par Al delbany, Diana 
Président du jury Maenhaut, Carine
Promoteur Parmentier, Marc
Publication Non publié, 2021-09-07
Président du jury Maenhaut, Carine
Promoteur Parmentier, Marc
Publication Non publié, 2021-09-07
Thèse de doctorat
| Résumé : | Chemotactic cytokines, also known as chemokines, direct the migration of leukocytes following their interaction with seven transmembrane domain receptors that are part of the chemokine receptor family (Bachelerie et al., 2014). Chemokines are key players in cancer progression and the regulation of cancer-related inflammation. Atypical chemokine receptors (ACKRs) represent a subset of proteins belonging to the family of chemokine receptors but unable to signal through conventional cascades. ACKRs have recently emerged as important molecular players in health and diseases (Massara et al., 2016). They affect chemokine availability and function and impact many pathophysiological events, including the tumorigenesis process (Sjöberg et al., 2020). Chemerin is a nonchemokine chemoattractant for dendritic cell subsets, macrophages, and natural killer cells (Valérie Wittamer et al., 2003). Chemerin is the natural ligand for the receptors CMKLR1 (ChemR23), GPR1, and CCRL2. Chemerin expression is frequently downregulated in human tumors. The chemerin/CMKLR1 axis has been linked to immunity and inflammation as well as to cancer and angiogenesis. However, the exact function of CCRL2 in physiological and pathological processes remains poorly characterized. CCRL2 shares up to 40% homology with other C-C chemokine receptors in addition to many structural and functional similarities with the family of ACKRs, such as the lack of conventional G protein-mediated signaling and the inability to induce functional responses. CCRL2 is expressed by different cell types, such as endothelial cells and various leukocyte populations, and its expression is strongly upregulated by inflammatory signals. CCRL2 acts as a chemerin presenting molecule to cells expressing functional chemerin receptors (CMKLR1 and possibly GPR1) (Zabel et al., 2008). We have demonstrated that the expression of bioactive chemerin by tumor cells delays the growth of tumors in vivo, and a similar tumor growth delay is observed when chemerin is expressed in the skin of the host mice. In these tumors, the neoangiogenesis process is impaired, resulting in hypoxia, necrosis, and growth delay. A similar phenotype is observed for tumor cells growing in CCRL2 KO mice. In contrast, in a chemical carcinogenesis model (DMBA/TPA), the development of papillomas is accelerated in CCRL2 KO mice. In the present study, we studied the role of chemerin in angiogenesis and further investigated the effect of CCRL2 on the chemerin/CMKLR1 axis in tumorigenesis by testing tumoral cell lines overexpressing or invalidated for CCRL2. Moreover, we investigated whether CCRL2 is involved in the proliferation, migration, clonogenicity, and spheroid formation capacity of B16 melanoma and LLC carcinoma cells. Firstly, our results showed that chemerin exerted a strong anti-angiogenic effect in a bead sprouting assay, whereas we could not detect pro- or antiangiogenic properties of chemerin in various other assays. We demonstrated that the overexpression of CCRL2 significantly inhibited tumor growth in vivo, partially dependant on chemerin/CMKLR1 axis and independent of GPR1 expression. Also we showed that CCRL2 invalidation restored the tumor growth delay observed in CCRL2 KO mice. Importantly, we validated that CCRL2 expression in tumors affected the proportion of blood vessels, and resulted in a larger hypoxic and necrotic areas. CCRL2 expression did not impact the proliferation, migration and clonogenicity of B16 and LLC cells, but it strongly affected the spheroid formation capacity of B16 melanoma cells with a potential effect on the adhesion processes. Taken together, these results indicate that chemerin/CMKLR1/CCRL2 axis is significantly affecting the tumor growth by regulating angiogenesis, and CCRL2 is considered as a negative regulator of tumorigenesis. |
| Les cytokines chimiotactiques, également appelées chimiokines, dirigent la migration des leucocytes suite à leur interaction avec des récepteurs à sept domaines transmembranaires (Bachelerie et al., 2014). Les chimiokines sont des acteurs clés dans la progression du cancer et la régulation de l'inflammation liée au cancer. Les récepteurs atypiques de chimiokines (ACKR) représentent un sous-ensemble de protéines appartenant à la famille des récepteurs de chimiokines mais incapables de signaler via les cascades conventionnelles. Les ACKRs ont récemment été reconnus comme des acteurs moléculaires importants en physiologie et physiopathologie (Massara et al., 2016). Ils affectent la disponibilité et la fonction des chimiokines, et ont un impact sur de nombreux événements physiopathologiques, y compris le processus de tumorigenèse (Sjöberg et al., 2020). La chémérine est une protéine chimioattractante non apparentée aux chimiokines, active sur différentes populations leucocytaires, dont les cellules dendritiques, les macrophages et les cellules natural killer (Valérie Wittamer et al., 2003). La chémérine est le ligand naturel des récepteurs CMKLR1 (ChemR23), GPR1 et CCRL2. L'expression de la chémérine est fréquemment diminuée dans les tumeurs humaines. Le rôle de l’axe chémérine/CMKLR1 a été montré dans l'immunité et l'inflammation ainsi que le cancer et l'angiogenèse. Cependant, la fonction exacte de CCRL2 dans les processus physiologiques et pathologiques reste mal caractérisée. CCRL2 partage jusqu'à 40 % d'homologie avec d'autres récepteurs de C-C chimiokines, en plus de nombreuses similitudes structurelles et fonctionnelles avec la famille des ACKRs, telles que l'absence de signalisation médiée par les protéines G et l'incapacité d’induire des réponses fonctionnelles. CCRL2 est exprimé par différents types cellulaires, tels que les cellules endothéliales et diverses populations de leucocytes, et son expression est fortement augmentée par les signaux inflammatoires. CCRL2 agit uniquement en régulant les concentrations locales de chémérine, et en présentant le ligand à des cellules exprimant des récepteurs fonctionnels de la chémérine (CMKLR1 et potentiellement GPR1) (Zabel et al., 2008). Nous avons démontré que l'expression de la chémérine bioactive par les cellules tumorales retarde la croissance des tumeurs in vivo, et un retard similaire de la croissance tumorale est observé lorsque la chémérine est exprimée dans la peau des souris hôtes. Dans ces tumeurs, le processus de néoangiogenèse est altéré, entraînant une hypoxie, une nécrose et un retard de croissance.Un phénotype similaire de croissance retardée de lignées tumorales est observé chez les souris CCRL2 KO. En revanche, dans un modèle de cancérogenèse chimique (DMBA/TPA), le développement des papillomes est accéléré chez les souris CCRL2 KO. Dans la présente étude, nous avons étudié le rôle de la chémérine dans l'angiogenèse et l'effet de CCRL2 sur l'axe chémérine/CMKLR1 dans la tumorigenèse en testant des lignées cellulaires tumorales surexprimant ou invalidées pour CCRL2. De plus, nous avons étudié si CCRL2 est impliqué dans la prolifération, la migration, la clonogénicité et la capacité de formation de sphéroïdes de cellules tumorales de mélanome B16 et de carcinome pulmonaire (LLC). Premièrement, nos résultats ont montré que la chémérine exerçait un fort effet anti-angiogénique dans un test d’angiogenèse sur billes (bead sprouting assay), alors que nous n'avons pas pu détecter les propriétés pro- ou anti-angiogéniques de la chémérine dans divers autres tests. Nous avons démontré que la surexpression de CCRL2 inhibait significativement la croissance tumorale in vivo, un effet partiellement dépendant de l'axe chémérine/CMKLR1 et indépendant de l'expression de GPR1. Nous avons également montré que l'invalidation de CCRL2 dans les cellules tumorales supprimait le retard de croissance tumorale observé chez les souris CCRL2 KO. Surtout, nous avons validé que l'expression de CCRL2 dans les tumeurs affectait la proportion de vaisseaux sanguins et résultait en des zones hypoxiques et nécrotiques plus grandes. L'expression de CCRL2 n'a pas eu d'impact sur la prolifération, la migration et la clonogénicité des cellules tumorales B16 et LLC, mais elle a fortement affecté la capacité de formation de sphéroïdes par les cellules de mélanome B16 avec un effet potentiel sur les processus d'adhésion cellulaire. En conclusion, notre étude a permis de mettre en évidence les effets inhibiteurs de l'axe chemerin/CMKLR1/CCRL2 sur la croissance tumorale tout en régulant l'angiogenèse, et de montrer que CCRL2 peut être considéré comme un régulateur négatif de la tumorigenèse. |
