Oncogenic properties of SMAD2 and SMAD3 in SMAD4-negative pancreatic ductal adenocarcinoma

L’adénocarcinome canalaire pancréatique (ADKP) est l’une des tumeurs solides les plus agressives en raison de son diagnostic tardif, de son potentiel métastatique élevé et de sa résistance aux traitements conventionnels. La voie du TGF-β (Transforming Growth Factor beta) est l’une des seules cascades de signalisation altérées dans la quasi-totalité de ces tumeurs pancréatiques. L’une des mutations les plus fréquentes touche le gène SMAD4, qui code un facteur de transcription impliqué dans la transduction de la voie du TGF-β. Sa mutation est un facteur de mauvais pronostic. L’induction de la voie du TGF-β induit l’association de SMAD4 aux deux autres effecteurs de la voie, SMAD2 et/ou SMAD3, qui subissent ensemble, une translocation nucléaire afin d’exercer leurs fonctions de facteurs de transcription. L’impact oncogénique de la mutation de SMAD4 est donc largement supposé résulter de la perte de fonction de cette protéine. Cependant, le rôle de SMAD2 et SMAD3 en l’absence de SMAD4 reste peu étudié. Au cours de ma thèse, j’ai montré qu’en l’absence de SMAD4, les protéines SMAD2 et SMAD3 agissent de manière indépendante et déclenchent l’expression de gènes impliqués dans des processus oncogéniques tels que la migration et l’invasion des cellules cancéreuses pancréatiques. J’ai pu caractériser l’impact phénotypique de l’activité oncogénique de SMAD2/3 en l’absence de SMAD4 à l’aide de modèles cellulaires originaux. Enfin, la pertinence de ces observations réalisées in vitro a été confirmée par l’étude d’une cohorte d’adénocarcinomes pancréatiques. Nous avons en effet établi que les tumeurs associant l’absence de SMAD4 et un haut niveau d’activation de SMAD2 étaient plus agressives et de moins bon pronostic. L’impact phénotypique des altérations de la voie du TGF-β est complexe, compte-tenu de la dualité fonctionnelle de cette cytokine au cours de la tumorigenèse. Dans son ensemble, ma thèse a permis de révéler un niveau additionnel de complexité, en montrant l’impact oncogénique du complexe SMAD2/3 sur l’échappement tumoral en l’absence de SMAD4.Pancreatic Ductal AdenoCarcinoma (PDAC) is one of the most aggressive solid tumors due to late diagnosis, high-metastatic potential, and resistance to conventional treatments. The TGF-β (Transforming Growth Factor beta) signaling pathway is genetically altered in almost all PDAC cases. One of the most frequent mutations affects the gene SMAD4, which encodes for an effector of the so-called canonical TGF-β signaling pathway, and loss of SMAD4 is a poor prognostic factor. The activation of TGF-β signaling induces the association of SMAD4 with two other transcription factors, SMAD2 and/or SMAD3, which then undergo a translocation as a complex to exert their transcriptional activities in the nucleus. The oncogenic impact of SMAD4 mutation is therefore largely assumed to result from the loss of function of this protein. However, the role of SMAD2 and SMAD3, in SMAD4 negative context, remains understudied. During my PhD, I showed that, in the absence of SMAD4, SMAD2 and SMAD3 act independently and trigger the expression of genes involved in oncogenic processes such as cancer cell migration and invasion. I characterized the phenotypic impact of SMAD2/3 oncogenic activity in the absence of SMAD4 using original cell models. Finally, the relevance of these in vitro observations was confirmed in a human pancreatic tumor cohort. We indeed established that SMAD4-negative tumors with high level of active SMAD2 are more aggressive and have a poorer prognosis. The phenotypic impact of alterations in the TGF-β pathway is complex, given the functional duality of this cytokine during tumorigenesis. Overall, my thesis revealed an additional level of complexity, showing the oncogenic impact of the SMAD2/3 complex on tumor escape in the absence of SMAD4