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     Organisation nucléaire et oncogenèse - INSERM U.579


  Responsable : Anne DEJEAN (adejean@pasteur.fr)


  resume

 

Les travaux de l'Unité portent sur l'étude des mécanismes moléculaires et cellulaires à l'origine des cancers chez l'homme. Outre ses applications médicales, la compréhension des évènements qui interviennent dans la transformation tumorale est importante car révélatrice de mécanismes physiologiques fondamentaux. Deux axes sont développés : le premier vise à établir les bases génétiques de la carcinogénèse hépatique avec un accent particulier sur l'étude des altérations survenues dans les profils de modifications épigénétiques au cours de l'hépatocarcinogénèse, le second a pour objectif d'élucider le rôle des corps nucléaires PML impliqués dans la pathogénèse des leucémies promyélocytaires dans le contexte plus général de la compartimentalisation fonctionnelle du noyau et de ses liens avec le compartiment chromatinien. Dans ce contexte, un effort important sera par ailleurs consacré à l'étude de la voie SUMO, une voie de modification post-traductionnele apparentée à l'ubiquitination.



  rapport

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Génétique et épigénétique du cancer du foie (responsable : Pascal Pineau)

L'inactivation somatique de gènes suppresseurs de tumeur est d'importance majeure dans le développement des cancers humains. Dans le but d'identifier des suppresseurs de tumeur potentiellement inactivés au cours du développement du cancer du foie, une cartographie des pertes d'allèles les plus fréquentes (LOH) couplée à une étude par hybridation génomique comparative (CGH) nous a permis de mettre en évidence des pertes de matériel génétique fréquentes sur les chromosomes 1p, 4q, 6q, 8p, 13q et 16p. Il est important de noter qu'aucun suppresseur de tumeur n'a encore été identifié dans les deux régions chromosomiques 8p et 4q présentant les taux de délétion les plus importants ( >50%). Nos efforts se sont donc focalisés sur ces deux régions. L'étude des pertes de l'hétérozygotie et de la réduction à l'homozygotie du chromosome 8p dans les tumeurs et les lignées cellulaires hépatiques nous a permis d'identifier trois segments génomiques susceptibles d'abriter des gènes candidats. Nous procéderons à l'analyse mutationnelle ainsi qu'à l'étude de l'expression de ces gènes dans des tumeurs hépatiques, notamment par tissue array. Le clonage positionnel des gènes localisés en 4q est effectué quant à lui selon la nouvelle approche de CGH array. Parallèlement, la recherche systématique de doubles délétions dans une centaine de lignées cellulaires tumorales (dont 60 d'origine hépato-biliaire) a révélé cinq gènes suppresseurs de tumeur candidats jusqu'alors non incriminés dans le cancer du foie. L'analyse mutationnelle de ces gènes sera effectuée dans divers contextes étiologiques (infections virales B et C, intoxication alcoolique, troubles métaboliques). Ces études mutationnelles seront complétées par des analyses fonctionnelles. Une étude de transcriptome sur le cancer du foie a par ailleurs été initiée afin de définir les principaux profils d'expression de cette tumeur très hétérogène. Ces travaux devrait à terme permettre d'établir une classification à valeur prédictive et thérapeutique du carcinome hépatocellulaire. Finelement, nous développons un projet visant à rechercher des altérations (par immunohistochimie, Western et QRT-PCR) dans les profils de modification des histones (acétylation, méthylation, sumoylation, ubiquitination) dans le cancer du foie. Cette étude devrait permettre d'identifier de nouvelles cibles pour de futurs traitements basés sur l'utilisation de drogues modulant l'activité des gènes par remodellage chromatinien et valider ainsi le concept de thérapie dite ‘transcriptionnelle'.

Compartimentalisation fontionnelle du noyau et modification par SUMO (responsables : Jacob Seeler, Oliver Bischof)

L'un des aspects majeurs de la pathogénèse des leucémies aigües promyélocaytaires implique, d'une part, la présence de l'oncoprotéine hybride PML-RARα et, d'autre part, la désagrégation réversible par l'acide rétinoïque des corps nucléaires PML. Cette dernière observation, qui fournit un parallèle frappant à l'effet thérapeutique des rétinoïdes dans ce type d'hémopathies, permet ainsi d'impliquer un nouvel ‘organelle' nucléaire dans une pathologie humaine. Etudiant les signaux susceptibles de réguler la dynamique des corps nucléaires, nous avons identifié un nouveau type de modification post-traductionnelle apparentée à l'ubiquitination, la voie SUMO qui semble jouer un rôle majeur dans la formation de ces structures. Cette modification, contrairement à l'ubiquitination, n'est pas associée à une dégradation de ses protéines cicles mais semble jouer un rôle majeur dans leur compartimentalisation subcellulaire. Notre laboratoire ainsi que d'autres ont identifié un certain nombre de substrats pour SUMO, plusieurs d'entre eux étant associés aux corps nucléaires (voir Figure). La voie enzymatique de sumoylation implique une enyzyme d'activation E1 (hétérodimère Uba2/Aos1), une enzyme de conjugaison E2 (Ubc9) et trois familles de E3 ligases (RanBP2, PIAS et Pc2) qui sont censées conférer la spécificité de reconnaissance des substrats. La démodification est assurée par des hydrolases (SENPs) qui sont au nombre de 7 chez l'homme. Compte-tenu du lien étroit existant entre la sumoylation et la dynamique des corps nucléaires, nous consacrons un effort important à l'étude de cette voie de modification post-traductionnelle afin de clarifier son rôle dans l'organisation générale du noyau de la cellule normale et de la cellule leucémique. Par ailleurs nous poursuivons parallèlement l'étude de la protéine PML et cherchons notamment à caractériser son rôle dans les processus de sénescence cellulaire.

Lors de la sénescence induite par PML, nous avons montré que les deux voies p53 et Rb sont activées et nécessaires, de plus l'oncoprotéine E7 d'HPV est capable d'inhiber ce processus en s'associant physiquement avec PML. Ainsi PML constituerait, à coté de Rb, une nouvelle cible cellulaire pour E7. Une collaboration a été établie avec le laboratoire de R. Bernards au NKI à Amsterdam dans le cadre du FP6 EEC ‘Intact' auquel nous participons. Celle-ci a pour objectif d'identifier les voies activées lors du processus de sénescence induit par PML. Les informations recueillies pourront par la suite être exploitées pour étudier de même les processus d'apoptose, de différenciation cellulaire et de suppresseur de tumeur attribués à PML.

Afin de clarifier le rôle général de la voie SUMO in vivo, nous avons réalisé un knock out constitutif du gène Ubc9 codant pour l'unique enzyme E2 qui révèle une létalité embryonnaire très précoce ainsi que des défauts importants dans la localisation des protéines et l'architecture générale du noyau (Nacerddine et al., manuscrit en préparation). Nous avons parallèlement réalisé une inactivation conditionnelle de ce même gène afin d'étudier les conséquences de l'inhibition de la sumoylation dans certains tissus (lignée myéloïde, peau, cerveau…) ainsi qu'au cours du temps (système cre-Tamoxifène). Des fibrolastes floxés seront parallèlement infectés par un virus adéno-Cre pour des études au niveau cellulaire. Ces travaux devraient permettre de préciser le rôle de la voie SUMO dans les principaux processus cellulaires fondamentaux. En collaboration avec l'équipe de B. Arcangioli, nous avons montré que, chez la levure S. pombe, la protéine Pli1p fonctionne comme une SUMO E3 ligase. Les cellules délétées pour Pli1p présentent une perte des minichromosomes, une sensibilité accrue pour la drogue TBZ ainsi qu'un allongement de la taille des télomères. Ces données suggèrent que Pli1p, et par extension , la voie SUMO, jouerait un rôle dans la protection des séquences répétées hétérochromatiques (ie : centromères et télomères) de la recombinaison illégitime. Nous chercherons à identifier les substrats impliqués dans ce processus ainsi que les mécanismes par lesquels la sumoylation régule leur activité.

Mots-clés: oncogénèse, corps nucléaires PML, SUMO, sénescence cellulaire, chromatine, épigénétique, leucémies, cancer du foie



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  personnel

  Secrétariat Chercheurs Stagiaires Autre personnel
  DA Louise-Marie, lmda@pasteur.fr DEJEAN Anne DR1 INSERM adejean@pasteur.fr

BISCHOF Oliver CR1 CNRS obischof@pasteur.fr

PINEAU Pascal CR IP ppineau@pasteur.fr

SEELER Jacob CR IP seeler@pasteur.fr

TIOLLAIS Pierre Professeur tiollais@pasteur.fr

DEMARQUE Maud Etudiante M2 mdemarqu@pasteur.fr

MARTIN Nadine Etudiante Thèse, ENS nmartin@pasteur.fr

NACERDDINE Karim Etudiant Thèse, Bourse LNCC kimnacer@pasteur.fr

RADOSHEVICH Liliana Etudiante américaine (Stagiaire) radoshev@pasteur.fr

SCHWAMBORN Klaus Post-doc, CDD IP (AICR) ks@pasteur.fr

WERNER Andreas Post-doc, Bourse FRM awerner@pasteur.fr

CORDINA Emilie Ingénieur, vacataire INSERM ecordina@pasteur.fr

MARCHIO Agnès Ingénieur, IP amarchio@pasteur.fr

GEORGES Monique Aide de Laboratoire, IP mgeorges@pasteur.fr

LEGOUT Claudine Responsable de Préparation, IP clegout@pasteur.fr

LEGUEULT Catherine Aide de Laboratoire, IP cathy@pasteur.fr

QUEROL Chantal Aide de Laboratoire, IP cquerol@pasteur.fr


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