Les activités de recherche de l’équipe visent à décrypter les mécanismes de réparation des lésions complexes de l’ADN afin de mieux comprendre le développement du cancer, en particulier du cancer du rein, et les mécanismes de chimiorésistance des cellules tumorales en utilisant la complémentarité et l’expertise des membres de l’équipe. Les connaissances acquises grâce aux études mécanistiques des voies alternatives de réparation de l’ADN et des modifications post-réplicatives de l’ADN permettraient de développer de nouvelles cibles diagnostiques et thérapeutiques pour concevoir des inhibiteurs de la réparation de l’ADN afin de combattre la résistance acquise dans les cancers, en particulier dans le carcinome rénal qui servira de modèle.
Identification et caractérisation des voies alternatives de réparation de l'ADN pour les lésions complexes de l'ADN qui sont impliquées dans la transformation maligne et la résistance aux traitements anticancéreux. Le traitement des lésions complexes de l'ADN implique généralement plusieurs voies de réparation de l'ADN qui se chevauchent et qui doivent être coordonnées dans le temps et l’espace. Les lésions complexes de l'ADN peuvent être réparées par différentes voies en fonction du type de cellule et de la nature de la lésion. Auparavant, nous avons établi plusieurs nouveaux mécanismes alternatifs de réparation des lésions complexes de l'ADN : Excision des pontages ADN-ADN et protéines-ADN par des ADN glycosylases humaines NEIL1 et NEIL3 (voir Figure 1); Élimination des adduits encombrants de 8,5'-cyclo-2'-désoxypurines par la protéine humaine APE1; Réparation aberrante, propice aux erreurs, des dommages oxydatifs des bases de l'ADN par les Thymine-ADN glycosylases humaine TDG et MBD4. Bien que ces mécanismes de réparation alternatifs aient l'avantage d'être rapides et simples, en utilisant peu d'étapes et peu d'énergie, par rapport aux voies de réparation classiques régulières, ils peuvent également conduire à une instabilité génétique. En effet, les cellules tumorales chimio- et radio-résistantes sont caractérisées par une instabilité génomique et par une sur-expression de APE1, NEIL3 et de PARP1. Dans cet axe, nous aborderons deux questions majeures en utilisant le cancer du rein (ccRCC) comme modèle : Existe-t-il de nouvelles activités réparatrices non élucidées dans les cellules cancéreuses résistantes ? Quels sont les mécanismes de coordination de la réparation de l'ADN ? et la résistance acquise des cellules cancéreuses dépend-elle d’interactions protéine-protéine spécifiques et de modifications post-traductionnelles (PTM) ?
Étude d'une nouvelle modification post-réplicative de l'ADN par les poly(ADP-ribose) polymérases (PARPs) et de son rôle dans la réparation des cassures des brins d'ADN dans les cellules normales et cancéreuses. Les enzymes PARP jouent un rôle majeur dans la réponse aux dommages de l'ADN et la réparation des cassures des brins d'ADN. La sur-activation de PARP1 est souvent associée à la résistance des cellules cancéreuses aux médicaments. Il est à noter que PARP1 interagit avec le facteur de transcription HIF et régule la réponse hypoxique médiée par les HIF in vivo. Dans nos études précédentes : nous avons montré que les cellules cancéreuses résistantes au cisplatine manifestent une hyper-activation de PARP1 et une augmentation de la mort cellulaire lorsqu'elles sont exposées aux inhibiteurs PARP1, par rapport aux cellules cancéreuses sensibles au cisplatine (Michels et al, 2013) ; nous avons montré que in vitro les protéines humaines PARP1, 2 et 3 peuvent induire des liaisons covalentes entre les extrémités de l’ADN et de chaines de poly- et mono-ADP-ribose (Belousova et al, 2018 ; Talhaoui et al, 2016 ; Zarkovic et al, 2018) ; l’ADP-ribosylation de l'ADN catalysée par les PARPs est un processus réversible, cette modification covalent peut être rapidement dégradée par la Poly(ADP-ribose) glycohydrolase (PARG) (Talhaoui et al, 2016). Nos données préliminaires suggèrent que l’ADP-ribosylation des extrémités de l'ADN constitue une réponse cellulaire à des dommages complexes de l'ADN et peut être impliquée dans la coordination de la réparation de multiples cassures des brins d'ADN groupées. Nos projets actuels visent à : caractériser les mécanismes de l'ADP-ribosylation de l'ADN par les PARPs; d'identifier les protéines responsables de la détection des adduits ADP-ribosylé de l'ADN; de rechercher la présence de l'ADN ADP-ribosylée dans les cellules cancéreuses exposées à divers traitements génotoxiques; (iv) de caractériser le rôle de l'ADP-ribosylation de l'ADN dans la réponse aux dommages de l'ADN et dans la coordination de la réparation des cassures des brins d'ADN dans les cellules normales et cancéreuses ainsi que dans la résistance acquise de ces dernières à la chimiothérapie.
Étude des voies de signalisation induites par les dommages de l'ADN dans le cancer du rein et de leurs associations avec les cancers du rein héréditaires. Bien que dans la plupart des cas les RCC se développent de façon sporadique, les prédispositions héréditaires représentent environ 3 % des cas. Des études approfondies sur les familles touchées par des cancers du rein héréditaire ont permis d'identifier 4 principaux gènes de prédisposition: 3 gènes suppresseurs de tumeurs VHL, FLCN et FH et 1 oncogène, MET. En outre, nous avons identifié, avec d'autres, des mutations germinales dans de nouveaux gènes : MITF, BAP1 et PBRM1 (Bertolotto et al, 2011 ; Popova et al, 2013 ; Benusiglio et al, 2015). L'identification de la mutation causale des gènes de prédisposition aux RCC dans les familles offre la possibilité de procéder à des tests génétiques et permet de surveiller les porteurs de mutations, ce qui permet un diagnostic précoce et un meilleur pronostic. En outre, l'implication de la plupart des gènes de prédisposition aux RCC a été démontrée dans les RCC sporadiques, ce qui permet de mieux comprendre les différents mécanismes de la tumorigenèse rénale. C'est notamment le cas du gène VHL, également inactivé dans la plupart des RCC sporadiques. La protéine pVHL est essentielle pour l'angiogenèse: elle induit la dégradation de HIF dans des conditions de normoxie, la teneur normale de 3-5% (vol.) d'oxygène dans les tissus. La démonstration du rôle majeur de pVHL a ouvert la voie au développement de nouveaux médicaments spécifiques qui inhibent HIF et ses cibles transcriptionnelles, tels que les traitements anti-angiogéniques. Le cancer du rein est désormais considéré comme une maladie métabolique, car les gènes majeurs identifiés sont impliqués des voies qui convergent vers l'activation de HIF. Le Réseau National de Référence pour les Cancers Rares de l'Adulte PREDIR (PREDIspositions aux tumeurs du Rein), coordonné par le Professeur S. Richard, est chargé du diagnostic génétique et de la gestion clinique des patients atteints de cancers du rein héréditaires avérés ou suspectés. Il nous permet d'accéder, après consentement éclairé, à des échantillons de tumeurs et à des échantillons de sang familiaux. Nous avons démontré un gradient de dysfonctionnement de la protéine pVHL dans les voies de signalisation de l'hypoxie (Couvé et al, 2014) et une dérégulation des profils des miARN et des ARNm dans les tumeurs rénales associées la maladie VHL (Gattolliat et al, 2018). Récemment, nous avons identifié deux mutations faux-sens germinale dans deux familles différentes atteintes de RCC héréditaire dans un gène codant une protéine de réparation de l'ADN impliquée dans l'élimination des ICL, le maintien des télomères et la voie de l'anémie de Fanconi. Notre projet actuel vise à caractériser les formes mutées de ce gène au niveau cellulaire et tissulaire (rein normal et tumoral) et évaluer les conséquences fonctionnelles de ces mutations dans les cellules rénales après exposition aux traitements génotoxiques. A partir des échantillons de patients atteints de RCC héréditaire (sang et tumeurs), nous recherchons de nouvelles mutations dans des gènes impliqués dans la réponse aux dommages de l'ADN afin d’élucider les mécanismes moléculaires de la réparation des dommages de l'ADN associés à la carcinogenèse et à la chimio-/radio-résistance des cellules tumorales, en particulier dans le cancer du rein.
Immunofluorescence
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