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Plasticité neurale dans le développement du cancer

Nous cherchons à comprendre comment le système nerveux innerve les tumeurs cancéreuses afin de réguler leur développement et leur progression.

Le fonctionnement du système nerveux repose sur des réseaux neuronaux très sophistiqués qui se forment pendant la vie fœtale et l’enfance. Pendant le développement, les neurones émettent de longs câbles, appelés axones, pour atteindre leurs cellules cibles et établir des contacts synaptiques. Ce processus est contrôlé par des groupes de cellules spécialisées qui expriment des signaux de guidage et dirigent les axones selon des trajectoires spécifiques. Les projections nerveuses ainsi établies sont maintenues tout au long de la vie adulte. Loin d’être statiques, elles conservent un degré de plasticité qui leur permet de se remodeler en fonction de nos expériences ou en réponse à des maladies comme le cancer. En effet, les tumeurs malignes sont capables de stimuler la repousse d’axones matures et de favoriser ainsi leur propre innervation. L’importance de ce phénomène sur l’évolution de la maladie commence seulement à être comprise : le système nerveux a un effet protecteur ou, au contraire, accélérateur du développement tumoral, qui dépend à la fois du type de cancer et des propriétés biochimiques des axones infiltrés. Ces résultats soulèvent des questions fondamentales auxquelles nous cherchons à répondre :

Comment les projections axonales se remodèlent-elles au cours du développement d’une tumeur ?

Comment la combinaison de signaux chimiques et mécaniques générés par la tumeur contrôle-t-elle la croissance et la plasticité axonale ?
Comment les neurones interagissent-ils avec les cellules du microenvironnement tumoral et contribuent-ils à la progression de la maladie ?

Reconstruction de l'innervation d'une lésion cancéreuse dans un modèle de souris transgénique de l'adénocarcinome du canal pancréatique. Les axones du système nerveux sympathique sont représentés en rouge, les surfaces d'interaction avec les vaisseaux sanguins en jaune et les lumières des lésions épithéliales en bleu.

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Alumni

Ils ont contribué à nos activités
Anaïs Bellon
Rechercheuse INSERM à l'Institut de Neurobiologie Méditerranéenne (INMED), France
Marion Benezech-Lapeyre
Technicien R&D chez Innate Pharma, France
Katja Burk
Chef de groupe au département de neurologie du centre médical universitaire de Göttingen, Allemagne
Chloé Dominici
Postdoc à l'Institut de recherche sur le cancer et le vieillissement (IRCAN), France
Jeremy Guillot
Postdoc à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Suisse
Adrien Lucchesi
Professeur de biotechnologie, France
Jonathan Luchino
Professionnel de la santé, France
Laura Miranda
Assistante en recherche et développement chez Innate Pharma, France
Erik Mire
Chef de groupe au Neuroscience & ; Mental Health Research Institute, Université de Cardiff, Royaume-Uni
Thi-Trang Huyen Nguyen
Maître de conférences à l'Université des sciences et de la technologie de Hanoi (USTH), Vietnam
Micaela Roque
Ingénieur de maturation à la SATT Aquitaine, France
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Postdoc à l'Institut de Biologie Moléculaire et de Biotechnologie (IMBB), Grèce

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Plasticité neurale dans le développement du cancer

3D imaging of neural network remodeling

We are studying neuronal plasticity in mouse models of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). We use 3D light sheet fluorescence microscopy to visualize in whole pancreas the architecture of neural networks and their interactions with adjacent cells and structures (blood vessels, glial cells, macrophages). We discovered that axons of the sympathetic nervous system remodel very early in the development of PDAC, emitting numerous collaterals that innervate pre-cancerous lesions and the periphery of invasive tumors (Guillot et al., 2022).

Role of axonal guidance molecules

Our previous work has highlighted the multiple roles played by guidance molecules of the Semaphorin family in the development of axonal projections (Chauvet et al., 2007; Bellon et al., 2010; Burk et al., 2017; Mire et al., 2018). The overexpression of these signals in many cancers suggests that they could contribute to tumor progression. We have already shown that Semaphorin 3E confers to cancer cells a resistance to apoptosis (Luchino et al., 2013). We are now testing the hypothesis of a role of guidance signals in the structural plasticity of adult networks and the innervation of PDAC.

Functional crosstalk between nerves and cancer

Nerves have recently emerged as new regulators of cancer progression. While in many cases, nerves stimulate tumor growth and spread, we have shown that the sympathetic nervous system has an opposite protective function against PDAC. Indeed, the selective ablation of the sympathetic innervation of the pancreas accelerates tumor progression via the reprogramming of tumor-associated macrophages (Guillot et al., 2022).