– INVADOSOME

La dissémination des cellules tumorales et le processus métastatique dépendent de la capacité des cellules cancéreuses invasives de franchir les barrières tissulaires et de remodeler la matrice extracellulaire. Une des mécanismes majeurs de l'invasion nécessite la dégradation des composants de la matrice extracellulaire par les cellules invasives au niveau des invadopodes. Ces structures spécifiques des cellules invasives correspondent à des sites de réorganisation du cytosquelette d'actine et d'accumulation de MT1-MMP, une métalloprotéase trans-membranaire essentielle à la dégradation de la matrice et au processus invasif. Par conséquent, différents processus cellulaires incluant la protéolyse de la matrice, l'adhésion cellulaire, l'organisation du cytosquelette et le trafic membranaire convergent au niveau de l'invadopode et déterminent les capacités invasives des cellules tumorales. Cependant, nos connaissances des mécanismes qui sous-tendent la formation et l'activité des invadopodes restent extrêmement limitées. Ce projet a pour but de dresser une cartographie précise de l'invadopode tant au niveau de sa composition, de son activité et de sa structure, que de la dynamique de ses composants dans les cellules humaines d'adénocarcinome mammaire MDA-MB-231. Durant les trois dernières années, nous avons impliqué pour la première fois différentes protéines cellulaires dans la formation des invadopodes et dans l'invasion des cellules MDA-MB-231. En particulier, nous avons identifié l'exocyste et la protéine VAMP7, fonctionnant respectivement dans l'arrimage et la fusion des vésicules de transport, comme des composants cellulaires essentiels à l'apport de MT1-MMP aux invadopodes et dans l'invasion. De plus, nos résultats préliminaires mettent en évidence les protéines nucléatrices de l'actine de la famille des formines de type Diaphanous, comme des éléments essentiels du processus de formation des invadopodes. L'un des objectifs principaux de ce projet est de décrire de façon détaillée des mécanismes d'action de ces différentes protéines et de leurs partenaires dans le trafic de MT1-MMP vers l'invadopode, de préciser les coordinations entre ces différentes machineries, et de définir leurs régulations par les GTPases ARF6 et la famille Rho impliquées dans l'invasion. Cette analyse sera étendue à d'autres composants cellulaires, en particulier les microtubules et les moteurs moléculaires. En nous basant sur nos résultats récents connectant ARF6 et JIP3/JIP4, deux protéines d'échafaudage dans la voie JNK, et les moteurs moléculaires kinésine-1 et dynéine/dynactine, nous nous intéresserons au rôle de JNK dans la régulation de la dynamique des invadopodes. Nous proposons de combiner des approches d'invalidation par RNAi, de biochimie, d'imagerie de la cellule vivante et de microscopie électronique afin de définir très précisément la structure et les mécanismes de fonctionnement des invadopodes. Un aspect méthodologique important du projet reposera sur l'utilisation des techniques de microscopie de fluorescence permettant le suivi dynamique des molécules. En particulier, la microscopie TIRF dont nous avons démontré l'intérêt pour la détection et le suivi de la dynamique des protéines invadopodiales sera utilisée afin de préciser les mécanismes de ciblage et d'exocytose des metalloprotéases au niveau des l'invadopodes. Enfin, grâce à une batterie de marqueurs enrichie et de méthodes d'imagerie très résolutives nous définirons l'organisation et l'activité des invadopodes dans les cellules invasives cultivées au sein de matrices tridimensionnelles reconstituées, afin de visualiser les invadopodes en action dans l'environnement natif des cellules tumorales. Ce projet ambitieux qui devrait aboutir à l'identification de nouveaux acteurs du processus invasif et métastatique et à préciser leurs mécanismes d'action durant la biogenèse des invadopodes, pourrait déboucher sur la définition de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles dans le t