Thèse en cours

Rôle de la polyadénylation intronique dans la réponse des cellules cancéreuses au cisplatine
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Auteur / Autrice : Alexandre Devaux
Direction : Martin Dutertre
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Sciences du Cancer
Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie, Biologie, Médecine, Santé
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Integrite du genome, ARN et cancer
Equipe de recherche : Biologie de l'ARN, signalisation et cancer
référent : Faculté de médecine
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)

Résumé

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Une des principales classes d'agents anticancéreux est constituée par les génotoxiques, tel le cisplatine qui est très utilisé notamment dans les cancers du poumon non à petites cellules (NSCLC). Un problème clinique majeur est la résistance à la chimiothérapie. Le cisplatine génère des adduits et des pontages intra- et inter-brins de l'ADN, qui peuvent conduire à des cassures double-brin. Les cellules possèdent des programmes de réponse aux dommages de l'ADN (DDR) impliquant la détection, la signalisation et la réparation des différents types de lésions. La réponse cellulaire finale (sénescence, mort ou résistance) aux génotoxiques implique la régulation de l'expression de nombreux gènes impliqués dans diverses fonctions (DDR, cycle et mort cellulaire, etc.) (1-2). La polyadénylation intronique (IPA) est, au cours de la transcription d'un gène, l'utilisation d'un site de polyadénylation situé avant le dernier exon du gène, générant une isoforme ARN courte au lieu de l'ARN messager pleine-longueur. Des études récentes ont montré que l'IPA est régulée à grande échelle en réponse à des génotoxiques (doxorubicine et rayons ultraviolets) et dans des cancers, et contrôle l'expression de nombreux gènes de DDR (3-6). Par 3'-seq (RNA-seq ciblé sur les extrémités 3' des ARN) dans des lignées cellulaires NSCLC, nous avons découvert que le cisplatine régule des isoformes IPA dans plusieurs centaines de gènes, favorisant l'expression d'isoformes courtes par rapport à l'isoforme pleine-longueur, dont l'expression diminue. Cet effet est enrichi dans les gènes de DDR, cycle et mort cellulaire (Tanaka et coll., en révision). Notre hypothèse est que la régulation IPA joue un rôle dans la réponse des cellules cancéreuses au cisplatine. Pour tester cette hypothèse, les objectifs de ce projet de thèse sont : 1) déterminer l'impact de la régulation des isoformes IPA sur la survie cellulaire au cisplatine, et leur régulation dans des modèles cellulaires de résistance au cisplatine et dans des tumeurs NSCLC humaines répondant ou non à la chimiothérapie avec cisplatine (collab. avec Nicolas Girard, Institut du Thorax Curie-Montsouris) ; 2) identifier les produits fonctionnels des isoformes IPA : isoformes protéiques tronquées, mais aussi micropeptides et ARN non-codants car, de façon très originale, nos données indiquent que plusieurs dizaines d'isoformes IPA induites par le cisplatine sont peu associées à la machinerie de traduction ; 3) déterminer les mécanismes moléculaires reliant l'induction des isoformes IPA et les dommages de l'ADN, car nous avons observé que ces 2 évènements ont souvent lieu dans les mêmes gènes en réponse au cisplatine (collaboration avec S. Bombard, Institut Curie) ; 4) identifier des synergies entre un inducteur d'IPA (inhibiteur du snRNA U1) et des agents génotoxiques ou ciblant la DDR (inhibiteurs de PARP) pour tuer les cellules cancéreuses, notamment les cellules résistantes au cisplatine. Globalement, ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes de réponse des cellules NSCLC au cisplatine et le rôle émergent de l'IPA dans les cancers, et d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques basées sur l'induction d'IPA. Références (1) Dutertre M, Lambert S, Carreira A, Amor-Guéret M, Vagner S. DNA damage: RNA-binding proteins protect from near and far. Trends Biochem Sci. 2014 Mar;39(3):141-9. (2) Dutertre M, Vagner S. DNA-Damage Response RNA-Binding Proteins (DDRBPs): Perspectives from a New Class of Proteins and Their RNA Targets. J Mol Biol. 2017 Oct 27;429(21):3139-3145. (3) Dutertre M, Chakrama FZ, Combe E, Desmet FO, Mortada H, Polay Espinoza M, Gratadou L, Auboeuf D. A recently evolved class of alternative 3'-terminal exons involved in cell cycle regulation by topoisomerase inhibitors. Nat Commun. 2014 Feb 28;5:3395. (4) Williamson L, Saponaro M, Boeing S, East P, Mitter R, Kantidakis T, Kelly GP, Lobley A, Walker J, Spencer-Dene B, Howell M, Stewart A, Svejstrup JQ. UV Irradiation Induces a Non-coding RNA that Functionally Opposes the Protein Encoded by the Same Gene. Cell. 2017 Feb 23;168(5):843-855. (5) Dubbury SJ, Boutz PL, Sharp PA. CDK12 regulates DNA repair genes by suppressing intronic polyadenylation. Nature. 2018 Dec;564(7734):141-145. (6) Lee SH, Singh I, Tisdale S, Abdel-Wahab O, Leslie CS, Mayr C. Widespread intronic polyadenylation inactivates tumour suppressor genes in leukaemia. Nature. 2018 Sep;561(7721):127-131.