Expression of Chemokine Receptors in Uveal Melanoma

Purpose:Chemokine receptors are transmembrane G coupled proteins that might be involved in the directional metastatic migration of tumor cells to specific organs. CXCR4 and CCR7 have been implicated in the selective metastasis of cutaneous melanoma cells to lung and lymph node, respectively. CCR6 is expressed in metastases from colon, ovarian and thyroid carcinomas to the liver where its ligand, CCL20, is constitutively expressed. As uveal melanomas frequently metastasize to the liver, we hypothesized that specific chemokine receptors and their respective ligands might be involved in metastasis of uveal melanoma to the liver. Methods:Tissue microarrays were constructed using 100 non irradiated primary uveal melanomas and 84 liver metastases, as well as 12 non liver metastases, collected from the files of Jules Gonin Eye Hospital and Pathology Institute, University of Lausanne. Immunohistochemistry was performed using anti-human CXCR4, SDF1, CCR7, CCL21 and CCR6 antibodies. Results:CXCR4 expression was detected in 36% of primary uveal melanomas and in 63% of liver metastases but no expression was found in metastases to other organs, except for one pancreatic metastasis. SDF1 expression was detected in 3% of primary uveal melanomas and in 26% of liver metastases, as well as in pancreas, lymph node and breast metastases. CCR6 expression was observed in the majority of primary uveal melanomas and liver metastases (73 and 88%, respectively). In addition, CCR6 was also detected in 9 metastases to other organs (pancreas, thyroid, lymph node, skin and breast). CCR7 and CCL21 were neither detected in primary uveal melanoma, nor in the metastases. Conclusions:Chemokine receptors CCR6 and CXCR4 are expressed in a large number of primary uveal melanomas and in uveal melanoma metastases to the liver. CCR6 is also expressed in a small number of metastases to other organs. These findings form the basis for further studies on the potential involvement of CXCR4 and CCR6 in the selective metastasis of uveal melanoma to the liver.

SDF 1-alpha (CXCL12) triggers glutamate exocytosis from astrocytes on a millisecond time scale: Imaging analysis at the single-vesicle level with TIRF microscopy

Chemokines are small chemotactic molecules widely expressed throughout the central nervous system. A number of papers, during the past few years, have suggested that they have physiological functions in addition to their roles in neuroinflammatory diseases. In this context, the best evidence concerns the CXC-chemokine stromal cell-derived factor (SDF-1alpha or CXCL12) and its receptor CXCR4, whose signalling cascade is also implicated in the glutamate release process from astrocytes. Recently, astrocytic synaptic like microvesicles (SLMVs) that express vesicular glutamate transporters (VGLUTs) and are able to release glutamate by Ca(2+)-dependent regulated exocytosis, have been described both in tissue and in cultured astrocytes. Here, in order to elucidate whether SDF-1alpha/CXCR4 system can participate to the brain fast communication systems, we investigated whether the activation of CXCR4 receptor triggers glutamate exocytosis in astrocytes. By using total internal reflection (TIRF) microscopy and the membrane-fluorescent styryl dye FM4-64, we adapted an imaging methodology recently developed to measure exocytosis and recycling in synaptic terminals, and monitored the CXCR4-mediated exocytosis of SLMVs in astrocytes. We analyzed the co-localization of VGLUT with the FM dye at single-vesicle level, and observed the kinetics of the FM dye release during single fusion events. We found that the activation of CXCR4 receptors triggered a burst of exocytosis on a millisecond time scale that involved the release of Ca(2+) from internal stores. These results support the idea that astrocytes can respond to external stimuli and communicate with the neighboring cells via fast release of glutamate.

HIV rebounds from latently infected cells, rather than from continuing low-level replication.

Rapid rebound of plasma viremia in patients after interruption of long-term combination antiretroviral therapy (cART) suggests persistence of low-level replicating cells or rapid reactivation of latently infected cells. To further characterize rebounding virus, we performed extensive longitudinal clonal evolutionary studies of HIV env C2-V3-C3 regions and exploited the temporal relationships of rebounding plasma viruses with regard to pretreatment sequences in 20 chronically HIV-1-infected patients having undergone multiple 2-week structured treatment interruptions (STI). Rebounding virus during the short STI was homogeneous, suggesting mono- or oligoclonal origin during reactivation. No evidence for a temporal structure of rebounding virus in regard to pretreatment sequences was found. Furthermore, expansion of distinct lineages at different STI cycles emerged. Together, these findings imply stochastic reactivation of different clones from long-lived latently infected cells rather than expansion of viral populations replicating at low levels. After treatment was stopped, diversity increased steadily, but pretreatment diversity was, on average, achieved only >2.5 years after the start of STI when marked divergence from preexisting quasispecies also emerged. In summary, our results argue against persistence of ongoing low-level replication in patients on suppressive cART. Furthermore, a prolonged delay in restoration of pretreatment viral diversity after treatment interruption demonstrates a surprisingly sustained evolutionary bottleneck induced by punctuated antiretroviral therapy.

V3 net charge: additional tool in HIV-1 tropism prediction.

Genotype-based algorithms are valuable tools for the identification of patients eligible for CCR5 inhibitors administration in clinical practice. Among the available methods, geno2pheno[coreceptor] (G2P) is the most used online tool for tropism prediction. This study was conceived to assess if the combination of G2P prediction with V3 peptide net charge (NC) value could improve the accuracy of tropism prediction. A total of 172 V3 bulk sequences from 143 patients were analyzed by G2P and NC values. A phenotypic assay was performed by cloning the complete env gene and tropism determination was assessed on U87_CCR5(+)/CXCR4(+) cells. Sequences were stratified according to the agreement between NC values and G2P results. Of sequences predicted as X4 by G2P, 61% showed NC values higher than 5; similarly, 76% of sequences predicted as R5 by G2P had NC values below 4. Sequences with NC values between 4 and 5 were associated with different G2P predictions: 65% of samples were predicted as R5-tropic and 35% of sequences as X4-tropic. Sequences identified as X4 by NC value had at least one positive residue at positions known to be involved in tropism prediction and positive residues in position 32. These data supported the hypothesis that NC values between 4 and 5 could be associated with the presence of dual/mixed-tropic (DM) variants. The phenotypic assay performed on a subset of sequences confirmed the tropism prediction for concordant sequences and showed that NC values between 4 and 5 are associated with DM tropism. These results suggest that the combination of G2P and NC could increase the accuracy of tropism prediction. A more reliable identification of X4 variants would be useful for better selecting candidates for Maraviroc (MVC) administration, but also as a predictive marker in coreceptor switching, strongly associated with the phase of infection.

The Ovarian Cancer Chemokine Landscape Is Conducive to Homing of Vaccine-Primed and CD3/CD28-Costimulated T Cells Prepared for Adoptive Therapy.

PURPOSE: Chemokines are implicated in T-cell trafficking. We mapped the chemokine landscape in advanced stage ovarian cancer and characterized the expression of cognate receptors in autologous dendritic cell (DC)-vaccine primed T cells in the context of cell-based immunotherapy. EXPERIMENTAL DESIGN: The expression of all known human chemokines in patients with primary ovarian cancer was analyzed on two independent microarray datasets and validated on tissue microarray. Peripheral blood T cells from five HLA-A2 patients with recurrent ovarian cancer, who previously received autologous tumor DC vaccine, underwent CD3/CD28 costimulation and expansion ex vivo. Tumor-specific T cells were identified by HER2/neu pentamer staining and were evaluated for the expression and functionality of chemokine receptors important for homing to ovarian cancer. RESULTS: The chemokine landscape of ovarian cancer is heterogeneous with high expression of known lymphocyte-recruiting chemokines (CCL2, CCL4, and CCL5) in tumors with intraepithelial T cells, whereas CXCL10, CXCL12, and CXCL16 are expressed quasi-universally, including in tumors lacking tumor-infiltrating T cells. DC-vaccine primed T cells were found to express the cognate receptors for the above chemokines. Ex vivo CD3/CD28 costimulation and expansion of vaccine-primed Tcells upregulated CXCR3 and CXCR4, and enhanced their migration toward universally expressed chemokines in ovarian cancer. CONCLUSIONS: DC-primed tumor-specific T cells are armed with the appropriate receptors to migrate toward universal ovarian cancer chemokines, and these receptors are further upregulated by ex vivo CD3/CD28 costimulation, which render T cells more fit for migrating toward these chemokines. Clin Cancer Res; 21(12); 2840-50. ©2015 AACR.

Drogas anti-VIH: passado, presente e perspectivas futuras

Currently available anti-HIV drugs can be classified into three categories: nucleoside analogue reverse transcriptase inhibitors (NRTIs), non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NNRTIs) and protease inhibitors (PIs). In addition to the reverse transcriptase (RT) and protease reaction, various other events in the HIV replicative cycle can be considered as potential targets for chemotherapeutic intervention: (1) viral adsorption, through binding to the viral envelope glycoprotein gp120; (2) viral entry, through blockage of the viral coreceptors CXCR4 and CCR5; (3) virus-cell fusion, through binding to the viral envelope glycoprotein gp 41; (4) viral assembly and disassembly through NCp7 zinc finger-targeted agents; (5) proviral DNA integration, through integrase inhibitors and (6) viral mRNA transcription, through inhibitors of the transcription (transactivation) process. Also, various new NRTIs, NNRTIs and PIs have been developed, possessing different improved characteristics.

The role of osteoblasts in regulating hematopoietic stem cell activity and tumor metastasis

Bone marrow stromal cells are critical regulators of hematopoiesis. Osteoblasts are part of the stromal cell support system in bone marrow and may be derived from a common precursor. Several studies suggested that osteoblasts regulate hematopoiesis, yet the entire mechanism is not understood. It is clear, however, that both hematopoietic precursors and osteoblasts interact for the production of osteoclasts and the activation of resorption. We observed that hematopoietic stem cells (HSCs) regulate osteoblastic secretion of various growth factors, and that osteoblasts express some soluble factors exclusively in the presence of HSCs. Osteoblasts and hematopoietic cells are closely associated with each other in the bone marrow, suggesting a reciprocal relationship between them to develop the HSC niche. One critical component regulating the niche is stromal-derived factor-1 (SDF-1) and its receptor CXCR4 which regulates stem cell homing and, as we have recently demonstrated, plays a crucial role in facilitating those tumors which metastasize to bone. Osteoblasts produce abundant amounts of SDF-1 and therefore osteoblasts play an important role in metastasis. These findings are discussed in the context of the role of osteoblasts in marrow function in health and disease.

Adipose tissue-derived stem cells promote pancreatic cancer cell proliferation and invasion

To explore the effects of adipose tissue-derived stem cells (ADSCs) on the proliferation and invasion of pancreatic cancer cells in vitroand the possible mechanism involved, ADSCs were cocultured with pancreatic cancer cells, and a cell counting kit (CCK-8) was used to detect the proliferation of pancreatic cancer cells. ELISA was used to determine the concentration of stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) in the supernatants. RT-PCR was performed to detect the expression of the chemokine receptor CXCR4 in pancreatic cancer cells and ADSCs. An in vitro invasion assay was used to measure invasion of pancreatic cancer cells. SDF-1 was detected in the supernatants of ADSCs, but not in pancreatic cancer cells. Higher CXCR4 mRNA levels were detected in the pancreatic cancer cell lines compared with ADSCs (109.3±10.7 and 97.6±7.6 vs 18.3±1.7, respectively; P<0.01). In addition, conditioned medium from ADSCs promoted the proliferation and invasion of pancreatic cancer cells, and AMD3100, a CXCR4 antagonist, significantly downregulated these growth-promoting effects. We conclude that ADSCs can promote the proliferation and invasion of pancreatic cancer cells, which may involve the SDF-1/CXCR4 axis.

Changes in circulating endothelial progenitor cells predict responses of multiple myeloma patients to treatment with bortezomib and dexamethasone

Four cycles of chemotherapy are required to assess responses of multiple myeloma (MM) patients. We investigated whether circulating endothelial progenitor cells (cEPCs) could be a biomarker for predicting patient response in the first cycle of chemotherapy with bortezomib and dexamethasone, so patients might avoid ineffective and costly treatments and reduce exposure to unwanted side effects. We measured cEPCs and stromal cell-derived factor-1α (SDF-1α) in 46 MM patients in the first cycle of treatment with bortezomib and dexamethasone, and investigated clinical relevance based on patient response after four 21-day cycles. The mononuclear cell fraction was analyzed for cEPC by FACS analysis, and SDF-1α was analyzed by ELISA. The study population was divided into 3 groups according to the response to chemotherapy: good responders (n=16), common responders (n=12), and non-responders (n=18). There were no significant differences among these groups at baseline day 1 (P>0.05). cEPC levels decreased slightly at day 21 (8.2±3.3 cEPCs/μL) vs day 1 (8.4±2.9 cEPCs/μL) in good responders (P>0.05). In contrast, cEPC levels increased significantly in the other two groups (P<0.05). SDF-1α changes were closely related to changes in cEPCs. These findings indicate that change in cEPCs at day 21 in the first cycle might be considered a noninvasive biomarker for predicting a later response, and extent of change could help decide whether to continue this costly chemotherapy. cEPCs and the SDF-1α/CXCR4 axis are potential therapeutic targets for improved response and outcomes in MM patients.

Association between disruption of CD4 receptor dimerization and increased human immunodeficiency virus type 1 entry

Affiliation: Département de microbiologie et immunologie, Faculté de médecine, Université de Montréal & Institut de Recherches Cliniques de Montréal

L’implication du Stromal Cell-derived Factor-1 alpha dans le remodelage cardiaque une semaine après un infarctus du myocarde

L’injection de cellules souches provenant de la moelle osseuse est reconnue pour améliorer la fonction ventriculaire ainsi que le remodelage cicatriciel après un infarctus du myocarde (IM). Le Stromal Cell-derived factor-1 alpha (SDF-1 alpha), une chimiokine induite par l’ischémie cardiaque, représente une grande importance en raison de son rôle dans le recrutement de cellules inflammatoires et de cellules souches de la moelle osseuse vers les sites endommagés. Quoique les recherches sur le rôle de la chimiokine SDF-1 alpha dans le remodelage ventriculaire se multiplient, son implication dans la phase aiguë du remodelage reste inexplorée. Le but de la présente étude est de déterminer l’effet du SDF-1 alpha sur la taille de la cicatrice, l’hypertrophie cardiaque ainsi que la fonction ventriculaire chez des rats et des souris une semaine après un IM. La stratégie utilisée implique l’administration de l’AMD3100 (1 mg/kg, 24 heures après l’IM, pendant 6 jours), l’antagoniste sélectif du récepteur du SDF-1 alpha, le CXCR4. Ce récepteur est couplé à une protéine G alpha i et induit la migration et la prolifération cellulaire. Chez les rats du groupe IM, l’expression de la chimiokine a été détectée surtout dans les cellules musculaires lisses et les cellules endothéliales des vaisseaux cicatriciels. Le profil d’expression de la chimiokine dans le cœur infarci indique un gradient de concentration vers la cicatrice. Une semaine après l’IM, le traitement avec l’AMD3100 a diminué la taille de la cicatrice, résultant en une amélioration de la fonction ventriculaire et une diminution de l’élévation de l’expression de l’ARNm de l’ANP dans le ventricule gauche non infarci (VGNI). Chez les souris, le traitement avec l’AMD3100 a engendré les mêmes effets, soit une diminution de la taille de la cicatrice ainsi qu’une amélioration de la fonction ventriculaire. La réduction de la taille de la région infarcie chez les souris traitées avec l’AMD3100 est associée avec une atténuation de l’infiltration des neutrophiles dans la région ischémique. Ces résultats suggèrent que le blocage pharmacologique de l’axe SDF-1 alpha/CXCR4 lors de la phase aiguë du remodelage ventriculaire après un IM diminue la taille de la cicatrice et améliore la fonction ventriculaire, en partie, par la diminution de la réaction inflammatoire.

Étude de la relation entre les conformations et la signalisation des 7TMRs

L’interaction d’un ligand avec un récepteur à sept domaines transmembranaires (7TMR) couplé aux protéines G, mène à l’adoption de différentes conformations par le récepteur. Ces diverses conformations pourraient expliquer l’activation différentielle des voies de signalisation. Or, le lien entre la conformation et l’activité du récepteur n’est pas tout à fait claire. Selon les modèles classiques pharmacologiques, comme le modèle du complexe ternaire, il n’existe qu’un nombre limité de conformations qu’un récepteur peut adopter. Afin d’établir un lien entre la structure et la fonction des récepteurs, nous avons choisi dans un premier temps, le récepteur de chimiokine CXCR4 comme récepteur modèle. Ce dernier, est une cible thérapeutique prometteuse, impliqué dans l’entrée du VIH-1 dans les cellules cibles et dans la dissémination de métastases cancéreuses. Grâce au transfert d’énergie par résonance de bioluminescence (BRET) nous pouvons détecter les changements conformationnels des homodimères constitutifs de CXCR4 dans les cellules vivantes. En conséquence, nous avons mesuré les conformations de mutants de CXCR4 dont les mutations affecteraient sa fonction. Nous montrons que la capacité des mutants à activer la protéine Galphai est altérée suite au traitement avec l’agoniste SDF-1. Notamment, ces mutations altèrent la conformation du récepteur à l’état basal ainsi que la réponse conformationnelle induite suite au traitement avec l’agoniste SDF-1, l’agoniste partiel AMD3100 ou l’agoniste inverse TC14012. Ainsi, différentes conformations de CXCR4 peuvent donner lieu à une activation similaire de la protéine G, ce qui implique une flexibilité des récepteurs actifs qui ne peut pas être expliquée par le modèle du complexe ternaire (Berchiche et al. 2007). Également, nous nous sommes intéressés au récepteur de chimiokine CCR2, exprimé à la surface des cellules immunitaires. Il joue un rôle important dans l’inflammation et dans des pathologies inflammatoires telles que l’asthme. CCR2 forme des homodimères constitutifs et possède différents ligands naturels dont la redondance fonctionnelle a été suggérée. Nous avons étudié le lien entre les conformations et les activations d’effecteurs (fonctions) de CCR2. Notre hypothèse est que les différents ligands naturels induisent différentes conformations du récepteur menant à différentes fonctions. Nous montrons que les réponses de CCR2 aux différents ligands ne sont pas redondantes au niveau pharmacologique et que les chimiokines CCL8, CCL7 et CCL13 (MCP-2 à MCP-4) sont des agonistes partiels de CCR2, du moins dans les systèmes que nous avons étudiés. Ainsi, l’absence de redondance fonctionnelle parmi les chimiokines liant le même récepteur, ne résulterait pas de mécanismes complexes de régulation in vivo, mais ferait partie de leurs propriétés pharmacologiques intrinsèques (Berchiche et al. 2011). Enfin, nous nous sommes intéressés au récepteur de chimiokine CXCR7. Récemment identifié, CXCR7 est le deuxième récepteur cible de la chimiokine SDF-1. Cette chimiokine a été considérée comme étant capable d’interagir uniquement avec le récepteur CXCR4. Notamment, CXCR4 et CXCR7 possèdent un patron d’expression semblable dans les tissus. Nous avons évalué l’effet de l’AMD3100, ligand synthétique de CXCR4, sur la conformation et la signalisation de CXCR7. Nos résultats montrent qu’AMD3100, tout comme SDF-1, lie CXCR7 et augmente la liaison de SDF-1 à CXCR7. Grâce au BRET, nous montrons aussi qu’AMD3100 seul est un agoniste de CXCR7 et qu’il est un modulateur allostérique positif de la liaison de SDF-1 à CXCR7. Aussi, nous montrons pour la première fois le recrutement de la beta-arrestine 2 à CXCR7 en réponse à un agoniste. L’AMD3100 est un ligand de CXCR4 et de CXCR7 avec des effets opposés, ce qui appelle à la prudence lors de l’utilisation de cette molécule pour l’étude des voies de signalisation impliquant SDF-1 (Kalatskaya et al. 2009). En conclusion, nos travaux amènent des évidences qu’il existe plusieurs conformations actives des récepteurs et appuient les modèles de structure-activité des récepteurs qui prennent en considération leur flexibilité conformationnelle.

Identification et caractérisation des cibles transcriptionnelles de ETV6, un facteur de transcription impliqué dans la leucémie de l’enfant.

La leucémie lymphoblastique aiguë (LLA) est responsable d’environ 25% de l’ensemble des cancers pédiatriques. Chez 85% des enfants diagnostiqués, la LLA entraîne une prolifération massive et incontrôlée de lymphocytes immatures de type précurseurs B dans la moelle osseuse (LLA pré-B). Des avancées intéressantes ont été faites au cours des trente dernières années et ont mené à une augmentation de l’efficacité des traitements thérapeutiques. Plus de 80% des enfants atteints de LLA seront guéris de cette maladie. Malheureusement, ces traitements manquent de spécificité à cause du manque de connaissances sur les mécanismes moléculaires impliqués durant l’initiation et le développement de la LLA pré-B pédiatrique. En d’autres termes, nous connaissons peu de chose sur l’étiologie de cette maladie. Plus de 25% des enfants atteints de la LLA pré-B présentent la translocation chromosomique t(12;21)(p13;q22) qui implique les gènes ETV6 et AML1. Celle-ci est formée in utero et mène à l’expression de la protéine chimère transcriptionnelle ETV6-AML1, dont la présence seule ne suffit pas au développement de la LLA pré-B. Ainsi, d’autres événements génétiques sont nécessaires au développement de cette leucémie. La délétion de l’allèle résiduel de ETV6 est un événement génétique fréquemment rencontré au moment du diagnostic de la LLA pré-B t(12;21)+. Cette délétion entraîne l’inactivation complète de ETV6 dans les lymphocytes pré-B leucémiques. ETV6 est un répresseur transcriptionnel de la famille Ets. Mon hypothèse de recherche est que ETV6 agit comme gène suppresseur de tumeur dans la LLA pré-B pédiatrique. L’inactivation de ETV6 causerait une dérégulation de l’expression de ses cibles transcriptionnelles et, par le fait même, favoriserait l’initiation et le déroulement de la leucémogenèse pédiatrique. Dans le cadre de mon projet, comme peu de cibles transcriptionnelles de ETV6 sont connues, j’ai effectué des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine et des essais luciférases qui ont permis d’identifier six nouvelles cibles transcriptionnelles: TP53 (p53 et Δ133p53), SPHK1, IL-18, PTGER4 et LUM. J’ai démontré que la régulation transcriptionnelle médiée par ETV6 requiert la présence de ses deux domaines fonctionnels: PNT (interactions protéiques) et ETS (liaison à l’ADN). Ces domaines favorisent la reconnaissance d’un site EBS consensus dans une région située près du promoteur de base. Ce mécanisme peut dépendre du promoteur régulé par ETV6, mais également du contexte cellulaire. Des études fonctionnelles réalisées sur des lymphocytes pré-B leucémiques ont permis de mesurer l’impact de la dérégulation de l’expression des cibles transcriptionnelles de ETV6 sur trois voies biologiques: la prolifération cellulaire, l’apoptose induite par un stress génotoxique et la migration cellulaire dirigée par la voie de signalisation CXCL12/CXCR4. Ceci a permis de démontrer l’implication des gènes SPHK1, IL-18 et PTGER4 durant la leucémogenèse pédiatrique. Cette étude est une des premières à suggérer le rôle de ETV6 comme gène suppresseur de tumeur dans la LLA pré-B pédiatrique. Suite à l’inactivation du répresseur transcriptionnel ETV6, l’augmentation de l’expression de ses cibles transcriptionnelles favoriserait la prolifération et la survie des lymphocytes pré-B leucémiques dans la moelle osseuse. L’identification de nouveaux gènes impliqués dans le développement de la LLA pré-B pédiatrique ouvre la porte au développement de nouveaux traitements thérapeutiques qui pourront présenter une meilleure spécificité envers l’étiologie de la maladie.

Étude fonctionnelle du couplage chimiokine-estrogène dans les tissus reproducteurs

Les estrogènes sont impliqués dans plusieurs aspects de la physiologie humaine en particulier, le développement, la croissance, la différenciation des tissus reproducteurs, la reproduction, et la grossesse. Les effets cellulaires des estrogènes sont transmis via l'interaction avec les récepteurs des estrogènes ERα et ERβ. L’activation de ERα et ERβ contrôle directement la transcription des gènes cibles nécessaires pour médier les effets physiologiques des estrogènes. L’effet des estrogènes peut aussi être mitogénique et devient la cause de plusieurs pathologies surtout dans les tissus qui présentent une sensibilité accrue à l’hormone tel que les tissus mammaires, les ovaires et l’utérus. De ce fait, une surexposition de ces tissus à l’estrogène augmente le risque de développer le cancer. Dans une lignée cellulaire qui coexprime les deux récepteurs, nous avons identifié la chimiokine SDF-1 qui interagit avec le récepteur CXCR4 et qui décrit une boucle de régulation autocrine/paracrine entre la voie des chimiokines et celle des estrogènes. Cette régulation induit une augmentation de l’expression des gènes cibles prolifératifs du cancer du sein. Cependant, les mécanismes exacts de cette régulation restent inconnus. Afin d'identifier les cibles exactes de cette régulation au niveau génomique, nous avons développé un modèle cellulaire pour discriminer le rôle respectif de ERα et ERβ au niveau du contrôle transcriptionnel de cette boucle de régulation des chimiokines. En partant d’une lignée cellulaire ER-, nous avons généré un système cellulaire qui exprime l’un ou l’autre des isoformes en plus du mutant ERβ-S87A. Nous avons construit le promoteur CXCR4bLuc qu’on a testé dans les lignées cellulaires générées. En utilisant la construction du promoteur CXCR4bLuc, nous avons démontré une voie de régulation des récepteurs des chimiokines par les récepteurs des estrogènes. L’activation membranaire de CXCR4 par SDF-1 implique l’activation directe du récepteur de l’estrogène ERβ par phosphorylation de la sérine 87. Cette phosphorylation active ERβ et favorise l’expression du gène de CXCR4. La transcription de CXCR4 passe par la liaison de ERβ au niveau d’un élément de liaison ERE que nous avons identifié dans ce travail par la technique de ChIP. Ainsi, nous avons identifié une cible exacte de la régulation des récepteurs des chimiokines CXCR4 par le récepteur des estrogènes ERβ qui peut constituer une approche prometteuse pour contrer les pathologies associées au cancer du sein et ses métastases.

The Independence of CXCR4’s Pathways, Gαi and β-Arrestin2, and Their Modulation by AMD3100 and TC14012

CXCR4, a chemokine receptor involved in metastasis and homing of hematopoietic stem cells, signals through two major pathways: Gαi and β-arrestin2. β-arrestin2 terminates G-protein signaling and targets the receptor to endocytosis. This project proposed to study the effect of a previously described set of CXCR4 mutants on both these signaling pathways, as well as their localization. These mutants were assayed by different Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET) systems. Using these systems, we confirmed that N119S is a constitutively active mutant (CAM), spontaneously activating Gαi. As well, we found that R134A is a constitutively inactive mutant (CIM), devoided of G-protein signaling, but spontaneously recruiting β-arrestin2. In addition, we studied the dependency of β-arrestin2 recruitment on the Gαi activity. By targeting R134A and N119S with pertussis toxin, an inhibitor of the Gαi activation, we showed efficient blocking of the Gαi pathway, while maintaining the constitutive recruitment of β-arrestin2. This demonstrated that for CXCR4, β-arrestin2 recruitment is independent of the Gαi pathway. Finally, two synthetic ligands of CXCR4, AMD3100 and TC14012 were tested for their ability to recruit β-arrestin2. AMD3100 is a clinically approved drug used for stem cell transplantation, with considerable side effects. We found it to be an antagonist on both Gαi and β-arrestin2 recruitment. On the other hand, TC14012 was found to be an inverse agonist on Gαi and an antagonist on β-arrestin2 recruitment. Based on this finding, it would be preferable to use of TC14012 as it will further reduce any basal Gαi activity, without affecting β-arrestin2 recruitment. These results support the development of TC14012 for stem cell mobilization trials.