HIC1 (hypermethylated in cancer 1) SUMOylation is dispensable for DNA repair but is essential for the apoptotic DNA damage response (DDR) to irreparable DNA double-strand breaks (DSBs).

The tumor suppressor gene HIC1 (Hypermethylated In Cancer 1) encodes a transcriptional repressor mediating the p53-dependent apoptotic response to irreparable DNA double-strand breaks (DSBs) through direct transcriptional repression of SIRT1. HIC1 is also essential for DSB repair as silencing of endogenous HIC1 in BJ-hTERT fibroblasts significantly delays DNA repair in functional Comet assays. HIC1 SUMOylation favours its interaction with MTA1, a component of NuRD complexes. In contrast with irreparable DSBs induced by 16-hours of etoposide treatment, we show that repairable DSBs induced by 1 h etoposide treatment do not increase HIC1 SUMOylation or its interaction with MTA1. Furthermore, HIC1 SUMOylation is dispensable for DNA repair since the non-SUMOylatable E316A mutant is as efficient as wt HIC1 in Comet assays. Upon induction of irreparable DSBs, the ATM-mediated increase of HIC1 SUMOylation is independent of its effector kinase Chk2. Moreover, irreparable DSBs strongly increase both the interaction of HIC1 with MTA1 and MTA3 and their binding to the SIRT1 promoter. To characterize the molecular mechanisms sustained by this increased repression potential, we established global expression profiles of BJ-hTERT fibroblasts transfected with HIC1-siRNA or control siRNA and treated or not with etoposide. We identified 475 genes potentially repressed by HIC1 with cell death and cell cycle as the main cellular functions identified by pathway analysis. Among them, CXCL12, EPHA4, TGFβR3 and TRIB2, also known as MTA1 target-genes, were validated by qRT-PCR analyses. Thus, our data demonstrate that HIC1 SUMOylation is important for the transcriptional response to non-repairable DSBs but dispensable for DNA repair

Regulation of ploidy and senescence by the AMPK-related kinase NUAK1.

Senescence is an irreversible cell-cycle arrest that is elicited by a wide range of factors, including replicative exhaustion. Emerging evidences suggest that cellular senescence contributes to ageing and acts as a tumour suppressor mechanism. To identify novel genes regulating senescence, we performed a loss-of-function screen on normal human diploid fibroblasts. We show that downregulation of the AMPK-related protein kinase 5 (ARK5 or NUAK1) results in extension of the cellular replicative lifespan. Interestingly, the levels of NUAK1 are upregulated during senescence whereas its ectopic expression triggers a premature senescence. Cells that constitutively express NUAK1 suffer gross aneuploidies and show diminished expression of the genomic stability regulator LATS1, whereas depletion of NUAK1 with shRNA exerts opposite effects. Interestingly, a dominant-negative form of LATS1 phenocopies NUAK1 effects. Moreover, we show that NUAK1 phosphorylates LATS1 at S464 and this has a role in controlling its stability. In summary, our work highlights a novel role for NUAK1 in the control of cellular senescence and cellular ploidy.We thank the members of the Laboratory for helpful discussions. We also thank Virginie Glippa and Julie Bertout for technical assistance. We thank H Esumi for the NUAK1 cDNA, E Hara and H Saya for the LATS1‐encoding vector. This work was carried out with the support of the ‘Association pour la Recherche sur le Cancer’, the ‘Fondation pour la Recherche Médicale Nord Pas de Calais’, the ‘Comité du Pas de Calais de la Ligue Nationale contre le Cancer’, the RTRS Fondation Synergie Lyon Cancer, and the Medical Research Council, UK.S

Istradefylline protects from cisplatin-induced nephrotoxicity and peripheral neuropathy while preserving cisplatin antitumor effects

Cisplatin is a potent chemotherapeutic drug that is widely used in the treatment of various solid cancers. However, its clinical effectiveness is strongly limited by frequent severe adverse effects, in particular nephrotoxicity and chemotherapy-induced peripheral neuropathy. Thus, there is an urgent medical need to identify novel strategies that limit cisplatin-induced toxicity. In the present study, we show that the FDA-approved adenosine A2A receptor antagonist istradefylline (KW6002) protected from cisplatin-induced nephrotoxicity and neuropathic pain in mice with or without tumors. Moreover, we also demonstrate that the antitumoral properties of cisplatin were not altered by istradefylline in tumor-bearing mice and could even be potentiated. Altogether, our results support the use of istradefylline as a valuable preventive approach for the clinical management of patients undergoing cisplatin treatment

Proteines nucleaires de l'ovocyte impliquees dans le developpement embryonnaire chez Pleurodeles

SIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Étude de l'implication du stress oxydant induit par les facteurs Rel/NF-kappaB dans la sénescence et l'émergence tumorale

Le maintien d'un équilibre redox est important pour l'homéostasie cellulaire, les déséquilibres engendrant une augmentation de la quantité de stress oxydant présent dans la cellule et causant des dommages structuraux et fonctionnels. ln vitro comme in vivo, ces dommages ont un rôle important à jouer dans divers processus comme la sénescence et d'autres événements qui y sont associés, tels que la mort des cellules et la transformation cellulaire. Les facteurs Rel/NF-kappaB sont une famille de facteurs de transcription connus pour avoir une activité sensible à cet équilibre redox. Ces facteurs participent à diverses fonctions cellulaires telles que l'immunité, l'inflammation, l'apoptose et la prolifération via l'induction de toute une variété de gènes cibles. Dans cette étude nous démontrons que : 1) les facteurs de transcription de la famille Rel/NF-kappaB participent à la sénescence de kératinocytes primaires via l'induction d'un stress oxydant. Ce stress oxydant provient de l'induction d'un gène cible des facteurs Rel/ NF-kappaB, la MnSOD.Cette enzyme mitochondriale dismute les 02- en H2O2. Ainsi l'augmentation de son expression résulte en une augmentation de la production de H2O2; 2) l'implication de la voie Rel/NF-kappaB>MnSOD>H2O2 semble généralisable à plusieurs types de cellules épithéliales. Par contre, dans les fibroblastes de derme, la sénescence passe par une déplétion des stocks de glutathion, ce qui crée une augmentation du niveau de stress oxydant. Cette déplétion résulte de la production de prostaglandines suite à l'augmentation de l'expression de l'enzyme cyclooxygénase-2 ; 3) les cellules sénescentes meurent majoritairement par autophagocytose de leurs mitochondries et noyaux altérés par le stress oxydant; 4) le stress oxydant généré au cours de la sénescence peut être à l'origine d'une instabilité génomique contribuant à l'émergence de cellules potentiellement tumorales. Dans l'ensemble nous démontrons que, via le stress oxydant, les facteurs Rel/NF-kappaB peuvent avoir un effet pro et anti-oncogénique dans un même type cellulaire au cours d'un seul et même événement, la sénescence.LILLE1-BU (590092102) / SudocSudocFranceF

Rôle du stress oxydant dans la sénescence et l'initiation cancéreuse des cellules épithéliales

Après un certain nombre de divisions, les cellules primaires entrent en sénescence, un état caractérisé par des modifications morphologiques, biochimiques et un arrêt de croissance. Deux principaux mécanismes concourent à l'établissement de la sénescence: le raccourcissement Après un certain nombre de divisions, les cellules primaires entrent en sénescence, un état caractérisé par des modifications des télomères et l'accumulation de dommages oxydants. La sénescence est généralement considérée comme une barrière au développement tumoral. Nous montrons dans ce travail que la sénescence pourrait aussi contribuer à l'initiation cancéreuse. En effet, dans des cultures de kératinocytes sénescents nous observons l'émergence systématique de cellules transformées et tumorigènes. Ces cellules se forment à partir d'une fraction de cellules sénescentes, par un mécanisme de mitose atypique. La sénescence des kératinocytes s'accompagne d'une accumulation de dommages oxydants mutagènes (cassures simple brin, guanines oxydées et pontages moléculaires). Par ailleurs, les télomères ne sont que très peu érodés et les voies d'arrêt dans le cycle cellulaire induites par les cassures double-brin ne sont pas activées. Pour comparaison, dans les fibroblastes, qui n'émergent jamais, on observe à la sénescence moins de dommages oxydants dans le noyau, des télomères devenus très courts et l'activation des voies d'arrêt dans le cycle. Ainsi, l'émergence résulterait de l'effet mutagène du stress oxydant associé et nécessiterait des télomères suffisamment longs. En conclusion, nous mettons en évidence dans ces travaux un nouveau mécanisme potentiel de cancérisation des cellules épithéliales, dans lequel la sénescence constituerait l'étape initiale et le stress oxydant jouerait le rôle de carcinogène endogène.After a finite number of divisions, primary cells enter senescence, a state characterized by morphological and biochemical modifications, and by cell cycle arrest. Two mains events promote the establishment of senescence: telomere shortening and cumulative oxidative stress. Senescence is generally considered as a barrier against tumorigenesis. We show in this work that senescence could also contribute to the cancerous initiation. Indeed, in culture of senescent keratinocytes we observe the systematic emergence of transformed and tumorigenic cells. These cells arise from a fraction of the senescent cell population, by a mechanism of atypical mitosis. Keratinocyte senescence is accompanied by an accumulation of mutagenic oxidative damages (single-strand breaks, oxidized guanines, and cross-linkings). ln addition, telomeres are weakly eroded and cell cycle arrest pathways induced by double-strand breaks are not activated. ln comparison, in fibroblasts, which never emerge, we observe less oxidative damages in nucleus, very short telomeres, and the activation of cel! cycle arrest pathways. Hence, emergence would result from mutagenic oxidative stress and would require enough long telomeres. ln conclusion, we highlight in this work a new potential mechanism of epithelial cel! carcinogenesis, wherein senescence would constitute the initial step and oxidative stress would act as an endogenous carcinogen.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Détermination des mécanismes d'échappement à la mort par autophagie lors des étapes très précoces de transformation de cellules sénescentes en cellules tumorales

La senescence est un état d arrêt prolifératif mis en place par les cellules en réponse à différents stress (raccourcissement des télomères, stress oxydant, ou activation d oncogènes). Bien que la sénescence soit considérée comme irréversible, nous avons récemment montré, en utilisant des kératinocytes humains normaux d épiderme, que certaines cellules sénescentes réactivent spontanément le processus mitotique pour générer des cellules proliférantes, baptisées émergentes post-sénescence, qui sont transformées et tumorigènes en souris nude. Nous avons montré dans la première partie de ce travail que les cellules sénescentes qui ne génèrent pas de cellules émergentes meurent. La mort engagée à la sénescence n est ni apoptotique ni nécrotique, mais implique l élimination par macroautophagie de nombreux composés cellulaires vitaux. Nous avons ensuite démontré que le stress oxydant, via les dommages qu il crée, notamment aux niveaux nucléaire et mitochondrial, est responsable de l activation de la mort cellulaire programmée par macroautophagie. Les cellules sénescentes progénitrices des cellules néoplasiques génèrent quant à elle moins d espèces réactives de l oxygène (ROS) que le reste des cellules sénescentes, ce qui leur permet d échapper à la mort. Cependant, pour générer les cellules émergentes, elles doivent maintenir une activité macroautophagique de ménage. L ensemble de ces travaux démontre donc que le devenir des kératinocytes sénescents dépend de leur niveau de ROS. Un haut niveau de ROS induirait une activité macroautophagique élevée et létale, alors qu un niveau plus bas induirait une activité trop faible pour induire la mort, mais suffisante pour éliminer les composés cellulaires oxydés. Dans cette situation, les cellules deviendraient permissives à l évolution néoplasique si les dommages oxydants touchent l ADN et affectent des oncogènes, suppresseurs de tumeurs, ou d autres régulateurs fondamentaux.Senescence is a non proliferative state that occurs in response to telomere shortening, oxidative stress or oncogenic activation. Whereas senescence is generally considered as an irreversible growth arrest, we recently reported, using Normal Human Epidermal Keratinocytes (NHEKs), that few senescent cells can spontaneously reactivate a mitotic process to generate so-called post-senescence emergent cells which are transformed and able to form skin hyperplasia in nude mice. In the first part of this work, we have investigated the outcome of the majority of senescent cells that do not generate emergent cells. We highlighted that senescent cells massively die during the growth arrest. Interestingly, the death is not associated with apoptotic or necrotic features but involves the elimination of numerous vital cells components by macroautophagy. We next investigated the mechanism that activates the autophagic programmed cell death in senescent keratinocytes. We show that oxidative stress occuring during senescence causes numerous cellular damages, notably to nucleus and mitochondria, that activate the macroautophagic process to ultimately lead to the death. In the last part of this work, we have investigated the relationship between oxidative stress and macroautophagy during the generation of post-senescence emergent cells. We show that progenitors of these neoplastic cells display less reactive oxygen species (ROS) production than other senescent keratinocytes, and hence escape autophagic cell death. However, in order to generate PS emergent cells, they have to maintain an housekeeping autophagic activity. Taken together, these results indicate that the outcome of a senescent cell is driven by its ROS level. A high ROS level induces a high and lethal activation of autophagy. At a lower ROS level, the cell activates a moderated autophagy that fails to induce death but favors the elimination of oxidized proteins and organelles. By this way, this cell becomes permissive to neoplastic evolution consecutively to the putative oxidative alteration of oncogenes, tumor suppressor genes or other crucial cell regulators.LILLE1-Bib. Electronique (590099901) / SudocSudocFranceF

Sénescence et cancer

Lorsqu’elles vieillissent, les cellules se reprogramment profondément pour entrer dans un état appelé sénescence. Si le lien entre sénescence et cancer ne fait plus de doute, la nature de ce lien reste ambiguë et controversée. Nous décrirons dans cette revue, les propriétés des cellules sénescentes et examinerons en quoi elles pourraient favoriser ou, au contraire, défavoriser l’initiation des cancers et leur progression. Nous verrons également dans quelle mesure la sénescence intervient dans la réponse aux thérapies anti-cancéreuses classiques et comment en tirer parti pour augmenter l’efficacité de ces thérapies tout en diminuant leurs effets secondaires

Connecting cancer relapse with senescence

International audienceMany cancers respond to initial treatment but most of them relapse due to the persistence of dormant tumor cells. Determining the exact nature of the dormant state is crucial to develop therapies aiming to eradicate the dormant cells. Here, we argue that therapy-induced senescence of cancer cells could be an alternative form of dormancy