La soutenance de thèse d'Alaa TAFECH de l'équipe TIMC BCM aura lieu le mardi 13 décembre 2022 à 14h sur le thème :

« Caractérisation de la capacité de régulation de l'acidité intracellulaire des cellules de tumeurs cérébrales en imagerie par fluorescence - Conséquences pour l'optimisation thérapeutique du témozolomide. »
 

• Lieu : Salle des thèse (n°109) du Bâtiment Boucherle, Faculté de Médecine et Pharmacie de Grenoble, La Tronche
   

Jury

• Angélique STEPHANOU,Chargée de recherche, CNRS Grenoble, Directrice de thèse
• Olivier SEKSEK, Chargé de recherche HDR, CNRS Délégation Ile-de-France Sud, Rapporteur
• Annabelle BALLESTA, Chargée de recherche HDR, INSERM Paris le-de-France Centre Est, Rapporteure
• Walid RACHIDI, Professeur des Universités, Université Grenoble Alpes, Examinateur
• Antoine DELON, Professeur des Universités, Université Grenoble Alpes, Examinateur

Mots clés

acidité, effet Warburg, microscopie confocale, régulation du pH intracellulaire

Résumé

Une caractéristique bien connue des cellules tumorales est une activité glycolytique élevée conduisant à une acidification du microenvironnement tumoral par une production importante de lactate. Cette acidose favorise des processus tels que les métastases, l'agressivité et le caractère invasif qui ont été associés à un pronostic clinique moins bon. De plus, la fonction et/ou l'expression des transporteurs impliqués dans la régulation du pH intracellulaire (pHi) pourraient être altérées.
Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a d'abord été de caractériser la capacité d'une tumeur à réguler l'acidité intracellulaire par la mesure du pHi de deux lignées cellulaires de gliome : la lignée cellulaire F98 (gliome de rat) et la lignée cellulaire U87 MG (glioblastome humain). Par conséquent, nous avons développé une nouvelle méthode ratiométrique qui permet la combinaison de sondes fluorescentes sensibles au pH et de la microscopie confocale pour caractériser la capacité de régulation du pHi et la résistance au pH des lignées cellulaires F98 et U87 dans des cultures monocouches 2D et dans des sphéroïdes 3D. Cette méthode permet d'exploiter au mieux les capacités du microscope confocal.
Nos résultats montrent que la régulation tumorale de l'acidité n'est pas la même pour les deux lignées cellulaires et, par conséquent, nos résultats ne soutiennent pas l'idée courante selon laquelle les cellules tumorales se comportent de manière similaire. D'autre part, la régulation du pHi apparaît fortement dépendante des cellules. Dans les cultures monocouches 2D, nous avons trouvé que les cellules de gliome de rat F98 ne régulent pas l'acidité intracellulaire et peuvent préserver les protons à l'intérieur des cellules en activant la pompe V-ATpase à pH acide pour amener les ions H+ dans les lysosomes. Cependant, nous avons trouvé que les cellules humaines de glioblastome U87 sont capables de réguler l'acidité intracellulaire et peuvent utiliser l'échangeur Na+/H+ pour exporter les ions H+ à l'extérieur des cellules. La comparaison des mesures effectuées sur des cultures monocouches 2D et des sphéroïdes 3D présente quelques différences. Nos résultats montrent que l'acidité extracellulaire peut inhiber le métabolisme énergétique ou la synthèse protéique et empêcher la régulation des échanges tels que Na+/H+ dans les sphéroïdes 3D.
Un autre objectif de la thèse était d'évaluer l'efficacité du Temozolomide (TMZ). Le TMZ est le médicament de base utilisé contre les tumeurs cérébrales. Il a la particularité d'être fortement dépendant du pH. Par conséquent, l'effet du TMZ a été étudié sur nos deux lignées cellulaires en manipulant le pH extracellulaire (pHe). Les résultats nous ont permis de montrer que l'efficacité des médicaments dépend du type cellulaire et du pHe, ce qui donne un argument pour considérer le pH comme une cible thérapeutique personnalisée pour de futures recherches basées sur la combinaison de TMZ avec des agents régulateurs de pH.
Sur la base de nos résultats originaux, nous avons trouvé que l'utilisation de notre méthode fluorescente développée peut être un outil précieux pour évaluer l'état métabolique dans les modèles de gliome et peut donc être utilisée pour caractériser les cellules des biopsies de patients afin de mieux adapter la thérapie.