Role de la GTPase RhoE dans la fusion des myoblastes et leur transformation

Role of RhoE GTPase in myoblast fusion and transformation

• Auteur / Autrice : Mathieu Fortier
• Direction : Cécile Gauthier-Rouvière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhabdomyosarcome

Myogénèse

Cytologie

Biochimie

Résumé

Les GTPases de la famille Rho sont impliquées dans de nombreux processus physiologiques comme la différenciation musculaire squelettique ou myogenèse, mais également dans la transformation cellulaire lorsqu'elles sont dérégulées. Nous avons montré que l'expression d'un membre atypique de cette famille, RhoE, est induite lors de la myogenèse, jusqu'à un maximum atteint au moment de la fusion des myoblastes en myotubes, avant de retrouver son niveau basal. Nous avons mis en évidence, par interférence ARN, que son extinction inhibe cette étape de fusion, à cause de défauts d'alignement et d'élongation des myoblastes. D'un point de vue mécanistique, RhoE participe à ce processus par la régulation négative des activités de la GTPase RhoA et de son effecteur la kinase ROCK1, deux évènements indispensables pour que la fusion ait lieu. Cette inhibition est médiée à la fois par l'activation de la protéine p190RhoGAP, qui inactive RhoA en favorisant l'hydrolyse du GTP, et également par une interaction directe avec la kinase ROCK1. Dans un deuxième temps, nous avons observé que l'expression de RhoE est fortement diminuée dans des lignées de rhabdomyosarcomes (RMS) et dans des myoblastes surexprimant la R-cadhérine, un marqueur de cette pathologie qui conduit à leur transformation via l'activation de la GTPase Rac1. L'inhibition de son activité permet d'ailleurs une restauration des niveaux de RhoE. De plus, nous avons pu montrer que cette diminution d'expression participe à l'acquisition du pouvoir invasif des cellules de RMS, phénomène qui est largement diminué lorsqu'on réexprime RhoE. L'utilisation, sur les cellules de RMS, de drogues inhibant respectivement RhoA ou ROCK1 conduit à une diminution de l'invasion cellulaire, suggérant qu'une fois de plus RhoE contrôle cette propriété en régulant les activités de RhoA et de son effecteur ROCK1

Rho family GTPases are involved in various physiological processes, such as skeletal muscle differentiation, also called myogenesis, and, when they are misregulated, in cellular transformation. We have shown that the expression of an atypical member of the family, RhoE, is induced during myogenesis up to a maximum at fusion time, before resuming its basal level. Then, we report that its extinction by RNA interference blocked the fusion process because of myoblast alignment and elongation defects. Mechanistically, RhoE negatively regulates the activities of the GTPase RhoA and of its effector, the kinase ROCK1, which must be downregulated to allow myoblast fusion. This inhibition is mediated by the activation of p190RhoGAP, which enhances GTP hydrolysis by RhoA and also by direct interaction with ROCK1. Secondly, we observed that RhoE expression is strongly downregulated in rhabdomyosarcoma cell lines and in R-cadherin-expressing myoblasts. R-cadherin induces their transformation via the activation of Rac1 GTPase. Inhibition of Rac1 activity allows a rescue of RhoE level. Moreover, we have shown that this decrease participates in invasive properties of RMS cell lines. Conversely, this process is lost when we express exogenous RhoE in these cells. By using drugs that target selectively RhoA or ROCK1, we observed a decrease of invasiveness, meaning that RhoE controls this property by downregulating the activities of RhoA and its effector ROCK1