Do defects in the nematic ordering of cancer-associated fibroblasts influence cancer cell invasion ?
Est-ce que les défauts dans l'alignement nématique des fibroblastes associés au cancer influence l'invasion cancéreuse ?
par Cécile JACQUES sous la direction de Danijela VIGNJEVIC
Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et structurale et biochimie, biophysique moléculaire
ED 474 Frontières de l'Innovation en Recherche et Education

Soutenue le vendredi 14 octobre 2022 à Université Paris Cité

Sujets
  • Cancer -- Caractère envahissant
  • Fibroblastes associés au cancer
  • Fibronectines
  • Matrice extracellulaire

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Mots clés
Fibroblastes associés au cancer, Ordre nématique, Invasion cancéreuse, Fibronectine
Resumé
Au stade pré-invasif, la tumeur est séparée du stroma adjacent par la membrane basale. Juste en dessous, se trouve un réseau de fibroblastes associés au cancer (CAFs), les principaux producteurs et remodeleurs de la matrice extracellulaire (ECM). En enveloppant la tumeur, les CAFs créent une barrière physique empêchant l'invasion cancéreuses. Cependant, les CAFs aident également l'invasion cancéreuse en remodelant mécaniquement l'ECM. De par leur forme allongée, les CAFs s'alignent spontanément le long de leur grand axe dans un ordre nématique. L'ordre nématique est intrinsèquement lié aux défauts topologiques, là où des régions alignées dans différentes directions se rencontrent. Les défauts les plus courants sont les +1/2 ressemblant à des comètes et les -1/2 ressemblant à des triangles. Nous supposons que, alors que les CAFs ordonnés nématiquement forment une capsule empêchant l'invasion cancéreuse, les défauts dans l'ordre nématique peuvent représenter des points faibles d'où les cellules cancéreuses s'échappent. En utilisant la microscopie à force de traction et de contrainte couplées à des films de la couche de CAFs, nous avons constaté que les défauts sont stationnaires et caractérisés pat une densité cellulaire et d'ECM inférieures. Les cartes de force suggéraient deux stratégies d'invasion différentes : 1) l'extrusion des CAFs aux comètes pouvant entraîner la réorientation de l'ECM, et 2) le pincement des cellules cancéreuse aux triangles pouvant créer des trous. Les CAFs formaient des unités supracellulaires pour transmettre des forces à travers des fibres d'actine sur plusieurs cellules jointes par de la fibronectine. Le dépôt de fibronectine sur le substrat fixait également l'ordre nématique initial, conduisant à la stabilité des défauts. Les données préliminaires des tests d'invasion montraient que l'invasion cancéreuses semblait se produire principalement au niveau des défauts. Ensemble, ces données suggèrent que les défauts sont les points faibles de la barrière CAFs/ECM.