Thèse soutenue

Interrelations entre les filaments de septines, les microfilaments d’actine et les microtubules : adaptations fonctionnelles en réponse aux taxanes
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Auteur / Autrice : Joelle Salameh
Direction : Christian PoüsAnita Baillet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie
Date : Soutenance le 11/02/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathogenèse et traitement des maladies du foie (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
référent : Faculté de pharmacie
Jury : Président / Présidente : Clara Nahmias
Examinateurs / Examinatrices : Aurélie Bertin, Ali Badache, Arnaud Echard
Rapporteurs / Rapporteuses : Aurélie Bertin, Ali Badache

Mots clés

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Résumé

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Les septines, une famille de GTPases qui s’oligomérisent en filaments, forment un nouvel élément du cytosquelette. Principalement alignés avec l'actine corticale et les fibres de stress en condition basale, les filaments de septines peuvent aussi s’associer intégralement aux microtubules (MT), notamment en réponse à un traitement par les taxanes, des molécules stabilisatrices de MT utilisées en chimiothérapie. Les travaux de cette thèse visent à mieux comprendre les mécanismes moléculaires qui contrôlent l’association des filaments de septines avec les autres éléments du cytosquelette, comme en réponse aux taxanes. La résistance des cellules tumorales aux taxanes limite leur emploi en clinique. Mon équipe a mis en évidence un nouveau mécanisme de résistance développé par des cellules adaptées au long cours au paclitaxel, dans lequel la relocalisation des filaments de septines, des fibres de stress vers les MT augmente leur dynamique, contrecarrant ainsi l'effet stabilisateur du paclitaxel. Pendant ma thèse, j’ai montré que, comme dans le cas de l’adaptation à long terme, un traitement aigu par le paclitaxel induit rapidement, une relocalisation complète des filaments de septines, de l’actine vers les MT. Ceci conduit les cellules initialement sensibles à développer une résistance au paclitaxel. Le co-alignement des filaments de septines et des MT ne résulte pas de la stabilisation des MT par le paclitaxel mais ne s’observe que chez les lignées qui expriment un niveau basal élevé de SEPT9_i1. Cette isoforme, connue pour être de mauvais pronostic, est nécessaire mais insuffisante pour le changement de localisation des septines. En cherchant des déterminants moléculaires impliqués dans cette relocalisation, j’ai établi que la protéine BORG2, effectrice de Cdc42 qui lie les septines à l'actine dans les cellules en interphase, est rapidement dégradée par le protéasome suite à un traitement par le paclitaxel. En l’absence de tout traitement, l’inhibition d’expression de BORG2 mime les effets du paclitaxel en induisant le détachement des filaments de septines des fibres de stress et leur relocalisation le long des MT, ainsi qu’une résistance à la drogue. À l'inverse, la surexpression de BORG2 maintient les septines sur les fibres d'actine même après un traitement par le paclitaxel, sans affecter la sensibilité à ce taxane. De façon intéressante, le paclitaxel inhibe partiellement Cdc42, entraînant une baisse de BORG2 et la relocalisation des filaments de septines. Ce phénotype est aussi observé après surexpression d'un mutant inactif de Cdc42, tandis que l'expression d'un mutant constitutivement actif se liant partiellement aux fibres de stress, maintient un niveau d’expression suffisant de BORG2 pour retenir les septines sur l’actine, même après un traitement par le paclitaxel. Ces résultats révèlent les rôles de Cdc42 et de BORG2 dans le contrôle de l'interaction entre les filaments de septines, les fibres d'actine et les MT en condition basale et en réponse aux taxanes. Par ailleurs, après avoir observé, en dehors de tout traitement, que la dépolymérisation des MT provoque une disparition complète des filaments de septines même lorsqu’ils sont associés à l’actine, j’ai exploré le rôle des MT dans l’adressage des septines sur les filaments d'actine. Des résultats préliminaires montrent qu’après inhibition du complexe moteur dynéine/dynactine, les septines colocalisent avec les MT. A l’état basal, le trafic intracellulaire dépendant des MT semble donc jouer un rôle dans l’adressage des filaments de septines aux fibres d’actine. En conclusion, mon travail a permis de mettre en évidence des acteurs clés de la régulation de la compartimentation subcellulaire des filaments de septines, à l’état basal et en réponse aux taxanes : SEPT9_i1, BORG2, Cdc42 ainsi que certains moteurs moléculaires associés aux MT.