Contrôle de la sénescence des cellules de mélanome : implication de la kinase Aurora B et du facteur de transcription MITF

Senescence control of melanoma cells : involvement of the kinase Aurora B and the transcription factor MITF

• Auteur / Autrice : Caroline Bonet
• Direction : Corine Bertolotto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Interactions moléculaires et cellulaires
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Nice ; 1992-....)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Pagès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Christophe Marine, Alain Mauviel, Brigitte Bressac-de Paillerets
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Christophe Marine, Alain Mauviel

Mots clés

Mots clés contrôlés

MAP kinase

Thérapie moléculaire ciblée

Vieillissement

Cellules

Facteurs de transcription

Thérapeutique

Mélanome

Résumé

Le mélanome est une tumeur hautement agressive, dont l’incidence est en forte augmentation depuis ces dernières décennies, ce qui en fait un important problème de santé publique. Le fort potentiel métastatique du mélanome implique une éradication chirurgicale précoce afin d’éviter la dissémination des cellules tumorales qui deviennent alors hautement résistantes à tous types de traitements. Grâce à une meilleure compréhension des mécanismes moléculaires de pathogénie, des nouveaux traitements de thérapie ciblée ont pour la première fois permis d’augmenter la survie des patients atteints de mélanome métastatique. Cependant, malgré l’espoir énorme que suscitent ces traitements, il y a encore de nombreux patients qui ne répondent pas et la guérison parfois incomplète est souvent suivie de rechutes fatales. Dans une première partie de ma thèse, j’ai montré que la kinase Aurora B est contrôlée par la voie MAPK/ERK, dérégulée dans 80% des cas de mélanomes, et que son inhibition par un nouvel inhibiteur plus spécifique de cette kinase conduit à la mise en place d’un programme de sénescence et à la mort des cellules de mélanome par de la catastrophe mitotique. Le Vémurafénib qui inhibe la forme oncogénique BRAFV600E, mutée dans 50% des cas de mélanomes, augmente la survie des individus atteints de mélanomes métastatiques mais ce traitement est suivi de rechutes très rapides. L’enjeu actuel est donc de trouver de nouvelles cibles afin d’éviter les résistances et de prolonger les effets du Vémurafénib. J’ai montré que les mélanomes résistants au Vémurafénib sont sensibles à la mort cellulaire induite par l’inhibiteur d’Aurora B. Ainsi, la kinase Aurora B semble être une cible prometteuse dans le traitement du mélanome et également chez les patients développant des résistances au Vémurafénib. Dans une deuxième partie de la ma thèse je me suis intéressée au facteur de transcription MITF. MITF, dont l’isoforme M est restreinte au lignage mélanocytaire est un facteur de transcription qui joue un rôle important dans la tumorigenèse. Nous avons montré au laboratoire que l’invalidation de MITF par la technique de l’interférence à l’ARN engage une voie de réponse de dommage de l’ADN et la mise en place d’un programme de sénescence cellulaire qui peut être considéré comme une barrière anti-tumorale. Cette étude a révélé comment MITF contrôle la prolifération et supprime la sénescence des cellules mélanocytaires. De plus, le laboratoire a identifié une mutation de MITF qui change le glutamate en position 318 en lysine (E318K). Cette mutation affecte un site de sumoylation et prédispose au mélanome et au cancer du rein. Ce mutant de MITF contrôle un répertoire de gènes différent de la forme sauvage. L’objectif de mon travail a été de mieux comprendre comment le mutant exerce ces activités pro-tumorales en focalisant mes recherches sur le contrôle du programme de sénescence. Dans ce contexte, j’ai montré que ce mutant de MITF induit un dépassemen de la sénescence induite par des agents chimiothérapeutiques (AZD1152, Hydroxyurée, Fotémustine) mais également par l’oncogène BRAF. La sénescence induite dans les cellules contrôle a été caractérisée par l’augmentation de l’activité de la β-galactosidase, des dommages de l’ADN et une augmentation des marqueurs de la sénescence, phénomènes absents dans les cellules exprimant la mutation. De plus, j’ai montré que les cellules exprimant la forme mutée de MITF surexpriment le facteur de transcription FOXM1 et que l’inhibition de FOXM1 restaure la sénescence induite par l’AZD1152. Ces résultats confirment le rôle de MITF dans le contrôle de la sénescence dans les cellules mélanocytaires et montrent que la forme mutée E318K de MITF entraîne un dépassement du programme de sénescence et favorise le développement du mélanome.

Metastatic melanoma is an aggressive tumor with almost no effective treatment options. Therefore, a better understanding of the molecular mechanisms underlying melanoma disease will be essential for new advances in melanoma therapy. I showed that the kinase Aurora B is regulated by the MAPK/ERK signaling pathway, deregulated in 80% of melanoma. I showed that Aurora B inhibition triggers senescence entry, characterized by a growth arrest and the death of melanoma cells. Vemurafenib, an inhibitor of BRAF mutated melanoma which occurs in approximately 50% of cases, increases the overall survival of individuals but this treatment induces resistance. In this context, I showed that melanoma cells resistant to Vemurafenib’s effect are sensitive to the Aurora B inhibitor. Collectively, my results indicate that the inhibition of the kinase Aurora B might be a promising strategy for the treatment of metastatic melanoma. On the other hand, my project aims to investigate the role of the transcription factor MITF. We have shown that the invalidation of MITF triggers senescence. In addition, we have identified a mutation in MITF that affects a sumoylation site and predisposes to melanoma. The objective was to understand the molecular mechanisms by which this mutant of MITF exerts its pro-tumoral activity. I showed that MITF prevents senescence entry of melanoma cells mediated by different pro-oncogenic drugs and oncogenes and in several melanoma cell lines. My results confirm the role of MITF in controlling senescence in melanocyte ells, and indicate how MITF, that overrides the senescence, could favor melanoma development.