Comparaison des effets de différents activateurs de YAP/TAZ et TEAD sur plusieurs modèles cellulaires

Comparison of YAP/TAZ and TEAD activators on cellular models

• Auteur / Autrice : Pasquale Sileo
• Direction : Philippe Cotelle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 16/11/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École graduée Biologie-Santé (Lille ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Lille Neuroscience et Cognition (Lille) - Lille Neurosciences & Cognition - U 1172
• Jury : Président / Présidente : Maria Paola Costi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ariane Sharif
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Maria Paola Costi, Ajaybabu Pobbati

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fibroblastes

Prolifération cellulaire

Régulation de l'expression des gènes

Facteurs de transcription

Transduction du signal

Maladie de Huntington

Fibroblastes

Prolifération cellulaire

Expression génique

Facteurs de transcription

Voie de signalisation RASSF/Hippo

Chorée de Huntington

Mots clés libres

Voie Hippo

Maladie de Huntington

Activateurs de YAP-TAZ/TEAD

Fibroblastes de peau

Hippo pathway

Huntington's disease

YAP-TAZ/TEAD Activators

Skin fibroblasts

Résumé

La voie Hippo (HP) consiste en une cascade de kinases qui contrôle la phosphorylation des coactivateurs YAP/TAZ. Lorsqu'ils sont non phosphorylés, YAP et TAZ se transloquent dans le noyau, où ils se lient principalement aux facteurs de transcription TEAD et activent les gènes liés à la prolifération cellulaire, au caractère cellule-souche et à la survie. De cette manière,l'inhibition des kinases de HP pourrait favoriser la survie et la prolifération des cellules. La recherche s'est davantage concentrée sur la tentative de réduire l'activité YAP / TAZ-TEAD compte tenu de son implication connue dans les cancers. Cependant, des découvertes récentes ont mis en évidence l'importance d'augmenter cette activité compte tenu de l'implication de leur régulation à la baisse dans diverses maladies, telles que certains types de cancer ou dans les maladies neurodégénératives. En effet, il est récemment apparu que HP est impliquée dans plusieurs maladies neurodégénératives telles que la maladie de Huntington (MH), la maladie d'Alzheimer (MA) ou la maladie de Parkinson (MP). De nombreuses dérégulations de HP ont été détectées post-mortem dans des cerveaux de patients MH, dans des modèles murins et des modèles in vitro de MH. Un niveau accru de YAP phosphorylé a été observé, ce qui entraîne une diminution de la localisation de YAP dans le noyau, une diminution de la liaison YAPTEAD et une régulation négative conséquente de leurs gènes cibles. Des données récentes suggèrent que le ciblage de la voie Hippo pourrait être bénéfique dans les modèles murins. De plus, l'augmentation de la liaison YAP/TAZ avec TEAD et donc l’augmentation de l’activité transcirptionnelle de TEAD peut également avoir des effets bénéfiques sur la régénération et la cicatrisation des plaies.L'objectif de ce projet est de comparer plusieurs activateurs YAP/TAZ et TEAD, en sélectionnant le meilleur activateur capable d'augmenter l'activité YAP/TAZ-TEAD, d'augmenter l'expression de leurs cibles et d'induire une augmentation de la croissance cellulairedans différents modèles cellulaires.Dans un premier temps, nous avons sélectionné le(s) meilleur(s) activateur(s) de l'activité transcriptionnelle TEAD parmi un panel de molécules différentes agissant sur différentes cibles HP à l'aide d'un test de luciférase reporter TEAD. Deuxièmement, nous avons évalué la molécule sélectionnée, TRULI (un inhibiteur de LATS1/2), pour sa capacité à augmenter les gènes cibles YAP/TAZ-TEAD (Cyr61 et CTGF) aux niveaux ARN et protéiques et son effet sur la croissance cellulaire dans HEK293T et les cellules progénitrices neuronales à petites cellules (smNPC), démontrant que la molécule augmente la croissance cellulaire et l'expression de gènes cibles dans les deux modèles cellulaires. Nous avons ensuite analysé la croissance cellulaire, la prolifération et l'expression des gènes cibles de HP dans des fibroblastes prélevés sur des patients MH en comparaison avec des fibroblastes prélevés sur des individus sains, car il a déjà été observé que dans les fibroblastes MH, la prolifération diminue. Cependant, nous n'avons observé aucun changement significatif dans la croissance cellulaire, la prolifération et l'expression des gènes cibles HP. Enfin, nous avons testé TRULI sur des lignées primaires de fibroblastes d'individus sains. Le traitement TRULI entraîne une augmentation de la croissance cellulaire dans deux des quatr eéchantillons analysés ; de plus, il existe des effets variables sur l'expression des gènes cibles HP analysés. En effet, TRULI diminue l'expression de CTGF et Cyr61 (gènes cibles HP classiques), mais augmente les expressions de BIRC5, CENPF et BUB1B, dans la plupart des échantillons. Cependant, nous avons remarqué des variations individuelles entre les différents échantillons dans la croissance cellulaire, la prolifération et l'expression des gènes cibles HP lors du traitement TRULI [...]

The Hippo pathway (HP) consists in a cascade of kinases which controls phosphorylation ofthe co-activators YAP/TAZ. When unphosphorylated YAP and TAZ translocate into thenucleus, where they mainly bind to the TEAD transcription factors and activate genes related to cell proliferation, stemness and survival. In this way inhibition of HP’s kinases could promotecell survival and proliferation. Research has focused more on trying to reduce YAP/TAZTEAD activity given its known involvement in cancer. However, recently new findings have highlighted the importance of increasing this activity given the involvement of their downregulation in various diseases, such as certain types of cancer or in neurodegenerative diseases. Indeed, it has recently emerged that HP is involved in several neurodegenerativediseases such as Huntington’s disease (HD), Alzheimer’s disease (AD) or Parkinson’s disease(PD). Numerous deregulations of HP have been detected in post-mortem brains of HD patients,in murine and in vitro models of HD. An increased level of phosphorylated YAP was observed,which leads to a decreased localisation of YAP in the nucleus, decreased YAP-TEAD binding and consequent downregulation of their target genes. Recent data suggest that targeting the Hippo pathway might be beneficial in murine models of these disorders. Furthermore,increasing YAP/TAZ binding with TEAD and thus their activity may also have beneficial effects on regeneration and wound healing.The aim of this project is to compare several YAP/TAZ and TEAD activators, selecting the best activator capable of increasing YAP/TAZ-TEAD activity, increasing the expression of their targets and inducing an increase in cell growth in different cell models.Firstly, we selected the best activator(s) of TEAD transcriptional activity out of a series of different molecules acting on different HP targets using a TEAD reporter Luciferase assay.Secondly, we evaluated the selected drug, TRULI (a LATS1/2 inhibitor), for its capability to increase YAP/TAZ-TEAD target genes (Cyr61 and CTGF) at both RNA and protein levels and their effects on cellular growth in HEK293T and small molecule neuronal progenitor cells(smNPCs), demonstrating that the molecule increases cell growth and the expression of target genes in both cell models. Next, we analysed cell growth, proliferation and the expression of HP target genes in fibroblasts taken from HD patients compared to fibroblasts taken from healthy individuals, since it has previously been seen that in HD fibroblasts proliferation is decreased. However, we observed no significant changes in cell growth, proliferation and expression of HP target genes. Finally, we tested TRULI on primary fibroblast lines from healthy individuals. TRULI treatment leads to increased cell growth in two out of four of the samples analysed; moreover,there are variable effects on the expression of HP target genes analysed. Indeed, TRULI decreases the expression of CTGF and Cyr61 (classical HP target genes), but increases expressions of BIRC5, CENPF, and BUB1B, in most of the samples. However, we noticed individual variations between the different samples in cell growth, proliferation and in the expression of HP target genes upon TRULI treatment.Further studies are needed to verify potential off-target effect and tissue-specific effect of TRULI. However, the next step is to study the effect of TRULI in neuronal models of Huntington's disease, given the encouraging results the molecule had in a neural model such assmNPCs, even in those derived from PD patients. Furthermore, it would be interesting to test the effects of this compound in fields such as regeneration and wound healing. Moreover, future studies should also investigate the effect of new emerging modulator of Hippo pathway.