Criblage à haut débit d'inhibiteurs du répresseur de transcription REST dans des progénies neurales issues de cellules souches embryonnaires humaines

High throughput screening of inhibitors of the repressor of transcription REST in neural progenies derived from human embryonic stem cells

• Auteur / Autrice : Jérémie Charbord
• Direction : Anselme Perrier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 06/04/2012
• Etablissement(s) : Evry-Val d'Essonne
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale des Génomes aux organismes (Versailles ; 2000-2015)
• Jury : Président / Présidente : Jeanine Tortajada
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Simonneau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Goureau, Jacques Haiech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Benzimidazoles

Criblage pharmacologique

Gènes rapporteurs

Mots clés libres

Neurogenese

Neurogenesis

Résumé

Nous avons identifié des inhibiteurs pharmacologiques de REST capables d’augmenter l’expression d’un ensemble de gènes cibles de REST (gènes RE1) neuronaux dans des cellules souches neurales (NSC) issues de cellules souches embryonnaires humaines (HESC). De tels composés ont pour intérêt de constituer un nouveau type d’outil pour étudier la fonction de REST dans la prolifération et la différenciation des NSC normales ou pathologiques et pourraient posséder des propriétés thérapeutiques dans les maladies ou une sur-activation de REST participe ou marque la pathologie cellulaire telles que la maladie de Huntington ou certaines tumeurs du cerveau. L’identification des inhibiteurs de REST a été réalisée grâce à la technologie puissante du criblage à haut débit (HTS). Le succès de cette méthode a reposé sur l’élaboration d’un test cellulaire fonctionnel robuste de l’activité de REST dans les NSC. Un système rapporteur de cette activité a été construit autour d’une cassette d’expression de la Luciferase Renilla placée sous le contrôle d’un promoteur constitutif fort. Plusieurs sites RE1 ont été insérés en amont de cette cassette afin de rendre l’expression de la Luciferase dépendante de l’activité de REST. Nous avons ainsi isolé le compose  x5050, un benzimidazole qui entraîne, comme montre par l’étude transcriptomique, la surexpression spécifique des gènes RE1 neuronaux. x5050 ne modifie ni la transcription de REST ni la fixation de REST sur une séquence oligonucléotidique RE1 marquée. En revanche, x5050 entraîne la diminution du niveau de la protéine REST, vraisemblablement en modulant la dégradation de REST par le système ubiquitine-protéasome.

Our goal was to identify pharmacological inhibitors of REST that would be able to increase the expression of a set of neuronal gene targets of REST (RE1 genes) in human neural stem cells (NSCS) derived from human embryonic stem cells (HESC). These compounds would at first provide a new type of tool to better understand REST action on proliferation and differentiation in normal or pathological NSCS and could have therapeutical properties for diseases in which an over-activation of REST is implicated in or influences cellular pathology such as huntington’s disease or some brain tumors. Identification of REST inhibitors was performed using the powerful technology of high throughput screening (HTS). Success of this method was based on the set up of a robust functional cell assay of REST activity in NSCS. A reporter system of this activity has been constructed using an expression cassette of the renilla luciferase placed under control of a strong constitutive promoter. Several RE1 sites have been inserted upstream of this cassette to make the expression of Luciferase dependent on REST activity. We have isolated x5050 compound, a benzimidazole which leads to upregulation of RE1 genes as shown by transcriptomic studies. x5050 modified neither rest transcription nor rest fixation on a labeled nucleotidic RE1 sequence. On the contrary, x5050 treatment induced the decrease in rest protein level, probably by modulating REST degradation by the ubiquitin-proteasome system.