Gotowa bibliografia na temat „Modulations épigénétiques”

CRISPR-Cas est un système immunitaire adaptatif utilisé par de nombreux microbes pour se défendre contre l’invasion d’acides nucléiques tels que les génomes viraux et autres éléments génétiques mobiles. Le système microbien utilise son locus CRISPR pour stocker de l’information génétique afin de produire des ARN guides. Ces derniers, de concert avec des endonucléases (Cas), empêchent des invasions futures. Des parties de ce système microbien ont été exploitées pour développer un puissant outil d’édition des génomes dans une panoplie d’organismes. La capacité de CRISPR-Cas9 à couper efficacement et à des endroits très précis de l’ADN pourrait peut-être permettre un jour de guérir certaines maladies génétiques humaines. La malléabilité de cet outil d’édition rend possible une variété d’applications allant de la modulation de l’expression de gènes à des modifications épigénétiques. Les locus CRISPR représentent également une mine d’informations pouvant servir de méthode de typage de souches microbiennes ou encore une façon d’étudier les interactions entre les bactéries et leurs habitats.

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est le plus fréquent des cancers du foie et une importante cause de mortalité. Les modifications épigénétiques jouent un rôle essentiel dans ce cancer et sont des cibles thérapeutiques intéressantes. Au cours de ma thèse, je me suis intéressée à l‘histone méthyltransférase (HMT) EZH2, qui augmente dans le CHC et est liée à la résistance au traitement. En tant que sous-unité catalytique du complexe PRC2, EZH2 est responsable de la marque H3K27me3 et la répression de gènes (rôle canonique). Dans le cancer, EZH2 a d’autres fonctions indépendantes de PRC2 et peut contribuer à l’expression de gènes (rôle non canonique). Les inhibiteurs enzymatiques d’EZH2 ne sont pas efficaces sur les tumeurs solides, suggérant que l’activité non catalytique d’EZH2 joue un rôle dans ces cancers. EZH2 est régulé par des modifications post-traductionnelles, telle la O-GlcNAcylation par l’O-GlcNAc transférase (OGT) qui augmente dans le CHC. Nous avons montré que dans le CHC la fraction d’EZH2 associée à OGT est surtout impliquée dans l’expression de gènes. Notre but était de caractériser les mécanismes sous-tendant l’activation de gènes par EZH2/OGT et de déterminer le rôle du complexe PRC2 et c-Myc, qui peut être modulé par OGT et joue un rôle important dans le CHC, dans ces processus. Nous avons montré que EZH2 et c-Myc sont O-GlcNAcylés dans les cellules hépatocytaires et que l’O-GlcNAcylation de EZH2 est importante pour son recrutement aux gènes cibles. Nos données indiquent que c-Myc joue un rôle important dans la régulation de gènes par EZH2/OGT. De manière intéressante, nos résultats suggèrent qu’une partie des fonctions non canoniques d’EZH2 dans les cellules hépatocytaires humaines pourrait être dépendante du complexe PRC2. L’ensemble de nos résultats indiquent qu’OGT et c-Myc contribuent aux fonctions non canoniques d’EZH2 dans des cellules hépatocytaires humaines et apportent de nouvelles connaissances quant au potentiel des régulations épigénétiques comme cible thérapeutique dans le CHC. Une meilleure connaissance des mécanismes moléculaires sous-tendant les dérégulations de gènes dans le CHC ouvrira des perspectives pour de nouvelles stratégies thérapeutiques
Hepatocellular carcinoma (HCC), the most common form of liver cancer and leading cause of death, is a heterogeneous disease with no unique driver mutation. Up to 50% of HCCs harbor alterations in epigenetic machineries that represent promising therapeutic targets. During my PhD, I focused on the histone methyltransferase (HMT) EZH2 that is upregulated in HCC and related to therapy resistance. EZH2 is the catalytic subunit of the PRC2 complex responsible for H3K27me3, a repressive epigenetic mark (canonical function). In cancer, EZH2/PRC2 represses the expression of tumor suppressor genes but EZH2 can also activate oncogenes and cell cycle genes in a mostly PRC2-independent manner (non-canonical function). EZH2 HMT inhibitors have demonstrated low efficacy in solid tumors suggesting that HMT independent functions of EZH2 are key in these cancers. EZH2 can be regulated by post-translational modifications, including O-GlcNAcylation by O-GlcNAc transferase (OGT) whose expression is increased in HCC. Our data show that EZH2 and OGT are co-recruited to defined gene promoters in HCC and predominantly promote gene expression. To decipher the molecular mechanisms underlying EZH2/OGT-mediated gene activation in HCC, we assessed the roles of PRC2 and c-Myc that plays an important role in HCC and can be modulated by OGT. We showed that EZH2 and c-Myc are O-GlcNAcylated by OGT in human hepatoma cells and that EZH2 O-GlcNAcylation plays a role in EZH2 target promoter recruitment. Our data also indicate that c-Myc plays an important role in EZH2/OGT-mediated gene regulation. Interestingly, our results suggest that part of the non-canonical functions of EZH2 in human hepatoma cells may be PRC2 dependent. Collectively, our data uncover that OGT and c-Myc promote non-canonical functions of EZH2 in transformed liver cells and provide important insights for epigenetic strategies as potential future anti-HCC therapies. A better understanding of the regulatory networks controlling gene expression in HCC will open perspectives for the design of novel therapeutic strategies for HCC

La leucémie myélomonocytaire chronique (LMMC) est une pathologie clonale de la cellule souche hématopoïétique qui touche principalement les personnes âgées. Le seul traitement curatif de cette maladie est la greffe allogénique de cellules souches hématopoïétiques, souvent difficile à mettre en oeuvre. Les patients qui ne peuvent être greffés et dont la maladie présente des critères de gravité se voient proposer un agent déméthylant de l'ADN. Chez 30 à 40% d'entre eux, ce traitement induit une réponse objective dont le bénéfice en termes de survie n'est pas démontré. Le séquençage de gènes candidats a identifié une trentaine de gènes mutés de façon récurrente. Il s'agit de gènes codant des régulateurs épigénétiques, des facteurs d'épissage, des facteurs de transcription, et des protéines de la signalisation intracellulaire. Cette approche ne donnait qu'une vision partielle des événements génétiques associés à la maladie.Le premier objectif de cette thèse a été de recenser l'ensemble des mutations touchant les régions codantes et non codantes de l'ADN dans les cellules leucémiques des patients.Le séquençage de l'exome de cellules malades et de cellules contrôles a été réalisé chez 49 patients. Nos analyses ont montré qu'en moyenne, un patient porte 14 mutations somatiques dans les régions codantes. Nous avons confirmé que les mutations récurrentes les plus fréquentes affectaient les gènes TET2, SRSF2 et ASXL1. Nous avons aussi identifié 8 nouveaux gènes mutés de façon récurrente à une faible fréquence. En moyenne, 3 des 14 mutations affectent des gènes touchés de façon récurrente.Le séquençage du génome de cellules malades et de cellules contrôles a été réalisé chez 17 patients. L'analyse réalisée a détecté 475 mutations par patient dans les régions non répétées du génome. Dans l'exome, comme dans le reste du génome, les altérations principales sont des transitions. Deux signatures mutationnelles ont été identifiées et sont observées dans de nombreux cancers, traduisant probablement des altérations de la méthylation des cytosines au cours du vieillissement. Une troisième signature, jamais observée jusqu'alors et de signification indéterminée, a été détectée chez 2 patients.Nous avons alors répété l'analyse de l'exome dans les monocytes triés de 17 patients prélevés de façon séquentielle sur plus de 2 années : 6 n'ont pas été traités et 11 ont été traités par un agent déméthylant, parmi lesquels 6 sont restés stables et 5 ont montré une réponse clinique et biologique objective. L'analyse montre que 1) l'accumulation de mutations est un événement rare ; 2) l'hétérogénéité génétique du clone malade est limitée ; 3) la charge allélique des mutations reste inchangée, même chez les répondeurs ; 4) de nouvelles mutations peuvent apparaître alors que le patient est répondeur.Nous avons alors sélectionné 9 patients, 3 non traités, 3 stables sous traitement sans réponse objective, et 3 répondeurs. Nous avons collecté leurs monocytes avant tout traitement et quelques mois plus tard, alors que 6 d'entre eux étaient traités par un agent déméthylant. Nous avons analysé l'expression des gènes et la méthylation globale de l'ADN à ces deux temps. Chez les patients non traités, nous avons observé une remarquable stabilité de l'expression des gènes et de la méthylation de l'ADN. Chez les patients répondeurs, le traitement induit un changement significatif du niveau d'expression d'environ 500 gènes et la déméthylation d'environ 35,000 régions de l'ADN. Chez les patients stables sous traitement, le traitement induit un changement d'expression d'une soixantaine de gènes et du niveau de méthylation d'une centaine de régions seulement. Ces résultats suggèrent que les agents déméthylants n'affectent l'expression des gènes et la méthylation de l'ADN que chez les répondeurs, fournissant un argument important pour un effet essentiellement épigénétique et très peu cytotoxique de ces médicaments
Chronic myelomonocytic leukemia is a clonal disorder of the hematopoietic stem cell, affecting mainly the elderly. The only curative therapeutic is allogeneic stem cell transplantation, which is rarely feasible. When transplantation is not an option, patients with a severe disease can be treated with a demethylating agent. Thirty to 40% of these patients show hematological improvement, but it remains unknown if these drugs increase overall survival. Analysis of candidate genes by Sanger sequencing, then by New Generation Sequencing, identified about thirty genes that are frequently mutated. These genes encode epigenetic regulators, splicing factors, transcription factors and cell signalling regulators. However, this approach catched only part of the genetic events that characterize this disease.The first objective of this study was to determine the mutational landscape of CMML cells by analyzing the coding and non coding regions of leukemic cell genome.We first performed whole exome sequencing analysis of leukemic and control cells in 49 patients. These analyses showed that in average, a patient carries 14 somatic mutations in its coding regions. We confirmed that the most frequent mutations were in TET2, SRSF2 and ASXL1 genes. We identified also recurrent mutations in 8 new genes, these recurrent mutations occurring at a low frequency. In average, 3 out of the 14 mutations identified in each patient affected recurrently mutated genes.Secondly, we performed whole genome sequencing of leukemic and control cells in 17 patients. These analyses showed that in average, a patient carries 475 somatic mutations in the non repeated regions of the genome. In both the coding and non coding sequences, alterations were observed to be mainly transitions. As a signature of CMML, two mutational processes were identified in all 17 patients and are found in various other cancer types, most likely resulting from the cytosine methylation observed with ageing. A third process, never seen before and without known significance, was also detected in two patients.We collected several samples from 17 patients on a more than two year period: 6 of these patients remained untreated whereas 11 were treated with demethylating agent, among which 6 showed a stable disease and 5 fulfilled criteria of hematological improvement. These sequential analyses showed that 1) the occurence of new mutations is a relatively rare event ; 2) the genetic heterogeneity of the malignant clone is limited ; 3) the mutation allele burden remains unchanged under treatment, whatever the response ; 4) new mutations can appear, even in responding patients.We selected 9 patients, 3 untreated, 3 stable on therapy and 3 responders. We collected monocytes before treatment and a few months later and we analyzed gene expression and DNA methylation in sorted monocytes at these two time points. We did not detect any significant change in gene expression and DNA methylation pattern in untreated patients. In those who responded to treatment, we noticed significant changes in both gene expression, with about 500 deregulated genes, and the DNA methylation pattern, with about 35,000 demethylated regions. In stable patients, the treatment had a limited effect with changes in the expression of about 60 genes, and in the DNA methylation pattern of about 100 regions. These results show that demethylating agents affect gene expression and DNA methylation of responding patients only, suggesting they have mostly an epigenetic effect rather than a cytotoxic one

Les lymphocytes T CD4 (LT CD4) sont nécessaires à l'établissement d'une réponse anticancéreuse efficace en contribuant à l’induction des LT cytotoxiques spécifiques de la tumeur et à leur persistance. Cependant, le pronostic des patients peut être affecté différemment selon le type de LT CD4 infiltrant la tumeur (TIL). L'épigénétique joue un rôle important dans la régulation de la polarisation des LT CD4, de leur plasticité vers d'autres sous-ensembles et de leur maturation. Il a été démontré que l'utilisation de modulateurs épigénétiques pouvait réguler la différenciation des LT CD4. Ainsi, la manipulation des LT CD4 par des thérapies épigénétiques peut être utilisée comme une stratégie pour améliorer l'immunothérapie. Nos résultats ont confirmé la présence de LTh17 parmi les LT expandus provenant de métastases hépatiques du cancer colorectal. Le nombre des LTh17 présents dans les TIL expandus était corrélé à la survie des patients. Nous avons ensuite tenté d'évaluer l'effet des régulateurs épigénétiques sur la différenciation et la fonction des LT CD4. Le criblage d'une banque de régulateurs épigénétiques nous a permis d'identifier un activateur de Sirtuine 1, l’Agrimol B, capable de réduire la prolifération, la sécrétion de cytokines et l'expression de CCR6 à la surface des LT CD4. L’Agrimol B a ainsi permis de réguler la migration et la fonctionnalité des LTh17 provenant de donneurs sains. L'inhibition des caspases par notre molécule a empêché le clivage de Sirtuine 1, permettant ainsi le maintien de son activité dans les LT CD4 activés. Dans l'ensemble, ces travaux visent à mettre en évidence le rôle de l'épigénétique dans la régulation des différentes populations de LT CD4 afin de potentialiser l'efficacité de l'immunothérapie anticancéreuse
CD4 T-cells are necessary for the establishment of an efficient anti-cancer response by providing help for the priming and persistence of tumor-specific cytotoxic T lymphocytes. However, the prognosis of patients can be differently affected, depending on CD4 T-cell subtypes infiltrating the tumor (TIL). Epigenetics take an important part in : i) the regulation of CD4 T-cells polarization, ii) plasticity towards other subsets and iii) maturation. It has been shown before that epigenetic modulators could regulate CD4 T-cells differentiation. Thus, the treatment of CD4 T-cells by epigenetic therapies can be used as a strategy to improve immunotherapy. Our results confirmed the presence of Th17-cells in expanded T-cells issued from liver metastases of colorectal cancer. Moreover, the number of expanded Th17-cells among total TIL was inversely correlated with patients' survival. We then attempt to evaluate the effect of epigenetic regulators on both CD4 T-cells differentiation and function. A screening of a bank of epidrugs allowed us to identify a Sirtuin 1 activator, Agrimol B, that might downregulate proliferation, cytokine secretion and CCR6 expression on CD4 T-cells. Our results thus indicated that Agrimol B might regulate the migration and the functionality of Th17-cells from healthy donors. Mechanistically, the inhibition of caspases by our molecule could prevent the cleavage of Sirtuin 1 and thus maintain its activity compared to control conditions. Together, this work aims to uncover the role of epigenetics in the regulation of CD4 T-cell subsets in order to potentiate the effectiveness of cancer immunotherapy

La maladie de Huntington (MH) est une maladie neurodégénérative génétique caractérisée par des symptômes moteurs, cognitifs et psychiatriques causés par une atteinte primaire du striatum. Le mécanisme pathogénique implique une dérégulation épigénétique et transcriptionnelle à l’origine d’une perte d’identité et de fonction des neurones. Cette thèse a consisté en la caractérisation épigénétique du striatum de modèles murins à une résolution type cellulaire-spécifique et à différent stades de la MH. Nous avons observé que les neurones striataux qui expriment le gène muté dans la MH présentent une érosion épigénétique traduisant un vieillissement accéléré qui implique une altération des complexes polycomb. Les régulations épigénétiques étant sensibles à l’environnement, nous avons caractérisé le phénotype comportemental et moléculaire de modèles murins de la MH hébergés en environnement enrichi (EE) afin de décrypter l’effet de l’EE sur les régulations épigénétiques et transcriptionnelles. Nos résultats permettent une meilleure compréhension des mécanismes pathogéniques de la MH, et offrent de nouvelles perspectives thérapeutiques
Huntington's disease (HD) is a neurodegenerative genetic disease characterized by motor, cognitive, and psychiatric disorders caused by primary damage to the striatum. The pathogenic mechanism is complex and involve epigenetic and transcriptional dysregulations leading to a loss of neuronal identity and cell function. This thesis aimed to characterize the striatal epigenetic signature in mouse models with a celltype-specific resolution at different stages of HD. We observed that striatal neurons expressing the HD mutation undergo epigenetic erosion, reflecting accelerated aging in HD, induced by alterations in polycomb complexes. As epigenetic regulations are sensitive to the environment, we characterized the behavioral phenotype and molecular alterations of HD mouse model after housing in an enriched environment (EE) to decipher the epigenetic and transcriptomic effects induced by EE. Our findings thus provide a better understanding of early pathogenic mechanisms in HD, opening new therapeutic perspectives

La stimulation de l'ornithine décarboxylase, ODC, dans l'épiderme est une des réponses les plus précoces au traitement de la peau par le cancérogène épigénétique, TPA. Pour éviter l'interférence des autres composants cellulaires de l'organisme, nous avons choisi deux lignées de cellules épithéliales témoins CTR et traitées par le BAP, BPE, et des cellules embryonnaires de hamster syrien, SHE. Nous avons observé une stimulation de l'ODC par le TPA, plus forte dans les cellules CTR que dans les BPE. Cette différence a également été constaté au niveau moléculaire. La différence d'activité ODC cytoplasmique entre les deux lignées est consécutive à une différence du taux d'induction de l'ODC-ARNm. Nous avons également remarqué que le taux d'induction ODC-ARNm par le TPA était nettement supérieur à la stimulation d'ODC cytoplasmique enregistré, quelle que soit les cellules considérées : CTR, BPE et SHE. L'emploi d'anti-inflammatoires non stéroïdiens nous a permis de démontrer une interaction réelle entre les compartiments dermiques, inflammation, et épidermique, ODC. Par l'intermédiaire d'un troisième anti-inflammatoire, stéroïdien cette fois, la dexaméthasone, nous avons pu mettre en évidence qu'il existait une régulation post-transcriptionnelle de l'ODC cytoplasmique dans les trois types cellulaires étudiés. Cette régulation post-transcriptionnelle est essentiellement effectuée par les sérine-protéases. Leur action protéolytique est très importante et se trouve à la fois modulée par le TPA, des xénobiotiques et l'étape de transformation cellulaire. Dans la troisième partie de notre travail, nous avons recherché à établir les corrélations pouvant exister entre les variations du taux d'ODC et l'apparition du phénotype transformé. Il semblerait que l'étape crucial vers la transformation irréversible se situe après le cinquième jour, date à partir de laquelle les cellules SHE sont très sensibles à l'action du TPA. L'ensemble de notre travail nous a permis d'analyser un des mécanismes épigénétiques de l'induction d'ODC par le TPA et sa régulation cytoplasmique par l'intermédiaire des enzymes protéolytiques

La dystrophie musculaire Facio-Scapulo-Humérale (FSHD) est liée à la réduction du nombre de répétitions d’une séquence de 3,3 kb nommée D4Z4 dans la région subtélomérique 4q35. Les individus sains portent de 11 à plus de 100 répétitions D4Z4 tandis que ce nombre est inférieur à 11 sur l’un des allèles chez les malades. Dans ce mémoire, après une mise en perspective de l’organisation tridimensionnelle de la chromatine et de la transcription dans le noyau, et en particulier sous l’influence de l’enveloppe nucléaire, sont présentés l'état actuel des connaissances concernant l'étiologie de la FSHD et ses relations avec ces principes d'organisation. Dans ce travail de thèse, afin de tester l'hypothèse de la modulation par D4Z4 d'un effet de position, des modèles cellulaires ont été créés où un gène rapporteur est couplé à différents nombres de D4Z4 et intégré dans le génome aléatoirement ou au télomère. Nous révélons et isolons ainsi des propriétés isolatrices contenues dans le motif. D4Z4 affecte de plus la localisation subnucléaire d'un télomère, le positionnant plus en périphérie, à l'image du locus 4q35. Cependant ces propriétés disparaissent lorsque l'on accroit le nombre de D4Z4 intégrés. Nous montrons de plus que les protéines CTCF et les lamines de type A sont associés à D4Z4 et nécessaires aux fonctions du motif. En outre, la fixation de CTCF diminue à mesure que le nombre de D4Z4 augmente, corroborant les effets observés sur l’expression et la localisation du gène rapporteur lors de la multimérisation de D4Z4. Nous proposons donc un nouveau modèle liant le nombre de D4Z4 à l’organisation du 4q35 et à la physiopathologie de la FSHD
Facio-Scapulo-Humeral muscular dystrophy (FSHD) is linked to the reduction in the number of repetitions of a 3. 3 kb sequence named D4Z4 in the 4q35 subtelomeric region. Healthy individuals carry 11 to more than 100 D4Z4 repeats whereas patients have less than 11 repeats on one allele. In this memoir, chromatin and transcriptional three-dimensional organizations in the nucleus are first reviewed, in particular under the influence of the nuclear envelope, and then linked to the current knowledge on FSHD aetiology. In this work, in order to test the hypothesis of a modulation by D4Z4 of a position effect, cellular models have been generated where a reporteur gene is coupled with variable numbers of D4Z4 and integrated in the genome randomly or at telomeres. Here we reveal and isolate insulator properties contained in the motif. Furthermore, D4Z4 alters the subnuclear localization of a telomere, positioning it more at the nuclear periphery, similarly to the 4q35 locus. However, these properties are impaired by the increase in the number of D4Z4 repeats integrated. In addition, we show that CTCF and A-type lamins are associated to D4Z4 and required for its functions. Thus, CTCF binding drops as the number of repeats is increased which is consistent with our observations on the effects of D4Z4 multimerization on the localization of the reporter gene. Consequently, we propose a new model linking D4Z4 number reduction to the subnuclear organization of the 4q35 locus and to the physiopathology of FSHD

Une influence des conditions de vie sur le phénomène de dépendance a été observée chez l'Homme et modélisée chez l'animal. Ainsi chez les rongeurs, l'exposition à un environnement enrichi (EE) réduit le risque d'addiction, alors qu'un stress l'augmente. Les mécanismes responsables de ces influences environnementales sur la dépendance ont été l'objet de mes recherches. D'une part, nous avons montré que des injections chroniques de cocaïne augmentent l'expression du facteur de transcription ΔFosB dans les cellules striatales exprimant le récepteur dopaminergique D1R (D1R+), alors que l'EE seul l'augmente spécifiquement dans les cellules D1R(-). De façon intéressante, ces effets sont abolis lorsque la cocaïne est administrée à des souris exposées à l'EE. Ces résultats suggèrent que la prévention de la sensibilisation comportementale par l'EE corrèle avec une accumulation modifiée de ΔFosB. D'autre part, le laboratoire avait montré que le passage d'un EE à un environnement standard augmentait la vulnérabilité à la cocaïne. Toujours dans le but de découvrir les mécanismes impliqués, nous nous sommes intéressés au système endocannabinoïde (ECS), un régulateur du stress et aux processus épigénétiques. Nous avons observé que ce switch environnemental modulait l'expression de différents acteurs de l'ECS, en particulier le récepteur CB1 dans l'amygdale, et aussi celle de la protéine régulatrice de la transcription MeCP2 (Methyl CpG-binding-Protein-2) dans le noyau accumbens. Dans son ensemble, ce travail a permis d'identifier des mécanismes moléculaires, régulés par différentes manipulations environnementales, et pouvant participer à la vulnérabilité aux drogues d'abus
Influences of life conditions on the phenomenon of addiction has been observed in Human and modeled in animals. Indeed, in rodents, exposure to enriched environment (EE) reduces the risk of addiction, whereas stress increases it. The mechanisms responsible for these environmental influences on addiction have been the object of my thesis. On one hand, we have shown that chronic injections of cocaine increase the expression of the transcription factor ΔFosB in striatal cells expressing the dopaminergic receptor D1 (D1R(+) cells) whereas EE by itself increases it specifically in D1R(-) cells. Interestingly, these effects were abolished when cocaine is administrated to mice exposed to EE. These results suggest that the prevention of the behavioral sensitization induced by EE correlates with a modified accumulation of ΔFosB. On the other hand, our laboratory has shown that switching mice from EE to a standard environment increases the vulnerability to cocaine. In order to uncover the mechanisms underlying this potentiation, we studied the endocannabinoid system, involved in stress regulation and in epigenetic processes. We have observed that the environmental switch modulates the expression of different actors of the endocannabinoid system, especially the CB1 receptor in the amygdala, and of MeCP2 (Methyl CpG-binding-Protein-2), a protein involved in the control of transcription in the nucleus accumbens. Altogether, this work allowed us to highlight molecular mechanisms that are regulated by environmental manipulations and that could participate to the individual vulnerability to drugs of abuse

Les travaux de recherche que présente cette thèse sont le fruit de collaborations fructueuses entre mon entreprise d’accueil, l’Institut de Recherches SERVIER, mon laboratoire d’accueil, la plateforme BioPhenics de l’Institut Curie, et moi-même préparant mon doctorat à l’Ecole Doctorale CBMS de l’Université Paris-Saclay. Des partenariats internationaux ont également permis de générer et d’enrichir de multiples données dans un même but : identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour le traitement du cancer du sein triple-négatif (TNBC, Triple-negative breast cancer). Le cancer TNBC est une forme de cancer mammaire caractérisée par l’absence des récepteurs aux œstrogènes (ER, Estrogen Receptor), à la progestérone (PR, Progesterone receptor), et du récepteur de facteur de croissance épidermique humain 2 (HER2, Human epidermal growth factor receptor 2), touchant près de 20% des femmes diagnostiquées avec un cancer mammaire. Par l’absence de ces récepteurs, les patientes ne sont éligibles ni aux thérapies hormonales ni aux thérapies ciblées anti-HER2. Alors que le cancer TNBC est enrichi en cellule-souches cancéreuses (CSC) et que des dérégulations épigénétiques ont été identifiées dans les voies de signalisation des CSC des TNBC, nous avons émis l'hypothèse que les mécanismes épigénétiques pourraient être modulés et aboutir à deux phénotypes : un impact sur la viabilité des cellules d'une part, et un effet sur l'expression de HER2 de façon à sensibiliser les cellules aux thérapies anti-HER2 existantes d'autre part. Afin de vérifier ces hypothèses, nous avons réalisé des cribles de génomique fonctionnelle en siRNA ciblant 863 modulateurs épigénétiques par des approches à haut débit et haut contenu. Bien que l’utilisation de siRNA représente une approche puissante, le risque d’effets hors cible est important. Afin de renforcer la découverte de hits spécifiques et de limiter l’identification de hits non-spécifiques, différentes stratégies ont été mises en place pour les deux études. Alors que l’identification de gènes impliqués dans l’expression de HER2 est toujours à l’étude, nous avons identifié 3 gènes clés pour la viabilité des cellules TNBC, parmi lesquels CHAF1A, dont le rôle dans la viabilité des cellules TNBC est identifié pour la première fois. Aussi, suite à des analyses bioinformatiques réalisées à partir des résultats générés en viabilité, les effets non spécifiques à la cible initiale ont été considérés comme sources de hits potentiels, permettant d’envisager de nouvelles approches de génomique fonctionnelle
Research presented in this thesis manuscript is the result of a fruitful collaboration between my host company, Institut de Recherches SERVIER, my host laboratory, BioPhenics Laboratory at Institut Curie, and I, preparing my PhD at the doctoral school CBMS at Université Paris-Saclay. International partnerships also led to the generation of numerous data towards the same purpose: identifying novel therapeutic targets in triple-negative breast cancer (TNBC) treatment. TNBC is a breast cancer subtype characterized by its ER(Estrogen receptor)-, PR(Progesterone receptor)- and HER2(Human epidermal growth factor receptor 2)-negative phenotype, affecting almost 20% of breast cancer diagnosed women. In the absence of these receptors, patients cannot respond neither to hormone therapy nor anti-HER2 targeted therapies. While TNBC is enriched in cancer-stem cells (CSC) and epigenetic deregulations were identified in TNBC CSC signaling pathways, we supposed that epigenetic mechanisms could be modulated to result in two phenotypes : an impact on TNBC cell viability, and an impact on HER2 expression in order to sensitize cells to existing anti-HER2 therapies. To investigate these hypotheses, we performed siRNA functional genomics screening targeting 863 epigenetic modulators through high-throughput and high-content approaches. Although using siRNA represents a powerful approach, the risk of off-target effects is important. In order to reinforce on-target hits discovery and to prevent the identification of non-specific hits, various strategies were used for the two studies. While the identification of genes involved in HER2 expression is currently in progress, we identified 3 key genes for TNBC cell viability, including CHAF1A for which the role in TNBC cell viability was never revealed. Also, following bioinformatic analyses performed from viability data, off-target effects were considered as sources of potential hits, highlighting the potential of a new functional genomics screening approach