Manipulating Protein Acetylation in Breast Cancer: A Promising Approach in Combination with Hormonal Therapies?

Estrogens play an essential role in the normal physiology of the breast as well as in mammary tumorigenesis. Their effects are mediated by two nuclear estrogen receptors, ERα and β, which regulate transcription of specific genes by interacting with multiprotein complexes, including histone deacetylases (HDACs). During the past few years, HDACs have raised great interest as therapeutic targets in the field of cancer therapy. In breast cancer, several experimental arguments suggest that HDACs are involved at multiple levels in mammary tumorigenesis: their expression is deregulated in breast tumors; they interfere with ER signaling in intricate ways, restoring hormone sensitivity in models of estrogen resistance, and they clinically represent new potential targets for HDACs inhibitors (HDIs) in combination with hormonal therapies. In this paper, we will describe these different aspects and underline the clinical interest of HDIs in the context of breast cancer resistance to hormone therapies (HTs)

New stably transfected bioluminescent cells expressing FLAG epitope-tagged estrogen receptors to study their chromatin recruitment

International audienceBACKGROUND: Biological actions of estrogens are mediated by the two specific estrogen receptors ERalpha and ERbeta. However, due to the absence of adequate cellular models, their respective transcriptional activities are still poorly understood. For instance, the evaluation of such differing properties on the transcription of responsive genes using ChIP experiments was hindered by the deficiency of cells exhibiting the same genotypic background and properties but expressing only one of the ERs. We describe here the generation of such cells, using an estrogen receptor negative HELN cell line that was derived from HeLa cells stably transfected with an ERE-driven luciferase plasmid. These HELN-Falpha and HELN-Fbeta cell lines stably express either the alpha or beta (full length) estrogen receptor tagged with the FLAG epitope. The use of antibodies directed against the FLAG epitope allowed a direct comparative evaluation of the respective actions of both ERs using ChIP. RESULTS: HELN-Falpha and HELN-Fbeta cell lines were found to express comparable levels of their corresponding tagged receptors with a Kd for estradiol binding of 0.03 and 0.27 nM respectively. The presence of a stably transfected ERE-driven luciferase plasmid in these cells allowed the direct evaluation of the transcriptional activity of both tagged receptors, using natural or synthetic estrogens. FLAG-ERalpha and FLAG-ERbeta were found to exhibit similar transcriptional activity, as indicated by a kinetic evaluation of the transcriptional activation of the luciferase gene during 10 hrs of treatment with estradiol. The validity of these model cells was further confirmed by the predictable transcriptional regulations measured upon treatments with ERalpha or ERbeta specific ligands. The similar immunoprecipitation efficiency of both tagged receptors by an anti-FLAG antibody allowed the assessment of their kinetic recruitment on the synthetic luciferase promoter (containing an estrogen response element) by ChIP assays during 8 hours. A biphasic curve was obtained for both FLAG-ERalpha and FLAG-ERbeta, with a peak occurring either at 2 hr or at 1 hr, respectively, and a second one following 4 hr of E2 stimulation in both cases. In MCF-7 cells, the recruitment of ERalpha also exhibited a biphasic behaviour; with the second peak however not so important than in the HeLa cell lines. CONCLUSION: In HELN derived cell lines, no fundamental differences between kinetics were observed during 8 hours for FLAG-ERalpha and FLAG-ERbeta, as well as for polymerase II recruitment. However, the relative importance of recruitment between 1 hr and 4 hr was found to be different in HeLa cell line expressing exogenous tagged ERalpha and in MCF-7 cell line expressing endogenous ER

Mecanismes de regulation de l'expression de la cathepsine D par les hormones steroiedes et les facteurs de croissance dans les lignees cancereuses mammaires humaines

SIGLEINIST T 71317 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Mécanisme d'activation de la transcription par les récepteurs aux oestrogènes (étude du cofacteur transcriptionnel hTIF1alpha)

MONTPELLIER-BU Médecine (341722104) / SudocMONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

Histone désacétylases, signalisation œstrogénique et cancer du sein (établissement d'outils bioluminescents pour la détection d'inhibiteurs sélectifs de HDAC)

Le récepteur des oestrogènes (RE) peut moduler l expression de gènes impliqués dans les processus de prolifération et d apoptose cellulaires. Cette régulation est possible par le recrutement de complexes corégulateurs. Dans ces complexes, l activité répressive s explique essentiellement par la présence d histones désacétylases (HDAC). Cette famille de protéines est composée de 18 membres classés en 4 groupes. Cette répartition est due aux similarités structurales et de fonctions de ces enzymes. Il y a la classe I (HDAC 1, -2, -3, -8), la classe II (HDAC 4, -5, -6, -7, -9, -10) et la classe IV (HDAC 11) qui ont une activité Zn2+ dépendante alors que la classe III (Sirt1-7) recense les HDAC avec une activité NAD+ dépendante. Des résultats récents du laboratoire ont montré, qu au niveau ARNm, il y avait un important différentiel d expression de HDAC9 entre les lignées cellulaires de cancer du sein RE positive et négative ou résistante au tamoxifène. Durant ma thèse, j ai démontré que la régulation de HDAC9, au niveau de son expression, comme au niveau de ses fonctions, affecte la signalisation oestrogénique en modulant l expression et l activité transcriptionnelle de REa. De plus, de nombreuses études ont montré l activité antiangiogénique d inhibiteurs de HDAC (HDI) à large spectre comme la TSA (Tricostatin A). La conception et l identification de HDI, potentiellement sélectifs, comme agents anti-tumoraux et/ou anti-métastatique représente une nouvelle approche de thérapie seule ou combinée avec les produits déjà utilisés dans le traitement du cancer. Ainsi, afin d identifier et caractériser de nouveaux HDI, j ai établi un outil bioluminescent pour la détection d inhibiteurs sélectifs de HDAC. Plusieurs lignées cellulaires Gal4-VP16-HDAC ont été générées dans ce butThe estrogen receptor (ER) can modulate the gene expression with consequences in the cell proliferation, apoptosis. This modulation is possible by the recruitment of coactivator or corepressor complexes. The repression activity is in particular explained by the histones deacetylases (HDACs). This protein family is composed by eighteen members who have been classified in four groups. These HDACs are subdivided on structural and functional similarities. The class I isoforms (HDACs 1, 2, 3 and 8), class II (HDACs 4, 5, 6, 7, 9, 10) and class IV (HDAC11) are Zn-dependent enzymes, whereas class III HDACs (Sirtuins 1-7) are NAD+-dependent. Recent data from the laboratory have shown, at the mRNA level, there is an enormous expression differential of HDAC9 between breast cancer cell line ER positive and negative or OHT resistant cell line. During my thesis, I demonstrated that the regulations of the HDAC9 on the level of its expression as of its role in the various breast cancer cell lines were implicated in the estrogen signaling. This regulation takes place at the transcriptional level and in the ERet#945; activity.In addition, using broad spectrum HDAC inhibitors (HDIs) such as TSA (Tricostatin A), many studies have shown that these inhibitors had antiangiogenic activity. Thus, the design or the identification of selective and potent HDAC inhibitors as agents anti-tumoral and/or anti-metastatic can emerge in a novel opportunity used alone or in combination with the already existing agents for the treatment of cancers. In order to identify and characterize new HDIs, my thesis works consisted to establish bioluminescent cell lines for screening HDAC inhibitors. Different cell GAL4-VP16-HDACs chimeras' models were generated to determine the selectivity of HDIs for the different HDACs.MONTPELLIER-BU Pharmacie (341722105) / SudocSudocFranceF

NRIP1 (nuclear receptor interacting protein 1)

International audienceReview on NRIP1, with data on DNA, on the protein encoded, and where the gene is implicated

Régulation de l'expression et de l'activité des récepteurs des oestrogènes (rôle de Mdm2 et des inhibiteurs d'histones désacétylase)

MONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocMONTPELLIER-BU Médecine (341722104) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

Acétylation et signalisation oestrogénique dans les lignées de cancer du sein

MONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocMONTPELLIER-BU Médecine (341722104) / SudocSudocFranceF

Rôle du corégulateur transcriptionnel RIP140 dans la signalisation par les facteurs E2Fs

Le contrôle du cycle cellulaire, processus fondamental pour la prolifération cellulaire, est souvent altéré au cours de la tumorigenèse. Les facteurs de transcription E2Fs sont des régulateurs majeurs de l'expression de gènes impliqués dans le cycle cellulaire, la réplication de l'ADN, la mort cellulaire programmée ou encore la différenciation cellulaire. La famille des facteurs E2Fs contient des membres qui agissent comme activateurs ou répresseurs de la transcription et dont l'activité est régulée par un grand nombre de corégulateurs transcriptionnels, incluant notamment les protéines à poche pRb, p107, p130. RIP140 (Receptor Interacting Protein of 140kDa) a été identifié comme un corépresseur de nombreux récepteurs nucléaires, une autre grande famille de facteurs de transcription qui, pour certains, régulent positivement l'expression du gène RIP140.Ce travail de thèse a permis d'identifier RIP140 comme un nouveau répresseur de l'activité transcriptionnelle du facteur E2F1, dans des expériences de transfection transitoire ainsi que sur l'expression de gènes endogènes. Nous avons également montré que l'expression ectopique de RIP140 bloque la progression des cellules dans le cycle cellulaire. Dans les cancers du sein, le niveau d'expression de RIP140 présente une corrélation inverse avec celui de différents gènes cibles des facteurs E2Fs et semble discriminer les tumeurs luminales des tumeurs basales. Nous avons également démontré que le niveau d'ARNm RIP140 est régulé au cours du cycle cellulaire et que le promoteur du gène RIP140 est une cible directe des facteurs E2Fs. Cette régulation implique des sites de liaison des facteurs E2Fs et Sp1 de la région proximale du promoteur. La régulation de ce gène par E2F1 a également été observée au cours du processus de différenciation adipocytaire en utilisant un modèle murin E2F1-/-.En conclusion, ce travail a permis d'identifier RIP140 comme un nouvel acteur de la voie de signalisation par les facteurs E2Fs.Cell cycle control, a fundamental process which controls cell proliferation, is frequently altered during tumorigenesis. The E2F transcription factors are central regulators of target gene expression involved in cell cycle regulation, DNA replication, apoptosis and differentiation. The E2F transcription factors family encompasses members which act as activators or repressors. Their activities are regulated by a large number of transcriptional coregulators, including in particular the pocket proteins pRb, p107, p130.The transcription coregulator RIP140 (Receptor Interacting Protein of 140kDa) has been identified as a partner of numerous nuclear receptors, another important transcription factor family. Some of these nuclear receptors positively regulate RIP140 gene expression.This work identified RIP140 as a new repressor of E2F1 transcriptional activity, both in transient transfection experiments and on the expression of endogenous target genes. We also showed that ectopic expression of RIP140 blocks cell cycle progression. In breast cancers, the level of RIP140 expression is inversely correlated with various target genes of E2Fs factors and seems to discriminate luminal from basal tumors. We also demonstrated that the RIP140 mRNA expression is regulated during cell cycle and that the RIP140 promoter is a direct target of E2F transcription factors. This regulation involves both E2F and Sp1 binding sites in the proximal region of the RIP140 promoter. The regulation of the RIP140 gene by E2F1 was also observed during adipocyte differentiation using an E2F1-/- mouse model.In conclusion, this study identified RIP140 as a new regulator of the E2F signalling pathway and as a novel E2F1 target gene. These results open new perspectives concerning the roles that this transcriptional coregulator might play in the control of cell proliferation and tumorigenesis.MONTPELLIER-BU Médecine UPM (341722108) / SudocSudocFranceF

Rôle et mécanisme d'action du cofacteur transcriptionnel RIP140 dans la signalisation oestrogénique

La protéine RIP140 est un cofacteur atypique , qui bien que recruté en présence de ligans, réprime l'activité transcriptionnelle de nombreux récepteurs nucléaires. Notre objectif a été de préciser le rôle et les mécanismes d'action de RIP140 dans la signalisation oestogénique. Nous avons montré que RIP140 réprime l'activité des récepteurs des oestogènes et des récepteurs apparentés ERRs lorsqu'ils sont recrutés au niveau de l'ADN. Cette activité répréssive implique les histones désacétylases ainsi que les C-terminal Binding Proteins. Nous avons également identifié deux domaines C-terminaux de RIP140, fortement répresseurs, recrutant problablement d'autres partenaires. Enfin nous avons montré que les ERRs activent la transcription de gènes via les protéines Sp1 (gène p21) et que RIP140 exerce un effet positif sur cette transactivation, impliquant les histones désacétylases. RIP140 apparait donc comme un cofacteur complexe, dont l'effet repose sur de multiples domaines et partenaires.MONTPELLIER-BU Pharmacie (341722105) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF