Ciblage du Nonsense-Mediated mRNA Decay (NMD) lors de la présentation d'antigènes et la vaccination ARNm anti-cancer

Targeting of Nonsense-Mediated mRNA Decay (NMD) during antigen presentation and anti-cancer mRNA vaccination

• Auteur / Autrice : Chloé Mercier
• Direction : Michael Guittaut
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Besançon, Université Marie et Louis Pasteur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interaction hôte-greffon-tumeur et ingénierie cellulaire et génique
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)

Mots clés

Mots clés libres

Nmd

Vaccination ARNm

Présentation antigène

Autophagie

Gabarapl1

Cancer

Nmd

MRNA Vaccination

Antigen presentation

Autophagy

Gabarapl1

Cancer

Résumé

Le NMD (Nonsense-Mediated mRNA Decay) est un mécanisme de surveillance contrôlant la qualité des ARN messagers (ARNm) et qui induit notamment la dégradation des ARNm contenant un codon stop prématuré (PTC). Il évite ainsi la production de protéines mutées et/ou tronquées pouvant avoir un effet délétère sur la cellule. Cependant, plusieurs études récentes ont montré que le NMD contrôle également la stabilité de transcrits endogènes qui présentent des caractéristiques particulières comme des longues 3'-UTR (UnTranslated Region). Une de ces cibles endogènes est le transcrit GABARAPL1 qui code une protéine de l'autophagie, un processus de dégradation protéique intracellulaire de réponse aux stress. Ce mécanisme de l'autophagie a également été montré comme impliqué dans la présentation d'antigènes tumoraux et l'activation de la réponse immunitaire anti-tumorale. C'est pourquoi, dans le projet de thèse proposé : 1) nous caractériserons les séquences de la 3'UTR de GABARAPL1 qui permettent son ciblage par le NMD dans le but de muter sa séquence afin de le rendre insensible au NMD, 2) nous utiliserons ensuite des inhibiteurs du NMD (drogue ou siRNA) afin de déterminer si nous pouvons stabiliser ce transcrit dans des cellules immunitaires présentatrices d'antigènes (cellules dendritiques) et donc activer la réponse immunitaire anti-tumorale puis, 3) nous étudierons ensuite la vaccination ARNm anti-tumorale via l'utilisation de nanoparticules lipidiques contenant des ARNm exprimant des antigènes tumoraux co-encapsulés avec des inhibiteurs du NMD. Lors de ces expériences, nous faisons l'hypothèse que les inhibiteurs du NMD stabiliseront les transcrits endogènes GABARAPL1 dont la protéine activera la présentation des antigènes tumoraux codés par les ARNm in vitro transcrits exogènes, et par conséquent l'activation de la réponse immunitaire et la vaccination ARNm anti-tumorale.

The NMD (Nonsense-Mediated mRNA Decay) is a cell mechanism involved in the quality control of messenger RNA (mRNA) and which is capable of degrading PTC (Premature Termination Codon)-bearing transcripts. This process therefore prevents the translation of mutated or truncated proteins which could present deleterious effects for the cells. Nevertheless, numerous recent studies have shown that NMD can regulate the stability of endogenous transcripts which present specific features such as long 3'UTR (UnTranslated Region). One of these described targets is the GABARAPL1 mRNA which codes a protein involved in the autophagy, a process of intracellular protein degradation activated during different stress responses. This mechanism has also been shown to be involved in tumor antigen presentation and the consequent activation of the immune system. Therefore, we propose during this PhD project to: 1) characterize the sequences within the 3'UTR of GABARAPL1 which are targeted by the NMD to insert punctate mutations in its sequence to render it insensitive to NMD, 2) use NMD inhibitors (drugs or siRNA) to determine whether we can stabilize this transcript in APC (antigen presenting cells such as dendritic cells) and then activate the anti-tumor immunity response, and 3) study the anti-tumor mRNA vaccination efficiency using lipid nanoparticles containing in vitro transcribed mRNA expressing tumor antigens together with NMD inhibitors. During these experiments, we hypothesize that the NMD inhibitors will lead to the stabilization of the endogenous GABARAPL1 transcripts and that the coded protein will activate the presentation of tumor antigens translated from the exogenous in vitro transcribed mRNA, and then will induce a stronger immune response and mRNA vaccination.