Caractérisation du récepteur nucléaire FXRα dans les cancers germinaux du testicule et étude fonctionnelle d’un nouveau variant

Caracterization of the nuclear receptor FXRα in germ cell tumours and functional study of a new variant

• Auteur / Autrice : Manon Garcia
• Direction : Claude Beaudoin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et génétique moléculaire
• Date : Soutenance le 06/07/2021
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génétique, Reproduction et Développement (Clermont-Ferrand)
• Jury : Président / Présidente : Florence Caldefie-Chézet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Benoît
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Dubuquoy, Joëlle Dupont, Muriel Le Romancer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Récepteurs nucléaires (biochimie)

Mots clés libres

Tumeurs germino-testiculaires

Récepteur nucléaire

Farnesoid-X-receptor

Variant

Germ cell tumours

Nuclear receptor

Farnesoid-X-receptor

Variant

Résumé

Le récepteur FXRα, décrit sous 4 formes chez l’homme, agit comme un facteur de transcription inductible capable de se lier à l’ADN sous la forme d’un hétérodimère avec le récepteur RXRα (Retinoid X Receptor α) pour réguler l’expression de gènes cibles. En contrôlant la transcription génique, le récepteur FXRα participe non seulement à la régulation du métabolisme des lipides et des glucides, mais aussi à la synthèse, au transport ainsi qu’à la détoxication des acides biliaires et de leurs métabolites. Il s’agit d’une fonction essentielle puisque la perte d’activité et/ou d’expression de ce récepteur, tout comme la hausse inappropriée des concentrations en acides biliaires, sont associées à des troubles de la prolifération et de l’apoptose décrits pour favoriser la transformation néoplasique notamment dans le foie et le colon. Récemment, les travaux de l’équipe et ceux d’autres laboratoires ont montré que le récepteur FXRα est exprimé dans le testicule humain dès le premier trimestre de la grossesse ainsi que dans les testicules fœtaux de souris, puis que son activité contrôle l’équilibre des cellules souches germinales dans ce tissu. La forte réduction de l’abondance de FXRα dans les échantillons de tumeurs germino-testiculaires (TGT) mise en évidence par l’équipe ainsi que l’identification d’une nouvelle isoforme de FXRα présente dans le foie et d’autres tissus comme le testicule, interrogent sur la participation de ce facteur à l’étiologie moléculaire de la maladie. Ces éléments fondent le projet scientifique qui vise à : i) étudier la fonction d’un nouveau variant de FXRα produit par l’épissage alternatif d’une partie de son domaine de liaison à l’ADN, et ii) de déterminer si les altérations d’expression et/ou de fonction des protéines FXRα affectent la biologie des cellules souches germinales (CSG) et participent à l’étiologie moléculaire des TGT.Les résultats du travail de thèse montrent que le variant FXRα1 excisé de son exon 5 (ΔEx5) est exprimé dans plusieurs tissus et lignées cellulaires humaines ainsi que chez la souris selon un profil superposable à celui des autres protéines FXRα. Par l’absence d’une partie de son domaine de liaison à l’ADN, ce variant n’est plus en mesure de se lier à sa séquence cible au niveau de l’ADN ni d’activer les réseaux transcriptionnels dépendants de FXRα. De plus, ce variant de FXRα semble exercer un léger effet dominant négatif sur l’activité transcriptionnelle de FXRα1 tout en présentant des capacités d’interaction différentes pour son partenaire RXRα pour mener à la perte de permissivité de ce dimère à transduire un signal via un mécanisme structurel encore inconnu. Collectivement, les résultats présentés dans ce mémoire ont mis en évidence un nouveau variant de FXRα qui reste encore à renseigner pour sa capacité à affiner la réponse adaptative et/ou métabolique induit par les acides biliaires. Toutefois, ces données contribueront à approfondir nos connaissances sur la façon dont les variants d’épissage peuvent adapter la fonction de FXRα dans les tissus, puis éclairer la participation de ce récepteur au contrôle de la biologie des CSG en lien avec les troubles de la fertilité et le développement des TGT.

The FXRα receptor, described in 4 forms in humans, acts as an inducible transcription factor capable of binding to DNA as a heterodimer with the RXRα (Retinoid X Receptor α) to regulate the expression of target genes. By controlling gene transcription, the FXRα receptor is involved not only in the regulation of lipid and carbohydrate metabolism, but also in the synthesis, transport as well as detoxification of bile acids and their metabolites. This is an essential function since the loss of activity and/or expression of this receptor, as well as inappropriate increase in bile acid concentrations, are associated with proliferation and apoptosis disorders described to promote neoplastic transformation especially in the liver and colon. Recently, the work of our team and others has shown that the FXRα receptor is expressed in the human testis from the first trimester of pregnancy as well as in the mouse fetal testis, and that its activity controls the balance of germline stem cells in this tissue. The strong reduction of FXRα abundance in testicular germ cell tumors (TGCT) samples highlighted by the team as well as the identification of a new FXRα isoform present in the liver and other tissues such as the testis, raise questions about the participation of this factor in the molecular etiology of the disease.These elements are the basis of the scientific project which aims to: i) study the function of a new FXRα variant produced by the alternative splicing of a part of its DNA binding domain, and ii) determine if the alterations in expression and/or function of FXRα proteins affect the biology of germline stem cells (GSC) and participate to the molecular etiology of TGT.The results of the thesis work show that the FXRα1 variant spliced for its exon 5 (ΔEx5) is expressed in several human tissues and cell lines as well as in mice in similar a pattern than those described of FXR proteins. By the absence of part of its DNA-binding domain, this variant is no longer able to bind to its target sequence at the DNA level or to activate FXRα-dependent transcriptional networks. Furthermore, this FXRα variant appears to exert a slightly dominant negative effect on the transcriptional activity of FXRα1 while exhibiting different interaction capabilities for its partner RXRα to lead to the loss of permissiveness of this dimer to transduce a signal via a yet unknown structural mechanism. Collectively, the results presented in this thesis have highlighted a novel FXRα variant that has yet to be informed for its ability to fine-tune the adaptive and/or metabolic response induced by bile acids. However, these data will contribute to further improve our knowledge of how splice variants can fit FXRα functions in tissues and then shed light on the contribution of this receptor in the control of GSC biology with an impact on fertility disorders and TGT development.