hLMS : la sur-activation de SRF/MYOCD comme driver principal

Dans le cas des hLMS, nous avons suivi l’hypothèse que l’homogénéité des transcriptomes résulte d’un driver fort responsable du transcriptome, comme cela a été démontré dans les sarcomes à driver fort qui ont un transcriptome homogène (Watson et al., 2018).

Nous avons démontré que ce transcriptome homogène est majoritairement lié à la surexpression des gènes associés au phénotype contractile et au phénotype synthétique des cellules musculaires lisses. L’ensemble de ces gènes sont sous contrôle

171 | P a g e du SRF et de ces différents partenaires notamment MYOCD. La surexpression des gènes (p.ex. : MYH11, TAGLN, ACTA2, CNN1) et des micro ARN (p.ex. : mir1, mir143, mir145) du phénotype contractile dépendent de la surexpression de MYOCD (Xin et al., 2009; Chen Jie et al., 2011; Pérot et al., 2014). Effectivement, MYOCD amène SRF à se fixer aux cibles spécifiques dans les promoteurs des gènes et des micro ARN liés au phénotype contractile (Figure 40). Dans le même temps, la surexpression protéique de SRF et l’absence de PTEN, autorisant une liberté de liaison de SRF à d’autres sites que ceux associés au phénotype contractile, entraînent la surexpression de gènes (p.ex. : MSN, FN1, COL1A1/2, TNC) et de micro ARN (p.ex. : mir28-3p, mir455, mir199a) affiliés au phénotype synthétique (Figure 40). La co-expression des gènes des deux phénotypes permet la prolifération des cellules de hLMS tout en étant bien différenciées.

Parmi les GO significativement enrichies, associées aux gènes surexprimés dans les hLMS par rapport aux oLMS, on retrouve deux voies métaboliques : la production d’ATP par la mitochondrie et la glycolyse. Dans les SMC vasculaires, le switch phénotypique physiologique est associé à un switch métabolique. En effet, les SMC vasculaires synthétiques dépendent préférentiellement de la glycolyse pour produire leur ATP, alors que les SMC vasculaires contractiles dépendent plus de la production d’ATP par les mitochondries (Shi et al., 2020). La présence des gènes des deux phénotypes dans les hLMS leur permettrait donc d’augmenter leur production énergétique en multipliant les voies de production d’ATP. La glycolyse facilite aussi la production de nucléotides et d’acides aminés nécessaires à une prolifération importante (Hanahan and Weinberg, 2011).

Dans ce contexte, l’expression des gènes soumis au contrôle de SRF est nécessaire à la survie de la cellule. Ces gènes sont par ailleurs protégés puisqu’ils sont significativement moins cassés dans les LMS que si les cassures arrivaient par hasard (données de l’équipe non montrées). A un autre niveau, l’expression en ARN et protéique de la grande isoforme de DMD n’est pas impactée par des cassures intragéniques de ce gène très long dans les hLMS, alors qu’elle est très majoritairement perdue dans les autres sarcomes myogéniques y compris les oLMS (Wang et al., 2014),

172 | P a g e probablement à cause de conflits entre réplication et transcription qui induisent des cassures (Merle et al., 2020). Or, la grande isoforme de DMD est transcrite dans les hLMS donc potentiellement soumise à ces conflits. Par conséquent, la perte d’un ou plusieurs gènes régulés par SRF/MYOCD via un mécanisme génomique amènerait probablement un avantage à la cellule. La nécessité de la présence de ces gènes est validée par la mort des cellules de hLMS lors de l’inhibition de SRF/MYOCD. Le rôle exact de la nécessité de la présence de DMD à la membrane ainsi que de l’intégrité du cytosquelette dans l’oncogenèse des hLMS reste à déterminer. Deux hypothèses du rôle de ce cytosquelette peuvent être proposées : maintenir le bon fonctionnement des canaux calciques puisque l’afflux de calcium peut être à l’origine de la limitation de l’apoptose et augmenter la prolifération (Marchi and Pinton, 2016) et/ou maintenir l’intégrité du cytosquelette permettant la motilité cellulaire, au vu des liens décrits entre cytosquelette, motilité et capacité métastatique (Blanchoin et al., 2014) et des liens entre surexpression de MYOCD et migration cellulaire dans les LMS (Pérot et al., 2009). L’ensemble de ces capacités prolifératives et métaboliques repose sur la surexpression de MYOCD et de son partenaire SRF. Il est possible que la perte de PTEN joue un rôle dans la surexpression de MYOCD. Sa perte dans des LMS bien différenciés et qui sont des hLMS (la quasi-totalité des LMS de la cohorte de Gibault et al. sont ceux utilisés dans la cohorte Affymetrix pour déterminer la signature h/oLMS), est associée à l’activation constante d’AKT (Gibault et al., 2012; The Cancer Genome Atlas Research Network et al., 2017). En effet, PTEN est le répresseur principal d’AKT, son absence entraîne une activation de l’ensemble des voies liées à l’activation d’AKT. L’une des voies inhibées par cette activation est celle des protéines de la famille FoxO. FoxO3a, répresseur de la transcription du gène MYOCD, et FoxO4, un répresseur de l’activité de la protéine MYOCD, sont tous les deux inhibés par AKT. Ces inhibitions se font par phosphorylation empêchant l’entrée dans le noyau de FoxO3a ou exportant dans le cytoplasme FoxO4 (Liu et al., 2005; Yang et al., 2013). La perte nucléaire de PTEN permet donc l’expression de gènes pro-prolifératifs et sa perte cytoplasmique permet l’absence d’inhibition de la transcription et de l’activité de MYOCD donc de l’expression de gènes pro-différenciation (Figure 40).

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Figure 40 : Modèle de travail des voies de signalisation à l’origine de l’oncogenèse des hLMS

Les flèches grises représentent le rôle physiologique de la protéine, les flèches noires représentent les effets de chaque protéine dans le modèle proposé.

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B. Comment la différenciation de la cellule d’origine