Thèse soutenue

Capacité de synthèse d’ADN réduite et allongement de la phase S sont une propriété des cellules tumorales liée à un raccourcissement de leur phase G1
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Auteur / Autrice : Baraah Al Ahmad Nachar
Direction : Étienne Schwob
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie Santé
Date : Soutenance le 23/11/2020
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier
Jury : Président / Présidente : Anne-Marie Martinez
Examinateurs / Examinatrices : Étienne Schwob, Anne-Marie Martinez, Valeria Naim, Jean-Charles Cadoret, Chantal Desdouets, Vincent Coulon
Rapporteurs / Rapporteuses : Valeria Naim, Jean-Charles Cadoret

Résumé

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L’instabilité chromosomique est une propriété cardinale des tumeurs solides dont on connait encore mal l’origine. Les travaux pionniers effectués au laboratoire ont montré, dans le système modèle levure, que l'activation précoce des kinases CDK et la formation d’un nombre insuffisant d'origines de réplication (‘licensing’) en G1 conduisent à une extension de la phase S et à des remaniements chromosomiques en mitose. La plupart des cellules cancéreuses ayant des altérations génétiques ou épigénétiques d’un ou plusieurs régulateurs G1/S du cycle cellulaire qui peuvent entraver la formation des origines, j’ai analysé à l’aide de nouvelles techniques la dynamique de réplication de l’ADN dans 14 lignées de cellules cancéreuses épithéliales humaines, comparativement à celle de fibroblastes humains normaux. Mes résultats montrent que toutes les lignées cancéreuses testées ont une phase S plus longue (10-29h) que les cellules non transformées (7-9h). Les cellules cancéreuses ont aussi une densité instantanée globale de fourches de réplication (GIFD) plus faible, partiellement compensée pour certaines lignées par une vitesse de fourche (FV) accrue. Je définis la force de réplication (RP = GIFD x FV) comme un nouveau descripteur de la capacité des cellules à synthétiser l'ADN, qui intègre ce mécanisme de compensation et qui est systématiquement plus faible pour les lignées cancéreuses.Les conséquences de cette phase S allongée sur le cycle cellulaire et la mitose ont été évaluées par microscopie 4D. J’ai détecté une synthèse d’ADN en mitose (MiDAS) et des défauts de ségrégation des chromosomes dans les cellules cancéreuses non exposées à des perturbateurs de la réplication, indiquant la présence une instabilité chromosomique (CIN) constitutive. Un traitement avec des doses faibles de palbociclib, un inhibiteur des kinases de G1 CDK4/6, restaure une GIFD et durée de phase S normales dans des cellules cancéreuses pRb+. Nos données indiquent que la majorité des cellules tumorales peinent à dupliquer leur génome à cause d’une réduction de nombres d’origines actives, et que ceci pourrait être le déclencheur principal de leur instabilité génomique. Elles ouvrent aussi de nouvelles pistes pour le dépistage précoce ou le traitement des cancers.