La translecture traductionnelle dans la sénescence et le cancer

Abstract

La cellule est en permanence sujette à des attaques et soumise à des évènements stressants. D’un point de vue évolutif, l’organisme doit s’adapter à son environnement et faire face aux atteintes dont il peut être victime. Pour survivre, celui-ci doit répondre aux dommages reçus de manière la plus optimale possible tout en limitant l’occurrence de mutations pouvant mener à l’apparition de cancer. Afin d’y parvenir, l’organisme a développé les suppresseurs de tumeurs, gérant des voies de signalisation cellulaire complexes, limitant l’apparition de mutations à l’ADN, stimulant sa réparation et, en dernier recours, activant l’arrêt permanent du cycle cellulaire, la sénescence, ou la mort cellulaire, l’apoptose. Le défaut de fonctionnement de ces mécanismes entraîne l’accumulation de mutations favorisant l’initiation et la progression de la tumorigenèse. Les erreurs traductionnelles, en contribuant à l’expansion du protéome, ont elles aussi été reconnues comme faisant partie d’un mécanisme pouvant être utilisé pour répondre au stress de sélection. Cependant, chez les organismes plus développés ainsi que dans la tumorigenèse, leur rôle reste peu compris à ce jour. En revanche, si ce phénomène peut contribuer à l’oncogenèse, les mécanismes suppresseurs de tumeurs devraient, en théorie, les prévenir. Les travaux présentés dans ce mémoire ont été entrepris dans le but d’étudier les erreurs traductionnelles survenant à la terminaison, la translecture du codon d’arrêt (TR), en contexte de sénescence. En utilisant une construction double luciférase séparée par des contextes de terminaison normale ou de TR programmé, nos résultats montrent que l’induction de la sénescence par l’activation d’oncogène, l’activation de suppresseurs de tumeurs et des agents chimiothérapeutiques, est associée avec une diminution significative du TR. De surcroît, nous avons observé que les cellules échappant à la sénescence montrent un niveau de TR augmenté. Nous avons également démontré ces effets en utilisant AGO1x un isoforme dépendant du TR impliqué dans la progression du cancer du sein. D’autre part, nos travaux ont visé à établir un lien mécanistique entre les suppresseurs de tumeurs impliqués dans la sénescence et la régulation du TR. Dans un premier temps, en déplétant p53 et RB nous avons montré une régulation majoritairement médiée par la voie RB. Les résultats ont été confirmés en ciblant de diverses manières la voie RB. Quant à l'implication de p53, nous II avons montré en utilisant des cellules p53-null que la réduction de TR dans la sénescence était indépendante de cette voie. Les données présentées dans ce mémoire contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels les voies de signalisation des suppresseurs de tumeurs pourraient limiter la carcinogenèse. Ainsi, à la lumière de nos observations, nous proposons que l’amélioration de l’efficacité de terminaison observée en sénescence puisse être un nouveau mécanisme antitumoral médié par la voie RB.

The cell is constantly victim of attacks and stressful events. From an evolutionary perspective, the organism must be able to adapt to its environment and respond to the harm it may suffer. To survive, it must respond to damage received in the most optimal way possible, by limiting the appearance of mutations that can lead to cancer. To achieve this, tumor suppressors evolved, managing complex cellular signaling pathways limiting DNA mutations, stimulating DNA repair and, in the worst case, activating a permanent cell cycle arrest, namely senescence, or cell death(apoptosis). Defects in these mechanisms may lead to the accumulation of mutations favoring the initiation of tumorigenesis. Translational errors, by contributing to the expansion of cellular proteome, have also been associated as a mechanism that can be used to respond to selection stress. However, their role in more developed organisms, as well as in tumorigenesis, is still poorly understood. On the other hand, if this phenomenon can contribute to oncogenesis, tumor suppressor mechanisms should theoretically prevent them to occur. The work presented in this thesis was undertaken with the aim of studying translational errors occurring at the termination, the translational readthrough (TR), in the context of senescence. Using a dual luciferase construct with normal termination or programmed TR context, our results show that induction of senescence by oncogene activation, activation of tumor suppressors and chemotherapeutic drugs is associated with significant decrease in TR. In addition, we observed that cells escaping senescence show an increased level of TR. We have also demonstrated these effects using AGO1x a TR-dependent isoform implicated in the breast cancer progression. Furthermore, our work aimed to establish a mechanistic link between tumor suppressors involved in senescence and in the regulation of TR. Firstly, by depleting p53 and RB, we showed that the reduction of TR seen in senescence is mainly mediated by the RB pathway. These results were confirmed by targeting the RB pathway in various ways. As for the implication of p53, we showed by using p53-null cells that the reduction of TR in senescence was independent of this pathway. The data presented in this thesis contribute to a better understanding of the mechanisms by which tumor suppressor signaling pathways could limit carcinogenesis. Thus, in light of our IV findings, we propose that the improved termination efficiency observed in senescence may be a novel RB pathway-mediated antitumor mechanism.