Neurotrophins and neurotensin function in B lymphocyte oncogenesis

Les neurotrophines sont des facteurs de croissance initialement découverts dans le système nerveux et ayant pour rôle de contrôler la croissance, la prolifération et la survie des cellules neuronales et astrocytaires, mais aussi dans de nombreux autres tissus. Les neurotrophines peuvent interagir avec leurs récepteurs de haute affinité Trks. Les travaux précédemment réalisés au sein de notre équipe ont mis en évidence une boucle de régulation autocrine, en réponse à un stress cellulaire, et ce de façon dépendante des neurotrophines, notamment du BDNF, dans plusieurs lignées lymphocytaires B humaines, à différents stades de différenciation. Les cellules produisent du BDNF qui agit de manière autocrine sur son récepteur spécifique, TrkB. Le transport du BDNF est assuré par la sortiline, une protéine à domaine Vps10. Les neurotrophines sont également synthétisées sous forme de progéniteurs biologiquement actifs, les pro-neurotrophines. Le pro-BDNF interagit avec le récepteur aux neurotrophines à domaine de mort p75NTR, l’interaction du pro-BDNF avec le récepteur p75NTR et de son co-récepteur, la sortiline, induit l’apoptose des lymphocytes B. La sortiline est exprimée dans les lymphocytes B humains, les lignées de lymphocytaires B. La sortiline, également appelée NTSR3, peut lier un autre neuropeptide, la neurotensine (NTS). Identifiée, dans le système nerveux, où elle joue un rôle de neurotransmetteur, impliqué dans l’analgésie et la thermorégulation. Elle est également présente dans le tube digestif, où elle est impliquée dans la régulation de la digestion et le contrôle et de la glycémie. La fonction de la neurotensine est associée à l’activation de la sortiline mais aussi de ses deux récepteurs à protéine G, le récepteur de haute affinité, NTSR1 et le récepteur de faible affinité, NTSR2. La NTS est impliquée dans l’oncogenèse de nombreux cancers solides via sa liaison au récepteur NTSR1 principalement mais également au récepteur NTSR2, notamment dans un modèle de cancer prostatique. Nous avons démontré pour la première fois l’expression de la neurotensine et de ses récepteurs NTSR1 et NTSR2 dans les lymphocytes B humains. Le stress pro-apoptotique induit par la privation sérique favorise une relocalisation des récepteurs NTSR1 et sortiline à la membrane plasmique. Au sein de ces cellules, la neurotensine induit une augmentation de la prolifération et une diminution de l’apoptose. Ces effets de la NTS sont bloqués par l’inhibiteur de NTSR1, le SR48692/Meclinertant®. Les analyses transcriptionnelles ont détecté une surexpression du récepteur NTSR2 au sein des lymphocytes B purifiés de patients ayant une LLC et au niveau des ganglions de patients atteints de lymphomes B en revanche, l’expression de la neurotensine est réduite. La surexpression de NTSR2 induit l’activation transcriptionnelle de TrkB, autre récepteur exprimé par ces lignées comme par les cellules de LLC de patients. La co-localisation de ces 2 récepteurs a été démontrée. Ce complexe protéique induit l’activation des voies de signalisation ERK, p38MAPK et JNK, après traitement par le BDNF, le ligand de TrkB. Ces données suggèrent un phénomène de transactivation entre ces 2 récepteurs, dépendant des métalloprotéases. Le blocage de l’internalisation de ce complexe protéique, induit une augmentation de l’activation des voies de signalisation. Le trafic intra-cellulaire endosomal de ce complexe apparaît perturbé dans les cellules surexprimant NTSR2, ce qui pourrait conduire à son accumulation comme cela est détecté dans les cellules de LLC. Ces cellules leucémiques se caractérisent également par une production d’exosomes contenant le complexe TrkB/NTSR2, sécrété en extra-cellulaire et retrouvé en excès dans le plasma des patients en comparaison à des témoins volontaires sains.Neurotrophins are growth factors, initially discovered in the nervous system and whose functions are implicated in the growth, proliferation and survival of neuronal cells and astrocytes, and also in many other tissues. Neurotrophins can interact with their high-affinity receptors Trks. Previous work in our team showed a neurotrophin-dependent survival autocrine loop in response to cellular stress, including BDNF in several human B cell lines at various stages of B lymphocytes differentiation. These cells produce BDNF which acts in an autocrine manner on its specific tyrosine kinase receptor, TrkB. BDNF transport is provided by a Vps10 domain protein named, sortilin. Neurotrophins are synthesized as biologically active precursors, pro-neurotrophins. The proBDNF may interact with a death domain neurotrophins receptor p75NTR. The interaction of proBDNF with the p75NTR receptor and its co-receptor sortilin, induces B cell apoptosis. Sortilin is expressed in human lymphocytic lines B. Sortilin can bind another neuropeptide, neurotensin (NTS) and also called NTSR3 (Neurotensin Receptor 3). Identified in the nervous system, where it acts as a neurotransmitter involved in analgesia and thermoregulation, NTS is also present in the digestive tract, and involved in the digestion and glucose regulations. Neurotensin functions are associated to the sortilin activation but also its two G-protein coupled receptors, the high and the low affinity receptors, NTSR1 and NTSR2 respectively. NTS is involved in the oncogenesis of many solid cancers, especialy by its binding to the receptor NTSR1 mainly, but also NTSR2 notably in a prostate cancer model. We have demonstrated for the first time the expression of neurotensin and its receptors NTSR1 and NTSR2 in human B lymphocytes. The pro-apoptotic stress induced by serum deprivation promotes relocation NTSR1 receptor sortilin and to the plasma membrane. Within these cells, neurotensin induces increased proliferation and decreased apoptosis. These effects are blocked by the NTSR1 antagonist, SR48692/Meclinertant®. Transcriptional analyzes have detected overexpression of the receptor NTSR2 in purified B cells from patients with CLL and in lymph nodes of B-cell lymphomas patients, in contrast, the expression neurotensin is reduced. Overexpression NTSR2 induced transcriptional activation of TrkB. This receptor is expressed by B cell lines and B cells of CLL patients. The co-localization of these 2 receptors was demonstrated. This protein complex induces the activation of signaling pathways ERK, JNK and p38MAPK, after treatment with BDNF, the TrkB ligand. These data suggest a transactivation between these two receptors, depending to the metalloproteas activation. The internalization blocking of this protein complex, induces its plasma membrane sequestration and induces an increase of the signaling pathways activation. The intracellular endosomal trafficking in cells overexpressing NTSR2 cells, as detected in CLL cells, appears disrupted, which might lead to the NTSR2/TrkB complex accumulation, and releasing to the extracellular environnement. These leukemic cells are also characterized by a production of exosomes containing the TrkB/NTSR2 complex, secreted to the extracellular environement and found in excess in the plasma of patients in comparison to healthy volunteers