II. LES FACTEURS DE CROISSANCE (LYMPH)ANGIOGÉNIQUES
2. Régulation de la traduction des facteurs de croissance (lymph)angiogéniques en réponse à l'hypoxie
2.2. Les ITAF-régulons et l'hypoxie
Comme nous l’avons vu, les FGF1 et 2 ainsi que les VEGFA, C et D régulent à différents niveaux la mise en place des vaisseaux sanguins et lymphatiques lors du développement embryonnaire et chez l’adulte. Ils sont également actifs lors de pathologies comme l’ischémie cardiaque et le cancer. Ces facteurs de croissance doivent agir de concert, la balance entre facteurs pro- et anti-angiogéniques et lymphangiogéniques est subtile et le maintien d’un équilibre est primordial pour une réponse adaptée au microenvironnement. Aussi, une régulation fine de l’expression de ces facteurs est nécessaire : la traduction IRES-dépendante est un moyen de répondre rapidement et sélectivement à un stress et de prioriser l’utilisation de l’énergie de la cellule. Les ITAF formant l’IRESome sont donc des acteurs cruciaux de la réponse traductionnelle en cas de stress. Notamment, les deux IRES de l’ARNm p53 sont contrôlés par non moins de 16 ITAF en fonction du stimulus appliqué134,329. Un même ITAF peut également réguler plusieurs IRES : hnRNPA1 par exemple régule 11 IRES en réponse à des stress variés134. Lors du développement, les gènes HOX sont contrôlés par des IRES eux-mêmes régulés par la protéine ribosomique RPL38131. Dans ce cas on peut dire que les ITAF agissent en tant que « régulons » de l’activité des IRES.
Introduction - Partie IV :
problématiques et objectifs de la
thèse
Durant cette introduction, nous avons fait un tour d’horizon des différentes régulations de l’expression des gènes en cas de stress, dès l’étape de transcription, en passant par la maturation et la stabilité de l’ARNm, la traduction et plus particulièrement son initiation. Nous nous sommes intéressés aux structures d’ARN IRES ayant la faculté de contrôler la synthèse protéique dans un contexte défavorable à la traduction par le mécanismes canonique. Nous avons également décrit le paraspeckle, un corps nucléaire se formant en réponse aux stimuli physiologiques et aux stress, impliqué lui aussi dans la régulation de l’expression des gènes. les paraspekles sont structurés par un long ARN non- codant Neat1, induit en hypoxie dans les cardiomyocytes et cellules cancéreuses. De façon intéressante, nous avons vu que Neat1 promeut la survie des cardiomyocytes et la prolifération des fibroblastes dans le cœur ischémique et est de plus un marqueur de mauvais pronostique de survie pour les patient atteint de cancer. Nous avons de plus souligné que de nombreuses protéines associées au paraspeckle sont aussi des ITAF. Enfin, le rôle des différents facteurs de croissances angiogéniques et lymphangiogéniques ainsi que leur IRES et ITAF ont été décrits dans un contexte d’ischémie cardiaque et de cancer.
Les IRES sont des acteurs cruciaux de l’expression des gènes en réponse aux stress dans les pathologies. Ils ont pourtant été peu étudiés dans l’ischémie cardiaque. Aussi des questions émergent : la régulation des gènes en réponse à l’ischémie survenant après un infarctus se ferait-elle au niveau transcriptionnel ou traductionnel dans les cardiomyocytes ? De quelle façon les IRES des facteurs angiogéniques et lymphangiogéniques sont impliqués dans la réponse à l’ischémie ? Pour répondre à ces questions, durant ma thèse, je me suis intéressée dans un premier temps à l’activité traductionnelle des cardiomyocytes en hypoxie. Dans ce sujet qui fait l’objet d’un article dont je suis co-premier auteur, nous nous demandons si les IRES des facteurs FGF1, FGF2, VEGFAa, Ab, C et D ainsi que les IRES non-angiogéniques c-myc et EMCV sont activés dans les cardiomyocytes en réponse à l’hypoxie. Nous avons également cherché des ITAF pouvant contrôler ces IRES en hypoxie. Cet article fait l’objet du premier chapitre de ma thèse.
Les ITAFs contrôlant les IRES des facteurs (lymph)angiogéniques ont été peu étudiés. il est pourtant important que ces ITAF soient connus et leur mécanisme d’action décrypté : on pourrait imaginer qu’une réponse concertée d’un ensemble d’IRES en hypoxie serait contrôlée par un facteur commun. Existerait-il un ITAF de l’hypoxie, capable de réguler l’ensemble des IRES de facteurs angiogéniques et lymphangiogéniques pour déclencher la (lymph)angiogenèse en réponse à l’hypoxie ischémique ou cancéreuse ? Une telle découverte ferait de cet ITAF une cible privilégiée pour les thérapies pro-(lymph)angiogéniques dans le cas de l’ischémie cardiaque et anti-angiogénique dans le cas du cancer. Ainsi, dans une deuxième étude qui est le cœur de ma thèse, j’ai cherché à identifier un ITAF régulant cet ensemble d’IRES en hypoxie. Dans un travail antérieur, l’équipe a identifié ITAF
deux ITAF de l’IRES du FGF1 p54nrb et hnRNPM, qui sont également deux protéines des paraspeckles. J’ai donc cherché à savoir si le paraspeckle et le long ARN non-codant Neat1 sont impliqués dans la traduction IRES-dépendante dans les cardiomyocytes en hypoxie. Cette étude est décrite dans le second chapitre de ma thèse.
Enfin dans le troisième chapitre, je présente mon étude de la régulation de la traduction IRES- dépendante du facteurs angiogénique FGF1 dans les cellules de carcinome mammaire métastatique et non-métastatique 4T1 et 67NR. Grâce à la conception et à la production d’un outil moléculaire d’interférence ARN, le micro-ARN artificiel exprimé par un lentivecteur, j’ai réprimé le long ARN non-codant Neat1 dans la lignée 67NR et étudié l’effet de cette extinction sur l’activité de l’IRES du FGF1 en normoxie et hypoxie.
L’objectif de ce travail de thèse est de comprendre davantage le mécanisme impliqué dans le contrôle de la synthèse des facteurs de croissance angiogéniques et lymphangiogéniques en hypoxie dans le cardiomyocyte lors de l’hypoxie cardiaque, et dans l’hypoxie tumorale. L’identification d’un ITAF commun aux différents IRES des facteurs (lymph)angiogéniques régulant leur activation en hypoxie permettrait de cibler ce mécanisme alternatif de synthèse protéique à des fins thérapeutiques.