Etude du rôle des protéines QSOX1 et GABARAPL1 dans l'autophagie et le cancer

Study of the role of QSOX1 AND GABARAPL1 in autophagy and cancer

• Auteur / Autrice : Laura Poillet Perez
• Direction : Régis Delage-Mourroux, Gilles Despouy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 08/12/2015
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Estrogènes, expression génique et pathologies du système nerveux central (E2SNC) (Besançon) - Estrogènes, expression génique et pathologies du système nerveux central (E2SNC) (Besançon)
• Jury : Président / Présidente : Renaud Legouis
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Régis Delage-Mourroux, Gilles Despouy, Renaud Legouis, Patrice Codogno, Souhila Medjkane, Laurence Dubrez-Daloz
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Patrice Codogno, Souhila Medjkane

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stress oxydatif

Aspect moléculaire

Cancer du sein

Autophagie

Mots clés libres

QSOX1

GABARAPL1

GABARAP

Cancer du sein

Autophagie

QSOX1

GABARAPL1

GABARAP

Breast cancer

Autophagy

Résumé

L'objectif de ces travaux de thèse était d'étudier l'implication de l'autophagie dans le cancer via l'analyse de deux protéines QSOX1 et GABARAPL1. La protéine QSOX1 possède deux isoformes majoritaires QSOX1-S et QSOX1-L et est impliquée dans le repliement correct des protéines par la création de ponts disulfures. Des études de notre laboratoire ont également mis en évidence que QSOX1-S est impliquée dans laprotection contre les stress et le cancer. En effet, l'expression de QSOX1-S est induite suite à un stress oxydant ou un stress du réticulum endoplasmique et protège les cellules contre la mort induite par ces stress. De plus, QSOX1-S réduit les phénotypes des cellules de cancer du sein in vitro et la croissance tumorale in vivo. Néanmoins, le rôle de QSOX1 dans le cancer est complexe et diffère selon les types de cancer, principalement à cause de l'existence de ces différents transcrits. Etant donné le rôle de QSOX1-S dans les stress et le cancer, deux mécanismes étroitement liés à l'autophagie, nous avons étudié le rôle de QSOX1-S dans l'autophagie. Nos résultats ont permis de mettre en évidence que l'expression de QSOX1-S augmente suite à l'induction de l'autophagie et permet le maintien de l'homéostasie cellulaire.Nous avons également démontré que QSOX1-S inhibe le flux autophagique en inhibant la fusion autophagosome/lysosome et pourrait réduire l'invasion des cellules de cancer du sein par sa fonction dans l'autophagie. La protéine GABARAPL1 appartient à la famille ATG8 et sous-famille GABARAP dont les membres sont impliqués dans l'autophagie. Il a été mis en évidence au sein de notre laboratoire que GABARAPL1 est associée aux autophagosomes lors de l'autophagie. Les membres de la famille GABARAP interviendraient lors des étapes tardives de l'autophagie. Un rôle de la protéine GABARAPL1 dans la dégradation du glycogène par autophagie, appelée glycophagie, a également été mis en évidence, suggérant une fonction de cette protéine dans le métabolisme. De plus, GABARAPL1 inhibe les phénotypes des cellules de cancer du sein in vitro et la croissance tumorale in vivo, suggérant un rôle de suppresseur de tumeur de cette protéine. Au vu du rôle de GABARAPL1 dans le cancer et l'autophagie, nous avons poursuivi et approfondi le rôle de cette protéine dans l'autophagie et étudié l'implication de l'autophagiedans les fonctions de GABARAPL1 liées aux cellules cancéreuses. Nous avons mis en évidence que GABARAPL1 agit au niveau des étapes précoces et tardives de l'autophagie de manière dépendante ou indépendante de sa liaison aux autophagosomes. De façon intéressante, nosrésultats montrent que la fonction de suppresseur de tumeur de GABARAPL1 semble indépendante de sa liaison aux autophagosomes. Nos résultats ont également mis en évidence que GABARAPL1 joue un rôle important dans la régulation du métabolisme cellulaire et dansla régulation de l'homéostasie mitochondriale via l'autophagie qui pourrait expliquer son rôle dans le cancer. L'ensemble de ces travaux ont permis de mieux caractériser et d'identifier des liens entre autophagie, stress cellulaire, métabolisme et cancer.

The aim of my thesis was to study the role of QSOX1 and GABARAPL1 (GL1) in autophagy and cancer. QSOX1 protein has been shown to be involved in the regulation of protein folding and is associated with protection against cellular stress and cancer. Given the function of QSOX1 in stress and cancer, two processes which have been previously linked to autophagy, we have studied the role of QSOX1 in autophagy. We showed that QSOX1 protein can maintain cellular homeostasis during amino acids starvation. Our results also indicated that QSOX1 inhibits autophagy through the inhibition of autophagosome/lysosome fusion which could explain the role of QSOX1 on cell invasion. The GL1 protein, belonging to the ATG8 family and GABARAP subfamily, is associated with autophagosomes during autophagy and have a tumor suppressor role. Given the function of GL1 in cancer and autophagy, we aimed to characterize the role of GL1 in autophagy and determine whether GL1 conjugation to autophagosomes is necessary for its tumor suppressive functions. Our results demonstrated that GL1 presents different regulatory functions during early and later stages of autophagy. Sorne of these functions seem to be independent of its conjugation to autophagosomes. Interestingly, GLl tumor suppressive function appeared independent of its conjugation to autophagosomes. Our results also demonstrated that GL1 play an important role in the regulation of metabolism and mitochondrial homeostasis through autophagy, function which could explain its role in cancer. Together, this work allowed us to establish a link between autophagy, cellular stress, metabolism and cancer