accroit l͛edžpression de W-1͕ un récepteur inhibiteur͕ par les cellules E< provoƋuant une baisse de la réponse anƟ-tumorale (derme et al͕͘ 2Ϭ11Ϳ͘ >͛inhibiƟon de l͛/>-18 via l͛/>-18W ou des mécanismes de silencing permet de restaurer͕ dans ce cas͕ l͛immunosurveillance et la réponse anƟ-tumorale médiée par les cellules E< (derme et al͕͘ 2Ϭ12Ϳ͘ ans notre modèle͕ l͛absence de la caspase-1 pourrait provoƋuer une diminuƟon de l͛/>-18 dans le microenvironnement tumoral et ainsi diminuer leur edžpression de W-1͘

es données dans le cancer du poumon chenj l͛humain montrent Ƌue la perte de récep-teurs à la surface des cellules E<͕ recrutées dans le microenvironnement tumoral͕ n͛est pas liée à une diminuƟon de la transcripƟon et de l͛ZEm de ces récepteurs ('illard-ocƋuet et al͕͘ 2Ϭ13Ϳ͕

128

-suggérant un rƀle du microenvironnement dans la modiĮcaƟon de la localisaƟon des récepteurs au sein des cellules E<͘ e la mġme manière͕ nous pourrions déterminer si l͛absence de la cas-pase-1 provoƋue une modiĮcaƟon de la transcripƟon des récepteurs acƟvateurs ou une modiĮ-caƟon de leur localisaƟon au sein de la cellule͘

nĮn͕ une dernière hLJpothèse est envisageable selon laƋuelle les cellules E<͕ elles-mġmes͕ edžprimeraient les composants de l͛inŇammasome et Ƌue leur acƟvaƟon en leur sein provoƋuerait une modiĮcaƟon de leur acƟvité en régulant la localisaƟon des récepteurs acƟva-teurs au sein de la cellule͕ en modiĮant leur programme transcripƟonnel ou mġme en induisant