Etude des mutations des microsatellites par des approches de séquençage haut-débit et application à la détection de l'instabilité des microsatellites dans le cancer

Study of microsatellite mutations by high throughput sequencing approaches and application to the detection of microsatellite instability in cancer

• Auteur / Autrice : Sophie Jeanjean
• Direction : Alexandre How Kit
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Inscription en doctorat le 19/10/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et dynamique des systèmes vivants (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Fondation Jean Dausset - Centre d'Etude du Polymorphisme Humain
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)

Mots clés

Mots clés libres

Ngs

Instabilité des microsatellites

Cancer

Microsatellite

Mutation

Ngs

Microsatellite instability

Mutation

Cancer

Molecular diagnostic

Microsatellite

Résumé

Les microsatellites sont des séquences d'ADN répétées en tandem présentant un motif de répétitions de 1 à 6 nucléotides qui sont présents de manière ubiquitaire dans le génome de presque tous les organismes vivants. Due à leur haut niveau de mutabilité, ces séquences sont extrêmement polymorphes et ont été utilisées comme marqueurs génétiques dans de nombreuses applications biomédicales. Le mécanisme moléculaire responsable de leur mutabilité élevée a été attribué à un glissement de polymérase, avec un biais directionnel préférentiel pour les délétions et les insertions dans les génomes procaryotes et eucaryotes, respectivement. Plusieurs facteurs endogènes/intrinsèques ont été identifiés à ce jour comme modulant le taux et la direction des mutations des microsatellites mais aucun facteur exogène. Dans le cancer, l'instabilité des microsatellites (MSI) est caractérisée par l'accumulation de mutations dans les microsatellites et est causée par la perte de fonction du système de réparation des mésappariements de l'ADN (MMR). Le phénotype MSI est retrouvé dans la plupart des tumeurs solides à différentes proportion et porte des informations diagnostiques, pronostiques et prédictives de de la réponse au traitement, qui sont importantes pour la prise en charge des patients. Le projet de thèse proposé s'intéressera dans une première partie à la caractérisation et la compréhension des mécanismes à l'origine des mutations microsatellites. Il visera notamment à identifier des facteurs exogènes/environnementaux pouvant influencer ces mutations, en développant notamment un système rapporteur basé sur le séquençage NGS et permettant l'étude in vitro et in vivo des mutations microsatellites. Dans une deuxième partie, le projet de thèse visera à proposer et développer de nouvelles méthodes de détection et d'identification des instabilités microsatellites pour le diagnostic du phénotype MSI dans le cancer. En effet, les méthodes de référence actuelles présentent une sensibilité faible qui est parfois limitante pour certaines applications cliniques. La possibilité d'utiliser le système rapporteur précédemment développé comme un test de diagnostic ex vivo de la perte de fonction du système MMR sera notamment évaluée.

Microsatellites are short tandem repeats of 1-6 nucleotides that are ubiquitously present in the genome of almost all living organisms. Due to their high level of mutability, these sequences are extremely polymorphic and have been used as genetic markers in many biomedical applications. The molecular mechanism responsible for their high mutability has been attributed to polymerase slippage, with a preferential directional bias for deletions and insertions in prokaryotic and eukaryotic genomes, respectively. Several endogenous/intrinsic factors have been identified to date as modulating the rate and direction of microsatellite mutations but no exogenous factor. In cancer, microsatellite instability (MSI) is characterized by the accumulation of mutations in microsatellites and is caused by loss of function of the DNA mismatch repair (MMR) system. The MSI phenotype is found in most solid tumors at different frequencies and carries diagnostic, prognostic and predictive information of response to treatment, which is important for patient management. The proposed Ph.D. project will focus in a first part on the characterization and understanding of the mechanisms at the origin of microsatellite mutations. It will aim in particular to identify exogenous/environmental factors that can influence these mutations, in particular by developing a reporter system based on NGS sequencing and allowing the in vitro and in vivo study of microsatellite mutations. In a second part, the thesis project will aim to propose and develop new methods of detection and identification of microsatellite instabilities for the diagnosis of the MSI phenotype in cancer. The current gold-standard methods present low sensitivities that is sometimes limiting for some clinical applications. The possibility of using the reporter system previously developed as an ex vivo diagnostic test for the loss of function of the MMR system will be evaluated in particular.