Etude de modifications épigénétiques corrélées à l'expression du gène MDR1 et à la texture nucléaire dans des cellules de carcinome pulmonaire H69 sensibles et résistantes à la chimiothérapie

Analysis of epigenetic modifications correlated to MDR1 gene expression and nuclear texture in lung carcinoma cells H69 sensitive and resistant to chemotherapy : zeng

• Auteur / Autrice : Victoria El Khoury
• Direction : Jean Dufer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacie. Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytométrie en images

Méthylation de l'ADN

Acétylation

Code histone

Maturation post-transcriptionnelle des ARN

Gènes MDR

Résumé

La @résistance aux anticancéreux résulte souvent de l'expression de la P-gp, une protéine à efflux codée par le gène MDR1 dont les mécanismes de régulation sont encore mal connus. Au cours de ce travail l'effet de modifications épigénétiques sur le phénotype nucléaire et l'expression du gène MDR1 a été analysé dans des cellules de carcinome pulmonaire sensibles H69WT et résistantes à la chimiothérapie H69VP. Différentes techniques ont été développées pour étudier la texture de la chromatine (cytométrie par analyse d'images), le cycle cellulaire (cytométrie en flux), les modifications post-traductionnelles des histones (western blot, AUT-PAGE) et les mécanismes de régulation du gène MDR1 (RT-PCR en temps réel, ChIP, MSP, COBRA). Il apparaît que les cellules H69VP surexprimant le gène MDR1 présentent, comparativement à leurs homologues sensibles H69WT, des altérations texturales nucléaires correspondant à un aspect '' décondensé '' de la chromatine. L'inhibition des histones désacétylases par la trichostatine A (TSA) modifie la supra-organisation de la chromatine dont la texture manifeste alors une décondensation progressive dans les cellules sensibles et transitoire dans les cellules résistantes. Ces modifications de la structure chromatinienne semblent refléter les variations du taux d'acétylation des histones H3 localisées au niveau du promoteur MDR1. La TSA induit une surexpression du gène MDR1 dans les cellules H69WT et une diminution de son expression dans les cellules H69VP. Cette régulation apparaît de nature transcriptionnelle et n'est pas liée à une modification de la stabilité de l'ARNm MDR1. L'inhibition de la synthèse protéique de novo réduit mais ne supprime pas l'effet de la TSA sur l'expression du gène MDR1. Ces résultats suggèrent que la TSA modifie l'expression et la fixation à l'ADN d'un ou plusieurs facteurs de transcription impliqués dans la régulation de ce gène de résistance. D'autre part, la modulation différentielle de l'expression du gène MDR1 par la TSA ne correspond pas à une différence de méthylation basale du promoteur MDR1, ni à des variations de l'état de méthylation de ce promoteur au cours du traitement par la TSA. Toutefois, la TSA modifie le profil épigénétique du promoteur MDR1 au niveau duquel elle induit une hyperacétylation des histones H3 et H4, progressive dans les cellules H69WT et transitoire pour les histones H3 dans les cellules H69VP. Enfin, malgré ses effets inverses sur l'expression du gène MDR1 dans les deux lignées cellulaires, la TSA augmente le recrutement du facteur co-activateur PCAF au niveau du promoteur de ce gène. Nos résultats suggèrent l'intérêt que pourraient présenter les inhibiteurs des HDACs dans le traitement des cancers multi-résistants.

@Multidrug resistance often results from the expression of P-gp, an efflux pump encoded by the MDR1 gene. However molecular mechanisms that regulate MDR1 gene remain poorly understood. This study examined the consequences of epigenetic modifications on nuclear phenotype and MDR1 gene expression in lung carcinoma cell lines sensitive (H69WT) and resistant to chemotherapy (H69VP). H69VP resistant cells overexpressing MDR1 gene display nuclear texture alterations, as compared with H69WT sensitive cells, underlining a more uniform distribution of chromatin. Treatment with trichostatin A (TSA), a histone deacetylase inhibitor, induces a progressive and transient chromatin decondensation in sensitive and resistant cells respectively. These modifications seem to reflect variations of H3 acetylation levels on the MDR1 promoter. TSA up-regulates MDR1 gene expression in H69WT cells and down-regulates its expression in H69VP cells through a transcription mechanism without affecting MDR1 mRNA stability and independently of MDR1 promoter methylation and PCAF recruitment to the MDR1 inverted CCAAT box. Translation inhibition reduces these modulations without suppressing them, suggesting that TSA modifies the expression and DNA binding of transcription factors implicated in the regulation of MDR1 gene. These findings indicate that HDAC inhibitors may represent potential anticancer drugs in multidrug resistant tumors.