Par la méthode de ChIP-on-chip, nous avons mis en évidence de nombreux gènes cibles potentiels de STAT3 impliqués dans la progression de la phase G2 vers la M du cycle cellulaire. Quelques-uns de ces gènes comme STIL, RIC8A, FoxM1, NuMa et Cdc25c ont été confirmés par la technique de ChIP classique. Etant donné que nous avions montré dans la première partie de ce travail que STAT3 était capable d’activer la réparation des dommages de l’ADN en réponse à une inhibition des topoisomérases de type I, nous nous sommes intéressés aux gènes impliqués dans la réparation des dommages de l’ADN et dans la mort cellulaire parmi les gènes cibles potentiels de STAT3 obtenus par la technique de ChIP-on chip.
Le tableau 4 présente les gènes cibles potentiels de STAT3 impliqués dans la réparation des cassures simples et doubles brins d’ADN. Nous avons remarqué qu’un grand nombre de ces gènes appartiennent au système de réparation NER (Nucleotide Excision Repair), BER (Base Excision Repair), HR (Homologous Repair) et MMR (MisMatch Repair). Il serait pertinent, dans un premier temps, de confirmer ces gènes en réalisant un ChIP de STAT3 sur ces différents gènes avec ou sans traitement génotoxique. En effet, ces résultats ont été obtenus dans des cellules synchronisées par privation de sérum. Ce qui suggère que STAT3 contrôlerait la réplication de l’ADN en activant des gènes de réparation dans les cellules en croissance.
TABLEAU 4| Listes de principaux gènes cibles potentiels de STAT3 impliqués dans la réparation des dommages de l’ADN
SYMBOLE NOMS RÔLE RÉFÉRENCES
ERCC2 (XPD) excision repair cross-complementing 2 NER (Lehmann 2008) ERCC4 (RAD1 ou
XPF)
excision repair
cross-complementing 4 NER (Rouillon and White 2011) ERCC6 (RAD26) excision repair cross-complementing 6 NER (Troelstra et al. 1992)
EXO1 exonuclease 1 NER (Sertic et al. 2011)
RAD23B RAD23B NER (Dantuma et al. 2009)
XAB2 XPA binding protein NER (Nitta et al. 2000) XPC xeroderma pigmentosum NER (Friedberg 2001) FEN1 (RAD2) flap structure-specific endonuclease 1 NER, BER, HR (Tsutakawa et al. 2011) MRE11A MRE11 meiotic recombination 11 homolog A HR (Ricceri et al. 2011)
WRN (RECQL3) Werner syndrome HR (Chu and Hickson 2009)
MLH3 mutL homolog 3 MMR (Holloway et al. 2011)
PMS1 postmeiotic segregation increased 1 MMR (Marti et al. 2002)
RAD50 RAD50 phosphoryle ATM (Gatei et al. 2011)
APTX Aprataxine réparation des cassures
simples brins (Crimella et al. 2011) ATM Ataxia Telangiectasia Mutated (Burma, Chen et al. 2001)
RECQL4 RECQL4 maintenance des fourches
de réplication (Masai 2011)
Par la suite, nous avons étudié et sélectionné plusieurs gènes cibles potentiels de STAT3 impliqués dans l’arrêt du cycle cellulaire ou la mort cellulaire. La liste de ces gènes est présentée dans le Tableau 5. Certains d’entre eux sont déjà connus pour être des cibles de STAT3. L’équipe de Ronai a montré que l’expression du dominant négatif de STAT3 ou de c-Jun dans des cellules de mélanomes augmente efficacement l’expression de Fas et sensibilise les cellules à l’apoptose induite par FasL (Ivanov, Bhoumik et al. 2001). Les voies de AKT et de STAT3 sont deux voies de signalisation parallèles, mais il a été mis en évidence que STAT3 est nécessaire et suffisant pour induire l’expression de AKT1 (Xu et al. 2005). Ces exemples montrent que STAT3 peut réguler négativement l’apoptose dans les cellules en croissance en se liant au promoteur de ses gènes cibles impliqués dans ce processus.
TABLEAU 5| Listes de principaux gènes cibles potentiels de STAT3 impliqués dans la mort cellulaire
SYMBOLE NOMS RÔLE RÉFÉRENCES
AKT1 AKT1 phosphoryle et inactive les composants
de la machinerie apoptotique (Song et al. 2005) BAD BCL2-associated agonist of cell death régule positivement l’apoptose avec BCL-XL et Bcl-2 (Datta et al. 1997) BAX BCL2-associated X protein
forme un hétérodimère avec Bcl-2 et fonctionne comme un activateur de l’apoptose
(Westphal et al. 2011)
BCL2 B-cell CLL/lymphoma 2
forme un hétérodimère avec Bcl-2 et fonctionne comme un activateur de l’apoptose
(Adams and Cory 1998) FAS TNF receptor superfamily rôle central dans la régulation du
programme de mort cellulaire
(Nagata and Golstein 1995)
NFKB2 Nuclear Factor of kappa in B cells
induit un arrêt du cycle cellulaire et la mort cellulaire en réponse aux dommages de l’ADN
(Barre et al. 2010)
TNF Tumor Necrosis Factor
cytokine impliquée dans de nombreux mécanismes cellulaires comme
l’apoptose
(Wiley et al. 1995)
TP53 Tumor Protein p53
régule l’expression de gènes cibles impliqués dans de multiples processus cellulaire comme l’arrêt du cycle cellulaire, l’apoptose ou la sénescence.
(Negrini et al. 2010)
Ces travaux nous ont suggéré que STAT3 était capable de réguler de nombreux gènes impliqués dans des mécanismes opposés mais complémentaires comme la progression du cycle cellulaire, la réparation des cassures et la mort cellulaire. En effet, lors de dommages de l’ADN, la cellule arrête de proliférer pour activer soit la réparation de ses dommages, soit induire la mort cellulaire.
A partir de ces observations, une question se pose : comment STAT3, dans une cellule en croissance peut-il réguler ces différents groupes de gènes. En effet nous avons montré que lors d’inhibition de topoisomérases de type I, STAT3 phosphorylé sur son résidu sérine 727 se lie au promoteur de Eme1, membre du système de réparation HR, au dépend des gènes impliqués dans la progression de la phase G0 vers la phase G1 du cycle cellulaire. Cependant, STAT3, phosphorylé sur ce même résidu, est également capable d’induire la progression du cycle cellulaire de la phase G2vers la mitose. Il serait donc important de mieux comprendre, comment un même facteur de transcription, phosphorylé sur son résidu sérine 727 est capable d’activer la progression du cycle
cellulaire de la phase G2 vers la phase M, mais également d’activer la réparation de l’ADN en réponse à un traitement génotoxique.
Trois hypothèses permettraient d’expliquer ces observations : i) STAT3 possède d’autres modifications post-traductionnelles lui permettant de cibler la fixation du facteur de transcription sur ces gènes cibles. ii) STAT3 se lie à des coactivateurs différents. iii) STAT3, soit avec une modification post-traductionnelle différentes, soit avec des partenaires différents, reconnait des séquences d’ADN spécifiques différentes pour les gènes de réparation et les gènes du cycle cellulaire afin de se stabiliser sur le promoteur.