Positionnement du lysosome dans la progression du cancer de la vessie

Role of lysosome positioning in bladder cancer progression

• Auteur / Autrice : Pallavi Mathur
• Direction : Kristine Schauer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et développement
• Date : Soutenance le 15/09/2022
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Complexité du vivant (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mécanismes moléculaires du développement de la glande mammaire - Biologie Cellulaire et Cancer
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Institut Curie (Paris ; 1978-....)
• Jury : Président / Présidente : Ana-Maria Lennon-Duménil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Kristine Schauer, Mojgan Djavaheri-Mergny, Guillaume Van Niel, Harald Stenmark
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Mojgan Djavaheri-Mergny, Guillaume Van Niel

Mots clés

Mots clés libres

Mtorc1

Tfeb

Lysosomes

Bladder Cancer

Résumé

Les lysosomes sont un centre de régulation intracellulaire pour le métabolisme et la signalisation. De nombreuses fonctions des lysosomes sont impliquées dans le cancer et ils restent donc une cible intéressante pour les thérapies anticancéreuses. Nous avons précédemment étudié le paysage intracellulaire de cet organite dans une collection de lignées cellulaires de cancer de la vessie et de cellules urothéliales humaines normales et nous avons constaté que les lysosomes sont plus dispersés vers la périphérie des cellules dans les cellules agressives de cancer de la vessie. Nous constatons ici une régulation différentielle de la kinase mTORC1 (cible mammalienne du complexe 1 de rapamycine), qui émet des signaux à partir des lysosomes, entre des lignées cellulaires de cancer de la vessie non agressives et agressives, et nous constatons une translocation nucléaire constitutive du facteur de transcription EB (TFEB) dans les cellules de cancer de la vessie agressives. Le silençage de TFEB dans les cellules cancéreuses agressives inverse le phénotype de dispersion des lysosomes, ce qui suggère un rôle de TFEB dans la régulation de la dispersion lysosomale dans ces cellules. De manière cohérente, nous constatons que l'induction de la translocation nucléaire de TFEB après l'inhibition de mTORC1 induit un mouvement périphérique des lysosomes dans les cellules non agressives. Les phosphoinositols étant des régulateurs importants de la fonction et du mouvement des lysosomes, en particulier le phosphatidylinositol-3-phosphate (PI3P) qui est impliqué dans le positionnement des lysosomes, nous avons testé si TFEB régule les niveaux de PI3P dans les cellules cancéreuses agressives de la vessie et donc la dispersion des lysosomes. Nous constatons que la GFP-FYVE qui se lie à PI3P est fortement diminuée après un traitement avec un siTFEB dans les cellules agressives.L'ensemble de nos résultats indique que le positionnement des lysosomes est sous le contrôle de TFEB et que l'hyperactivation de TFEB conduit au phénotype cellulaire caractéristique de dispersion des lysosomes dans les cellules cancéreuses de la vessie agressives. De plus, nos résultats montrent que l'activation de TFEB entraîne une augmentation globale de PI3P au niveau des lysosomes et un fort recrutement des protéines contenant le domaine FYVE. Ainsi, nos résultats révèlent un nouveau rôle de TFEB dans la régulation des niveaux de PI3P. Cela clarifie conceptuellement le double rôle de TFEB en tant que régulateur de la maturation endosomale et de l'autophagie, deux processus cellulaires fondamentaux mais distincts qui dépendent et sont régulés par les niveaux de PI3P. Nous proposons que les changements de positionnement des lysosomes soient un biomarqueur crucial des altérations de la voie PI3P dans le modèle de cancer de la vessie.

Lysosomes are an intracellular regulatory hub for metabolism and signaling. Many functions of lysosomes are implicated in cancer and thus they remain an interesting target for cancer therapies. We had previously investigate the intracellular landscape of this organelle in a collection of bladder cancer cell lines and normal human urothelium cells and found that lysosomes become increasingly scattered towards the cell periphery in aggressive bladder cancer cells. Here we find differential regulation of mTORC1 (mammalian target of rapamycin complex 1) kinase, which signals from lysosomes, between non- aggressive and aggressive bladder cancer cell lines and we find constitutive nuclear translocation of the transcription factor EB (TFEB) in aggressive bladder cancer cells . Silencing of TFEB in aggressive cancer cells reverses the scattered lysosome phenotype, suggesting a role of TFEB in regulation of lysosomal dispersion in these cells. Consistently, we find that inducing nuclear translocation of TFEB after inhibition of mTORC1 induces peripheral movement of lysosomes in non-aggressive cells. Since phosphoinositols are important regulators of lysosomal function and movement, especially phosphatidylinositol-3-phosphate (PI3P) which is involved in lysosomal positioning, we tested whether TFEB regulates levels of PI3P in aggressive bladder cancer cells and thus lysosomal dispersion. We find that GFP-FYVE that binds to PI3P is strongly decreased after siTFEB in aggressive cells.Together our results indicate that lysosome positioning is under the control of TFEB and that hyperactivation of TFEB leads to the characteristic cellular phenotype of lysosome dispersion in aggressive bladder cancer cells. Moreover, our results show that activation of TFEB leads to a global increase of PI3P at lysosomes and strong recruitment of FYVE-domain-containing proteins. Thus, our findings uncover a novel role of TFEB in regulating PI3Ps levels. This conceptually clarifies the double role of TFEB as regulator of endosomal maturation and autophagy, two fundamental but distinct cellular processes that rely and are regulated by PI3P levels. We propose that lysosome positioning changes are a crucial biomarker of alterations in the PI3P pathway in the bladder cancer model.