Rôles et régulation des isoformes protéiques d'HBZ du HTLV-1 & de Fra-2 dans la Leucémie T de l'Adulte

Role & alternative splicing regulation of HBZ & Fra-2 protein isoforms in Adult T-cell Leukemia (ATL) development

• Auteur / Autrice : Julie Tram
• Direction : Jean-Marie Péloponèse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 05/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Infectiologie de Montpellier (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Édouard Tuaillon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marie Péloponèse, Édouard Tuaillon, Isabelle Lemasson, Chloé Journo
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Isabelle Lemasson, Chloé Journo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancérogenèse

HTLV-1 (virus)

Épissage alternatif

Mots clés libres

Épissage alternatif

Htlv-1

Hbz

Oncogénèse rétrovirale

Facteurs AP-1

Fra-2

Alternative splicing

Htlv-1

Hbz

Viral oncogenesis

AP-1 transcription factor

Fra-2

Résumé

Le virus T-lymphotropique humain de type 1 (HTLV-1) a été le premier rétrovirus associé à une pathologie humaine. Il infecte aujourd'hui 5 à 10 millions de personnes dans le monde et est responsable chez 5% d'entre eux d'un cancer rare mais très agressif et incurable : la Leucémie à cellules T de l'Adulte (ATL). Parmi les protéines virales importantes pour l'infection et la survenue du cancer, la protéine antisens HBZ (HTLV-1 bZIP factor) joue un rôle majeur. Cette protéine est codée sur le brin complémentaire du génome proviral à partir du LTR-3'et existe sous deux isoformes : usHBZ et HBZ_SP1. Si les fonctions d'HBZ dans la pathogénèse et l'oncogénèse associées à HTLV-1 ne sont pas discutables, très peu d'études ont fait la distinction entre ces deux isoformes. Ce projet de thèse révèle dans une première partie qu'usHBZ et HBZ_SP1 possèdent des propriétés oncogéniques similaires, mais qu'HBZ_SP1 est exprimée de façon largement majoritaire à usHBZ (ratio de 1:300) chez les patients ATL. Trois facteurs régulateurs de l'épissage d'HBZ ont également été identifiés : les hnRNPs A1, H1 et E1 ; dont l'un (A1) semble faire partie d'une boucle de régulation qui maintient l'épissage d'HBZ_SP1. Plusieurs essais de minigènes ont ensuite révélé que cette isoforme est elle-même capable de moduler l'épissage alternatif en induisant l'inclusion d'exons. Dans une seconde partie, l'étude s'est intéressée au rôle du facteur de transcription Fra-2, surexprimé dans l'ATL. Deux isoformes putatives de Fra-2 (X1 et X4) ont été décrites pour la première fois de façon expérimentale au cours de cette thèse. L'isoforme X4 est celle qui confère aux cellules les propriétés oncogéniques (prolifération, transformation et migration) et de résistance aux drogues (via une augmentation de l'efflux) les plus importantes. La construction d'un minigène Fra-2 X4 révèle que le facteur d'épissage RNPS1, qui semble interagir avec HBZ, active l'épissage vers cette isoforme oncogénique. Comme HBZ_SP1 promeut l'inclusion d'exon, son implication dans l'inclusion de l'exon 4 de Fra-2 reste à confirmer. Ce travail contribue à une meilleure compréhension du rôle que jouent différentes isoformes de protéines oncogéniques dans la transformation cellulaire, et souligne l'importance de l'étude de l'épissage alternatif dans un contexte infectieux et cancéreux.

The human T-lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) was the first retrovirus associated with a human malignancy. It infects 5 to 10 million individuals worldwide and is responsible, in 5% of cases, for a rare but highly aggressive and incurable cancer named Adult T-cell Leukemia (ATL). Among viral proteins implicated in the infection and cancer onset, antisense protein HBZ (HTLV-1 bZIP factor) plays a major role. It is encoded on the complementary strand of proviral genome from the 3'-LTR and exists under two proteins isoforms: usHBZ (unspliced) and HBZ_SP1 (spliced). If there are no doubts about HBZ functions in HTLV-1 associated pathogenesis and oncogenesis, very few studies have distinguished the two isoforms so far. We reveal in the first part of this thesis work that both usHBZ and HBZ_SP1 have oncogenic properties, but that HBZ_SP1 is ~300 times more expressed than usHBZ in ATL patients' samples. Three HBZ-splicing factors have been identified: hnRNPs A1, H1 and E1; and A1 seems to be part of a regulation loop to maintain HBZ splicing toward HBZ_SP1 isoform. Various minigene-assays also revealed that HBZ_SP1 modulates splicing by promoting exon inclusion. In the second part, we approached a transcription factor overexpressed in ATL: Fra-2. We managed to describe experimentally for the first time the expression of two isoforms (X1 and X4) in ATL patients' samples. X4 is the most oncogenic isoforms of all, given its cell proliferation, transformation and migration properties, and also gives a drug resistance advantage to cells by promoting drug efflux. Fra-2 X4 minigene construction then revealed that splicing factor RNPS1 seemingly interacts with HBZ, and induces Fra-2 splicing toward the X4 oncogenic isoform. As HBZ_SP1 also promotes exon inclusion, its role in the inclusion of the exon 4 of Fra-2 remains to be confirmed. This work contributes to a better understanding of the role of different oncogenic proteins isoforms in cell transformation and underlines the importance of studying alternative splicing regulation in infections and cancers.