Syndrοme de Li-Fraumeni : apprοches fοnctiοnnelles visant à appréhender la variabilité génοtypique et phénοtypique

Li-Fraumeni syndrome: functional approaches to understand genotypic and phenotypic variability

• Auteur / Autrice : Jeanne Louis
• Direction : Gaelle Bougeard-denoyelle
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la sante
• Date : Inscription en doctorat le 24/11/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Normande de Biologie Intégrative, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CANCER AND BRAIN GENOMICS
• Partenaire(s) de recherche : Établissement co-accrédité : Université de Rouen Normandie
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gaelle Bougeard-denoyelle, Pierre Hainaut, Marie-anne Debily, Isabelle Tournier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Hainaut, Marie-anne Debily

Mots clés

Mots clés contrôlés

Li-Fraumeni, syndrome de

Mots clés libres

Tp53

Syndrome de Li-Fraumeni (LFS)

Facteurs modificateurs génétiques

Tests fonctionnels

Isoformes

Exon terminal alternatif (ALE, alternative last exon)

Cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC)

CRISPR-Cas9.

Tp53

Li-Fraumeni Syndrome (LFS)

Genetic modifier factors

Functional tests

Isoforms

Alternative last exon (ALE)

Human-induced pluripotent stem cells (hiPSC)

CRISPR-Cas9

Résumé

Le syndrome de Li-Fraumeni (LFS) prédispose les porteurs de variations pathogènes de TP53 à un large spectre de tumeurs dès l’enfance. La variabilité phénotypique du LFS complique la prise en charge des patients et peut s’expliquer en partie par le type de variations de TP53, mais également par l'influence de facteurs modificateurs génétiques. Afin d’évaluer ces facteurs modificateurs, il est nécessaire de mettre au point des tests fonctionnels adaptés. L’activité des isoformes de p53 suggère qu’elles pourraient agir comme facteurs modificateurs du LFS. C’est pourquoi nous avons mis au point des techniques pour l’analyse des transcrits alternatifs, présentées dans la première partie de ces travaux de thèse. Si nos résultats ont montré que ces techniques n’étaient pas adaptées pour répondre à cette hypothèse, elles nous ont néanmoins permis d’identifier un nouveau transcrit physiologique, non décrit dans la littérature, augmenté chez une patiente porteuse d’une variation située sur le site accepteur d’épissage du dernier exon de TP53. Ce transcrit démontre l’existence d’un épissage alternatif du dernier exon de TP53 avec un exon terminal alternatif situé à plus de 2 kb en aval. Afin d’aider à la classification des variations de TP53, notre laboratoire évalue l’activité transcriptionnelle de p53 dans le contexte génétique du patient. Ce test ne permet donc pas de s’affranchir de l’influence potentielle des facteurs modificateurs génétiques individuels. C’est pourquoi, dans la deuxième partie de ces travaux de thèse, nous avons mis au point un modèle cellulaire de cellules souches pluripotentes induites humaines permettant d’étudier les variations de TP53 insérées par CRISPR-Cas9 dans un fond génétique commun. Ces travaux soulignent l’importance de l’expression de TP53, notamment pour l’étude des variations dont la pénétrance est moindre par rapport aux variations « hot-spot ». Par ailleurs, nous montrons que les variations en phase exercent un impact différentiel sur l’activité fonctionnelle de p53, selon le domaine protéique dans lequel elles se situent. L’avantage de notre modèle réside également sur son hétérozygotie pour PEX4 sur lequel nous avons pu insérer une seconde variation, ici le polymorphisme p.(Pro47Ser) inséré en trans d’une variation pathogène. Nos résultats soulignent l’importance du contexte génétique dans l’analyse des variations de TP53. L’ensemble de ces travaux de thèse mettent en lumière la nécessité d’étudier l’activité transcriptionnelle de p53 dans un contexte physiologique, sans surexpression, dans le but de mieux comprendre ce syndrome et d’optimiser la prise en charge des patients LFS.

Li-Fraumeni Syndrome (LFS) predisposes carriers of pathogenic TP53 variants to a wide spectrum of cancers throughout life. The phenotypic variability of LFS complicates patient management and can be partly attributed to the type of TP53 variant, as well as the influence of genetic modifier factors. To evaluate these modifier factors, it is essential to develop suitable functional tests. The activity of p53 isoforms suggests that they may act as modifier factors in LFS. Consequently, we developed assays for analyzing alternative transcripts, as presented in the first part of this work. While our results demonstrated that these assays were not well-suited to addressing this specific hypothesis, they nevertheless led us to the discovery of a novel physiological transcript not previously described in the literature. This transcript was found to be increased in a patient carrying a variant located at the splice acceptor site of TP53’s last exon, revealing an alternative splicing event involving TP53’s final exon and an alternative terminal exon located more than 2 kb downstream. To facilitate the classification of TP53 variants, our laboratory evaluates p53’s transcriptional activity in the patient’s specific genetic context. However, this approach does not allow us to fully disentangle the potential influence of individual genetic modifier factors. Therefore, in the second part of this work, we developed a human-induced pluripotent stem cell model to study TP53 variants introduced by CRISPR-Cas9 within a standardized genetic background. Our findings highlight the importance of physiological TP53 expression, particularly for studying variants with lower penetrance compared to ''hot-spot'' variants. Additionally, we show that in-frame variants exert differential impacts on p53’s functional activity, depending on the protein domain in which they are located. The advantage of our model also lies in its heterozygosity for PEX4, into which we were able to insert a second variant, in this case, the p.(Pro47Ser) polymorphism, inserted in trans with a pathogenic variant. Our results highlight the importance of the genetic context in the analysis of TP53 variants. This thesis work emphasizes the necessity of studying p53 transcriptional activity in a physiological context, without overexpression, with the aim of improving our understanding of this syndrome and optimizing the management of LFS patients.