Le rôle de la réponse aux protéines non pliées dans les cellules dendritiques et les cellules du myélome mutiple

The role of the unfolded protein response in dendritic cells and multiple myeloma cells

• Auteur / Autrice : Julien Gigan
• Direction : Philippe Pierre, Rafael J. Argüello
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Immunologie
• Date : Soutenance le 12/12/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d'Immunologie Marseille-Luminy (1976-....)
• Jury : Président / Présidente : Franck Galland
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabio Martinon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphane Rocchi, Bénédicte Manoury

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse protéique

Phosphorylation

Lymphokines

Cellules dendritiques

Mots clés libres

Erk

Ire-1

Atf6

Upr

ER stress

Isr

Cellules dendritiques

Perk

Ire-1

Atf6

Upr

ER stress

Isr

Dendritic cells

Perk

Résumé

La réponse aux protéines non pliées (UPR) est essentielle pour la réponse immunitaire, mais aussi comme cible potentielle contre le cancer. L'UPR conduit à l'activation de trois capteurs du RE : PERK, IRE-1 et ATF6. L'activation de chaque capteur induit des réponses cellulaires distinctes. Dans cette thèse, nous nous sommes d'abord intéressés au rôle de PERK dans les cellules dendritiques (DC). Les DC sont caractérisées par une haute phosphorylation d'eIF2 dépendante de PERK. Malgré cette phosphorylation, les DC présentent une synthèse protéique active. De plus, l'inactivation de PERK augmente la synthèse protéique et régule l'expression de l'IFN-β en réponse au LPS. Néanmoins, l'interrelation entre l'activation de PERK, IRE-1 et ATF6 reste mal définie en raison de limitations techniques. Par conséquent, nous avons proposé une approche multiparamétrique pour déterminer le niveau d'activation de PERK, IRE-1 et ATF6 et l'avons utilisée pour étudier leur rôle dans la toxicité du bortézomib (BTZ). Cette approche combine la mesure du niveau de traduction et de la translocation des facteurs de transcription sur des suspensions de noyaux en cytométrie de flux. Cette méthode, nommée SNUPR, met en évidence l'hétérogénéité de l'UPR en réponse au BTZ. Le BTZ induit l'activation des capteurs de stress du RE, mais ceux-ci ne contribuent pas à la cytotoxicité du traitement. De plus, nous avons constaté que les cellules résistantes au BTZ ont besoin d'IRE-1, mais pas de PERK ou d'ATF6, pour survivre au traitement. Ainsi, nos résultats montrent que la modulation de la voie UPR est une cible potentielle pour contourner la résistance au BTZ dans le myélome multiple.

The unfolded protein response (UPR) is essential for immune response, but also as potential target against cancer. UPR leads to the activation of three ER stress sensors: PERK, IRE-1 and ATF6. Activation of each sensor induces cellular responses and nuclear translocation of distinct transcription factors leading to pro-survival or pro-apoptotic engagement. In this thesis, we first focused on characterizing the role of PERK in dendritic cells (DCs). We showed that DCs are characterized by high PERK-dependent phosphorylation of eIF2, usually associated with translation inhibition. Despite eIF2 phosphorylation, DCs exhibit active protein synthesis. Furthermore, PERK inactivation increases protein synthesis and regulates IFN-β expression in response to LPS. Nevertheless, the interrelation between PERK, IRE-1, and ATF6 activation remain poorly defined due to technical limitation. Accordingly, we proposed a multiparametric approach to determine the activation level of PERK, IRE-1 and ATF6 and used it to study their role in bortezomib toxicity. This approach combines the measurement of the translation level and nuclear translocation of transcription factors in single nuclei suspensions using flow cytometry. This method, named SNUPR, uncovers UPR heterogeneity in response to bortezomib. As previously described, bortezomib treatment induces activation of ER stress sensors, but does not contribute to bortezomib cytotoxicity. Most importantly, we found that bortezomib-resistant cells require IRE-1, but not PERK or ATF6, to survive treatment. Overall, our results show that modulation of the UPR pathway is a potential target to circumvent bortezomib resistance in multiple myeloma.