Study of thyroid tumorigenesis and anti-tumoral effects of active vitamine D in different mouse models

Le but de la première partie de ce travail était de mieux comprendre la tumorigenèse thyroïdienne àpartir de modèles murins transgéniques développant des tumeurs de la thyroïde. Nous avons ainsianalysé par microarrays l’expression génique au sein de thyroïdes de souris Tg-RP3 exprimant leréarrangement RET/PTC3, responsable de cancers papillaires de la thyroïde chez l’homme (PTC), etde souris Tg-E7 exprimant l’oncogène E7, responsable de cancers du col de l’utérus chez la femme.Ces deux gènes étaient exprimés exclusivement dans la thyroïde grâce à un promoteur thyroglobuline.Nous avons comparé les profils d’expression entre les différents génotypes (sauvages, Tg-RP3 et Tg-E7) mais également entre différents âges (2, 6 et 10 mois). Sur le plan histologique, les souris Tg-E7développaient d’énormes goitres avec une dysplasie de plus en plus marquée, mais n’ont pas démontréde réelles lésions de carcinomes aux différents âges étudiés. Les thyroïdes de souris Tg-RP3démontraient quand à elle une prolifération cellulaire et une croissance plus modérées, mais desremaniements tissulaires plus importants, présents dès 2 mois, avec apparition de lésions de carcinomechez de nombreux animaux essentiellement à 6 et 10 mois. Les résultats de l’analyse de l’expressiongénique par microarrays rejoignaient ces observations histologiques. Dans les thyroïdes E7, ce sontessentiellement les gènes impliqués dans le cycle cellulaire qui ont démontré une surexpressionsignificative. Dans les thyroïdes RP3, les processus cellulaires les mieux représentés par les gènessurexprimés étaient déjà décrits comme des processus ayant un rôle important dans la tumorigenèsethyroïdienne humaine :l’inflammation, le remodelage du milieu extracellulaire et l’angiogenèse. Deplus, plusieurs gènes classiquement surexprimés dans les PTC humains, l’étaient également dans lesthyroïdes RP3. Parmi ceux-ci le récepteur de la vitamine D (VDR) et la 1-alpha-hydroxylase(CYP27B1), responsable de la conversion de la 25-hydroxyvitamine D3 en 1,25-dihydroxyvitamineD3, ont particulièrement retenu notre attention étant donné une littérature croissante sur les effets antiprolifératifset immuno-modulateurs de la 1,25-dihydroxyvitamine D3 (calcitriol). Nous avons doncétudié dans la deuxième partie de notre travail les effets anti-prolifératifs et transcripionnels ducalitriol sur plusieurs modèles thyroïdiens in vitro et in vivo. Si nous n’avons pu démontrer d’effetsconcluants sur des lignées de cancers thyroïdiens humains, nous avons par contre démontré un effetanti-prolifératif, le plus souvent dose-réponse, du calcitriol sur des cultures primaires de thyroïdes desouris sauvages, Tg-RP3, Tg-E7 et humaines. Seule la 24-hydroxylase, intervenant dans l’inactivationde la vitamine D, et le récepteur à la TSH ont démontré une surexpression significative en présence decalcitriol par RTQ-PCR. Une étude d’expression génique par microarrays sur des cultures primaires dethyroïdes RP3 et humaines traitées par éthanol (contrôle) ou calcitriol a permis de mettre en évidence3 gènes significativement régulés dans le même sens, en l’occurrence sous-exprimés, en présence decalcitriol :la nébulette, la thymopoïétine et la cycline E2. Le rôle exact joué par ces trois protéinesdans l’effet anti-prolifératif observé reste à déterminer. Les études in vivo de carence alimentaire envitamine D de souris Tg-RP3 n’ont pas démontré de différences significatives entre le groupe carencéet non carencé que ce soit en termes de croissance glandulaire ou d’expression génique, après 2 ou 6mois de carence. Seule la 1-alpha-hydroxylase est apparue significativement surexprimée après 2mois, surexpression disparaissant après 6 mois. Cette régulation pourrait témoigner d’un mécanismed’adaptation de la thyroïde qui tente de contrer la carence en vitamine D circulante en augmentant laconcentration locale de vitamine D active. Ce phénomène disparaissant à 6 mois, il serait intéressantde prolonger la carence au-delà de 6 mois pour assurer une réelle carence locale en 1,25-dihydroxyvitamin D3. Nous avons ensuite traité des souris Tg-RP3 puis Tg-E7 par des doses variablesde CD578, un analogue « non calcimimétique » du calcitriol. Il est apparu que la dose ayant un effetsignificatif au niveau transcriptionnel (surexpression de la 24-hydroxylase) était également la dose laplus toxique, entrainant une hypercalcémie parfois létale. Le protocole principal a du être écourté enraison d’un excès de mortalité. Le petit nombre d’animaux ayant survécu ne nous a pas permis deconclure à une différence d’expression significative du Ki67 dans les thyroïdes de souris traitées parCD578 par rapport aux souris contrôles. De nouvelles expériences devront donc être réalisées auxdoses les moins toxiques, administrées sur une plus longue période et sur un plus grand nombred’animaux, afin d’augmenter la probabilité d’observer un effet sur la prolifération, voire ladifférenciation tissulaire.Doctorat en Sciences médicales