MicroRNAs and oxidative stress : mechanisms of regulation and impact on tumorigenesis

• Auteur / Autrice : Luciana Batista
• Direction : Fatima Mechta-Grigoriou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bases Fondamentales de l'Oncogénèse
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN

Polyadénylation

Tumeurs de l'ovaire

Éléments de régulation transcriptionnelle

microARN

Stress oxydatif

Résumé

Les microARNs (miRNAs) sont des régulateurs majeurs de l'expression génique et ont été impliqués dans un grand nombre de processus biologiques et pathologies, dont le cancer. Le stress oxydant est une accumulation des espèces réactives de l'oxygène et génère une réponse cellulaire dans laquelle le miRNAs peuvent jouer un rôle important. Dans cette étude nous nous intéressons au rôle et à la régulation des miRNAs de la famille miR-200 (miR-141, 200a, 200b, 200c and 429) qui accumulent en réponse au stress oxydant. Dans la première partie, nous invetiguons la fonction de miR-141 et 200a dans la tumorigénèse et la réponse au stress oxydant. Nous montrons que ces miRNAs ciblent une protéine clé de cette réponse, la p38alpha. Ils sont pro-tumorigènes mais leur surexpression augmentent la sensibilité à la chimiothrapie. Dans les tumeurs ovariennes humaines, l'expression du miR-200a est associée à une signature de Stress oxydant, ce qui corrèle avec une meilleure survie des patientes. La deuxième partie est dédiée à l'étude de deux miRNAs issus d'un même locus génomique, miR-200c et 141. Nous démontrons que leur transcription est associée à celle du gène localisé en amont, PTPN6. Nous proposons deux mécanismes originaux de co-régulation de ces gènes. Le premier est que la transcription de PTPN6 ne s'arrête pas à son site de polyadénylation, mais continue jusqu'aux miRNAs. Le deuxième mécanisme est l'association physique entre les deux promoteurs à travers une boucle de l'ADN, mis en évidence par des expériences de 3C (Chromosome Conformation Capture).

MicroRNAs (miRNAs) are key regulators of gene expression and habe been implicated in a vast number of biological processes and pathologies, including cancer. Oxidative stress is generated by an accumulation of reactive oxygen species and elicits a cellular response in which miRNAs can play an important role. By investigating miRNAs affected by oxidative stress, we identified the miR-200 family of miRNAs (miR-141, 200a, 200b, 200c and 429) and studied their function and regulation. In the first part, we investigated the miR-141 and 200a function in oxidative stress response and their impact on tumorigenesis. We showed that they directly target a key stress sensor, the p38alpha. These miRNAs are pro-tumorigenic but their overexpression in xenografted tumors lead to an increased sensitivity to paclitaxel chemotherapy. In an human ovarian cancers, miR-200a expression is associated with an Oxidative Stress signature, which correlates with a better clinical outcome. These findings have potential future clinical applications in prediction and treatment of ovarian cancer. The second part is focused on two genetically clustered miRNAs, miR-200c and 141, which are co-upregulated upon oxidative stress. We demonstrated that their transcription is intimately associated to this one of the upstream gene, PTPN6. We propose two original mechanisms for the tight co-regulation of these genes. The first is a transcriptional read-through of the PTPN6 polyadenylation site leading to the transcription of the downstream miRNAs. The second mechanism, supported by our 3C (Chromosome Conformation Capture) experiments, is a physical interaction between the two promoters by a DNA-loop.