Signalisation calcique dans les glioblastomes multiformes : associer l’oncologie et la neurogenèse avec la biologie synthétique et l’imagerie pour relier signalisation calcique et caractère-souche neural. – calciumGlioStem

Nous avons un système de culture fiable qui permet pour des GiCs le passage prolifération quiescence.
Nous avons construit différentes sondes luminescentes (aequorine) permettant de visualiser le ca2+. Ces sondes peuvent être adressées au cytoplasme, à la mitochondrie et au golgi.
Nous avons mesuré l'homéostasie Ca2+ dans différentes conditions en stimulant les SOCE.
Nous avons obtenu les première lignées de poissons transgéniques exprimant un indicateur Ca2+. Nous développons des lignées de poissons transgéniques développant des tumeurs cérébrales.
Afin de modéliser la signalisation Ca2+ dans le glioblastome nous avons développé une application informatique permettant de prendre en compte les différents paramètres.

Tâche 2
Sur notre système de culture nous avons montré une différence d'homéostasie Ca2+ entre les cellules TG01 en auto renouvellement ou en quiescence
L'homéostasie est contrôlée par la mitochondrie
Les récepteurs IP3 sont impliqués.Le 2APB bloque le passage en quiescence.
la morphologie des mitochondries est différentes entre cellules en auto renouvellement et en quiescence. Nous avons commencé à caractériser les canaux impliqués.
Nous avons obtenu des lignées transgéniques de poissons zèbre exprimant un marqueur Ca2+ fluorescent.
Un algorithme a été développé pour détecter les gènes exprimés spécifiquement dans les glioblastomes
(plus de détails dans la rédaction anglaise)

Task2 1ère partie
Le calendrier est respecté
Nous allons caractériser les différents canaux Ca2+ dans la transition auto renouvellement/quiescence
préciser le rôle du 2APB dans le blocage de la quiescence
Ecriture d'un article
Implication fonctionnelle du Ca2+. Blocage des différentes cibles par ShRNA
Task 2, 2ème partie
Analyse du Ca2+ toolkit sur les neurosphères dérivées du poisson zèbre
lignée transgénique de poisson zèbre produisant des tumeurs cérébrales.
task 4
Construction de modèles rendant compte ds résultats obtenus dans la task2

(plus de détails dans la rédaction anglaise)

Publications
Noémie Robil, Fabien Petel, Marie-Claude Kilhoffer and Jacques Haiech (2015) Glioblastoma and Calcium signalling. Analysis of the calcium toolbox expression. Int. J. Dev. Biol (in press)

Active participation in scientific meetings
Jacques Haiech : Calcium signaling in normal and cancer stem cells : different languages for different fates (invited speaker) 13th International meeting of the European Calcium Society, Aix en Provence, September 13-17, 2014

Francisco Aulestia : Cancer stem cells: Ca2+ influx through store operated Ca2+ channels. 13th International meeting of the European Calcium Society, Aix en Provence, September 13-17, 2014

Catherine Leclerc : Characterization of the Ca2+ signatures in cancer stem cells from glioblastoma multiforme (invited speaker) 6th European Calcium Society workshop Calcium and Cell Fate, Seillac France June 21--24 2015

Marc Moreau, Catherine Leclerc and Jacques Haiech are three of the co-organizers of the 6th European Worskhop Calcium and Cell Fate , 21-24 June 2015, Seillac (France)

Le glioblastome multiforme (GBM) est la tumeur primitive du cerveau la plus fréquente et la plus agressive. De nombreuses molécules de signalisation, capables de moduler les effecteurs en aval de ces voies, affectent les propriétés de prolifération et de tumorigenèse des GBM. Ces tumeurs ont une composition cellulaire hétérogène. Certaines cellules ont des capacités migratrices importantes, ce qui explique en partie l’inefficacité des thérapies actuelles. Malgré les travaux récents portant sur la biologie des GBM, il n’y pas eu de réelles avancées. Avoir une compréhension plus globale de la pathologie des GBM, permettrait de développer de nouvelles thérapies.
L’origine cellulaire des GBM est controversée toutefois, certaines cellules présentent des propriétés comparables aux cellules souches neurales adultes (NSCs). Ces cellules, appelées Cellules initiatrice de Glioblastome (GiC), possèdent des caractéristiques d’auto-renouvellement de type embryonnaire ainsi que la capacité d’initier de nouvelles tumeurs. Il est possible de faire un parallèle entre la neurogenèse et le développement des GBM. Le consensus actuel identifie les cellules de type astrocyte comme des NSCs. Une différence entre neurogenèse embryonnaire et neurogenèse adulte est la transition vers un mode de prolifération plus lent. Nous faisons l’hypothèse que les GiCs proviennent de cellules quiescentes de type astrocyte et que la dérégulation de cette transition proliférative contribue à la génération des tumeurs cérébrales.
Le mécanisme de transformation tumorale actuellement admis propose un modèle en 2 temps: le 1er temps permet à la cellule de se multiplier et d’accumuler des mutations et le 2nd permet à certaines cellules d’acquérir des propriétés de GiCs, chaque évènement étant de nature génétique ou épigénétique. Nous proposons que ces altérations perturbent des voies de signalisation Ca2+-dépendantes. Une ciliogenèse aberrante est associée au GBM, cette déficience semble contribuer au caractère tumorigénique. Les cils sont impliqués dans la transduction du signal, la progression du cycle cellulaire et la régulation de l’homéostasie Ca2+. Une analyse du transcriptome des GBM révèle l’implication d’éléments Ca2+-dépendants, en particulier des canaux Ca2+ et des calmodulines (CaM). Il est intéressant de noter qu’une cible directe du canal Ca2+ TRPP2, localisé sur le cil primaire, est la CaMKinase II. Notre équipe et d’autres ont aussi montré que le Ca2+ est un signal clef au cours de la neurogenèse.
Ainsi la 1ère perturbation induirait une ciliogenèse aberrante associée à des altérations de la signalisation Ca2+ et la 2nde ciblerait la balance prolifération/différentiation via des altérations des activités CaMkinases.
Notre projet pose 2 questions. Comment et par quelles structures le Ca2+ contribue au maintien des propriétés des GiCs ? Comment le Ca2+ régule la prolifération des GiCs et quelles sont les cibles du Ca2+ ?
1: Nous étudierons la régulation de l’homéostasie Ca2+ des NSCs et des GBM en imagerie Ca2+. Nous utiliserons pour cette comparaison 2 modèles vertébrés (Xenope et poisson-zébre) pour lesquels nous avons de nombreux résultats concernant le Ca2+ et la neurogenèse.
2: Nous déterminerons les éléments de la signalisation Ca2+ qui sont dérégulés dans les GiCs. La perturbation de l’activité des CaMkinases, un nœud du signal Ca2+, sera effectuée par optogénétique. Grâce à cet outil nous espérons pouvoir induire la différentiation des GiCs.
3: Nous utiliserons les caractéristiques des signaux Ca2+ (amplitude, forme, fréquence, origine) pour comprendre leurs mécanismes d’encodage et de décodage. Nous établirons et testerons un modèle prédictif en utilisant les outils développés par J. Haiech et nous développerons un modèle in silico pour identifier d’autres nœuds et réseaux de signalisation capables de modifier l’état prolifératif des GiCs. Nous espérons ainsi développer de nouvelles thérapies applicables aux GiCs.