Régulation de l’expression de RND1

I.2.3.1 Régulation transcriptionnelle et post transcriptionnelle

RND1 étant toujours sous forme active liée au GTP, elle est principalement régulée par des modifications de son expression.

Régulation par des mécanismes épigénétiques

Les mécanismes épigénétiques régulent l’expression des gènes. Il existe différents marqueurs épigénétiques, dont la méthylation de l’ADN, les modifications des histones ou encore les complexes de remodelage de la chromatine (Allis and Jenuwein, 2016).

Différents travaux ont montré que l’activité transcriptionnelle de RND1 est régulée par des mécanismes épigénétiques. Le co-traitement de différentes lignées de cancer gastrique par un inhibiteur de la méthylation de l’ADN, le 5’AZA-2’Deoxycytidine, et un inhibiteur des histone-désacétylases (HDAC), la TSA (Trichostatine A), entraîne une augmentation de l’ARNm de RND1 (Nishigaki et al., 2005a).

Plus récemment, il a été montré que l’ARNm de RND1 est diminué dans plusieurs lignées cellulaires du cancer du sein par différents mécanismes épigénétiques incluant, la méthylation de l’ADN, l’acétylation des histones et le complexe PRC2 (Polycomb Repressive Complex 2) possédant une activité histone-méthyltransférase (Okada et al., 2015).

Ces résultats suggèrent que l’expression de RND1 est réprimée par des mécanismes épigénétiques dans les cancers.

Régulation par des facteurs de croissance

L’équipe du Pr Giancotti a montré dans les cellules tumorales mammaires MCF-10A que l’ARNm de RND1 est diminué par différents facteurs mitogènes tels que l’EGF, l’insuline,

27 l’hydrocortisone ou des extraits d'hypophyse bovine (Okada et al., 2015). De plus, l’ARNm de RND1 est diminué par l’ostéoprotégérine (OPG) dans les ostéoclastes (Song et al., 2014). L’OPG est un récepteur de la famille des TNF (Tumor Necrosis Factor) produit par les ostéoblastes afin d’inhiber la résorption osseuse en bloquant la différenciation des ostéoclastes. Ainsi il se pourrait que RND1 joue un rôle dans la résorption osseuse induite par les ostéoclastes.

En outre, l’expression de RND1 est induite par différents facteurs de croissance. Par exemple, l’ARNm de RND1 est augmenté par l’inhibition de contact, la cytokine TGF-β (Transforming growth factor beta) ou le facteur de croissance VEGF (Vascular endothelial growth factor) à des temps courts (entre 1h et 2h) (Okada et al., 2015; Suehiro et al., 2014). L’augmentation transcriptionnelle de RND1 par le facteur de croissance VEGF est partiellement reversée par l’ajout de l’immunosuppresseur, cyclosporine A, dans des cellules endothéliales HUVEC. Le VEGF permet d’activer la voie de signalisation Calcineurine-NFAT (nuclear factor of activated T cells) (Suehiro et al., 2014).

Régulation par des facteurs de transcription

A ce jour, deux facteurs de transcription, NFATc1 et Oct4 (Octamer-binding transcription factor 4), ont été identifié comme régulateurs transcriptionnels de RND1. La liaison de la protéine NFATc1, impliquée dans la réponse immunitaire, au niveau du promoteur et d’une région enhancer distale de RND1 augmente la transcription de RND1 (Suehiro et al., 2014). Par ailleurs, il a été montré dans la lignée cancéreuse humaine MDA-MB231 que le facteur de transcription Oct4 se lie au promoteur de RND1 sur deux sites de liaison (-844 et -1271 pb). Cette liaison entraîne une inhibition de son expression (Shen et al., 2014).

Régulation par le stress et les thérapies anti-cancéreuses

La régulation de l’expression de l’ARNm de RND1 en réponse au stress a principalement été mise en évidence par des approches de criblage sur puces ADN ou ARN. Ainsi, il a été montré que le co-traitement de cellules de leucémie myéloïde chronique par l’imatinib, inhibiteur de l'activité de la tyrosine kinase, et l’amifostine, un antioxydant, deux molécules pro-apoptotiques, induisent l’augmentation du niveau d’ARNm de RND1 (Bianchini et al., 2007). L’ARNm de RND1 est augmenté de façon précoce (15 min) après traitement des cellules de lymphocytes humains par IR (Turtoi et al., 2008). Par ailleurs, l’ARNm de RND1 est augmenté par les UV à des temps plus longs (20h) dans la lignée de cellules épithéliales

28 mammaires MCF-10A (Okada et al., 2015). Ces résultats suggèrent que RND1 serait un gène de réponse aux génotoxiques.

Régulation par des hormones stéroïdiennes

Les hormones stéroïdiennes, l’œstradiol et la progestérone, augmentent le taux d’ARNm de RND1 dans des muscles lisses de rat issus de l’iléum et de l’aorte (Loirand et al., 1999) et dans les cellules musculaires lisses du myomètre chez le rat et l’humain (Kim et al., 2005).

Régulation par de longs ARN non-codant

Les longs ARN non-codants (lncRNA) sont des ARN non traduits en protéines qui régulent l’expression des gènes (Dey et al., 2014). Récemment, le lncRNA AGAP2-AS1 a été identifié en tant que répresseur de RND1 (Li et al., 2016; Qi et al., 2017). L’inhibition de l’expression d’AGAP2-AS1 par siRNA induit l’augmentation de l’ARNm de RND1 dans les cellules du cancer du poumon non à petites cellules H1975 et dans les cellules du cancer gastrique BGC823 (Li et al., 2016; Qi et al., 2017). Une expression élevée d’AGAP2-AS1 dans les cancers du poumon non à petites cellules et les cancers gastriques est associé à la progression tumorale. Ces données suggèrent donc que RND1 aurait une fonction anti-tumorale dans ces cancers.

Régulation par des microRNA

Les microRNA (miR) sont de courts ARN endogènes, non codants, qui régulent l’expression des gènes post-transcriptionnellement. Les miR s’apparient à un ou plusieurs ARNm en général dans leur région 3’ non traduite (3’UTR) entraînant leur dégradation ou l’inhibition de leur traduction (Jonas and Izaurralde, 2015). La partie 3’UTR de l’ARNm de RND1 possède un ou plusieurs sites spécifiques de liaison pour le miR-199a-5p. La surexpression de miR- 199a-5p dans les cellules urothéliales immortalisées TEU-2 entraine une diminution de l’ARNm de RND1 (Monastyrskaya et al., 2013). De plus, la surexpression de miR-603 dans les cellules rénales embryonnaires humaines HEK293 et les cellules humaines du cancer du col de l’utérus HeLa diminue l’ARNm de RND1 (Zhang et al., 2016).

29 I.2.3.2 Régulation post-traductionnelle

- Phosphorylation

Plusieurs GTPases Rho sont régulées par phosphorylation, qui souvent se produit près de la boîte CAAX, modifiant ainsi leur localisation (Hodge and Ridley, 2016).

La liaison de RND1 avec la protéine 14-3-3 induit la translocation de RND1 de la membrane plasmique vers le cytoplasme et inhibe ses effets sur la morphologie cellulaire (Cf. partie I.2.4.1.) (Riou et al., 2013). La liaison de 14-3-3 sur RND1 est similaire à l’action des GDIs sur les GTPases « classiques » en l’extrayant de son site d’action à la membrane plasmique vers le cytoplasme afin de l’empêcher d’interagir avec ses effecteurs. Cependant l’interaction avec 14-3-3 nécessite en amont la phosphorylation de la protéine cible par une kinase. La kinase phosphorylant RND1 n’est pas connue. Par ailleurs, 14-3-3 interagit également avec RND3 après phosphorylation de trois sites différents de celui identifié pour RND1. RND3 est phosphorylé en S210 par PKC (Protein kinase C) ainsi qu’en S218 et S240 par ROCK (Rho- associated protein kinase) (Riou et al., 2013). Il se pourrait que la phosphorylation de RND1 soit régulée par les mêmes protéines que RND3.

- Interaction aux effecteurs

L’interaction de RND1 avec ses effecteurs p190RhoGAP et Syx permet la stabilisation de sa forme protéique (Goh and Manser, 2012).