Etude du rôle du corégulateur transcriptionnel RIP140 dans le métabolisme glucidique et la différenciation des cellules cancéreuses - CRLC Val d'Aurelle - Paul Lamarque Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Deciphering a new role for the transcriptional coregulator RIP140 in the regulation of glucose metabolism and differentiation of cancer cells

Etude du rôle du corégulateur transcriptionnel RIP140 dans le métabolisme glucidique et la différenciation des cellules cancéreuses

Résumé

Metabolic reprogramming is a hallmark of cancer cells that are capable, among other things, of going from an aerobic metabolism (oxidative phosphorylation) to an anaerobic metabolism (glycolysis) according to their needs. This allows them to survive in nutrient-poor environments and to resist to certain anti-cancer treatments. Explaining the mechanisms responsible for the metabolic reprogramming of cancer cells could lead to the development of new cancer therapies. My thesis project aims to decipher the role of the transcriptional coregulator RIP140 in cancer cell metabolic flexibility and chemoresistance. RIP140 (Receptor Interacting Protein of 140 Kda) is a trancriptionnal coregulator that interact with various transcription factors (nuclear receptor, factors such as AP-1, SP1, NF-KB et E2F1, etc.) in order to regulate gene expression. Thanks to its large interactome, it is implicated in the regulation of various physiological and pathophysiological processes such as metabolism or cancer, respectively. In this context we were interested in the potential role of RIP140 control in cancer metabolism. We demonstrate that the loss of RIP140 expression in transformed mouse embryonic fibroblasts (MEF RIPKO) increase cell proliferation, tumor growth and glycolysis. Moreover, this proliferative advantage is abrogated by glucose deprivation or glycolysis inhibition with pharmacological agent in vitro and in vivo in xenografted mice. We also show that glycolysis gene such as GLUT3 or G6PD are upregulated in RIPKO MEF and that cell proliferation is dependent of their expression. We confirmed those results in cancer cell lines showing a general effect of RIP140 on cancer cells metabolism. Chromatin immunoprecipitation experiment show that RIP140 is present at GLUT3 gene promotor. Our data establish for the first time RIP140 as a critical modulator of the transcriptional interplay between HIF2α (Hypoxia Inducible Factor 2α) and p53 in the control of glucose metabolism in cancer cells. In parallel, I was interested in the role of RIP140 in the chemoresistance of acute myeloid leukemia (AML) whose frequent relapses can be due to a metabolic reprogramming enhancing oxidative phosphorylation metabolism. We show that, in contrast to solid tumors, high expression of RIP140 is associated with a poor prognosis in AML. Modulation of RIP140 expression in AML cell lines using shRNA induces a decrease of proliferation via apoptosis control. RNAseq data established on OCI-AML2 where RIP140 expression was reduce compared to control show that RIP140 is implicated in the regulation of apoptosis, cell cycle, oxidative phosphorylation and retinoic acid metabolism. The next step was to test AML cells sensitivity to all trans retinoic acid (ATRA), a differentiating agent, when RIP140 expression was depressed. We show that RIP140 inhibition potentiates ATRA effects on AML cells. The overall results will determine the involvement of RIP140 in AML chemoresistance. At the end, this factor could be proposed as a predictive marker of response to treatments for this pathology.
La reprogrammation métabolique est une caractéristique des cellules cancéreuses qui sont capables, entre autres, de passer d’un métabolisme aérobie (phosphorylation oxydative) à un métabolisme anaérobie (glycolyse) en fonction de leurs besoins. Ceci leur permet de survivre dans des environnements pauvres en nutriments et de résister à certains traitements anti-cancéreux. En effet, les rechutes fréquentes des leucémies aiguës myéloïdes (LAM) peuvent être dues par une reprogrammation métabolique favorisant la phosphorylation oxydative. Expliquer les mécanismes responsables de la reprogrammation métabolique des cellules cancéreuses pourrait conduire au développement de nouvelles thérapies contre le cancer. Mon projet s’intéresse au rôle du corégulateur transcriptionnel RIP140 dans la flexibilité métabolique et la différenciation des cellules cancéreuses. RIP140 (Receptor Interacting Protein of 140 Kda) est un corégulateur transcriptionnel qui participe à la régulation de l’expression de gènes cibles de nombreux facteurs de transcription (récepteurs nucléaires, facteurs AP-1, SP1, NF-KB et E2F1, etc.). Grace à son large interactome, RIP140 est impliqué dans la régulation de nombreux processus physiologiques et physiopathologiques comme le métabolisme ou le cancer respectivement. Nous nous sommes donc intéressés au rôle potentiel de RIP140 dans le contrôle du métabolisme dans un contexte cancéreux. Nous avons démontré que la perte d’expression de RIP140 dans des fibroblastes embryonnaires murins transformés (MEF RIPKO) induit une augmentation de la prolifération cellulaire, de la croissance tumorale ainsi qu’une augmentation de la glycolyse. De plus, l’avantage prolifératif des MEF RIPKO est abrogé en absence de glucose ou en présence d’inhibiteurs de la glycolyse in vitro et in vivo dans des expériences de xénogreffes. Enfin, l’expression des gènes de la glycolyse GLUT3 et G6PD est augmentée dans les MEF RIPKO et ses gènes sont nécessaires à la prolifération des cellules RIPKO. Nous avons confirmé l’ensemble de ces résultats dans différentes lignées cancéreuses mammaires, montrant un effet général de RIP140 sur le métabolisme glucidique des cellules cancéreuses. Des expériences d’immunoprécipitation de la chromatine montrent la présence de RIP140 au promoteur de GLUT3. Nous avons décrypté le mécanisme moléculaire responsable des effets de RIP140 qui implique le gène suppresseur de tumeur p53 et le facteur HIF-2α (Hypoxia Inducible Factor 2α). Nos données établissent pour la première fois RIP140 comme un modulateur critique de l’interférence entre les facteurs HIF et p53 dans le contrôle du métabolisme du glucose dans les cellules cancéreuses mammaires. En parallèle, je me suis intéressé au rôle de RIP140 dans la chimiorésistance des leucémies aiguës myéloïdes (LAM). Nous montrons qu’à l’inverse des tumeurs solides, une forte expression de RIP140 est associée à un mauvais pronostic dans les LAM. La modulation de l’expression de RIP140 grâce à l’utilisation de shRNA dans des lignées de LAM induit une modification de la prolifération par induction de l’apoptose. Des données de RNAseq établies dans une lignée d’AML dont l’expression de RIP140 a été inhibée par rapport au contrôle ont montrées que RIP140 est impliqué dans la régulation de l’apoptose, du cycle cellulaire, de la phosphorylation oxydative et du métabolisme de l’acide rétinoïque. Nous nous sommes donc intéressés à la sensibilité des cellules de LAM à l’all trans retinoic acid (ATRA), une molécule induisant la différenciation, en fonction de l’expression de RIP140. Nous avons démontré que l’inhibition de l’expression de RIP140 potentialise les effets de l’ATRA tant au niveau prolifératif qu’au niveau des marqueurs de différentiation. A terme, ce facteur pourrait être proposé comme marqueur prédictif de la réponse aux agents différentiant pour cette pathologie.
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  • HAL Id : tel-03340471 , version 1

Citer

Valentin Jacquier. Etude du rôle du corégulateur transcriptionnel RIP140 dans le métabolisme glucidique et la différenciation des cellules cancéreuses. Sciences agricoles. Université Montpellier, 2020. Français. ⟨NNT : 2020MONTT084⟩. ⟨tel-03340471⟩
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