Contribution to the study of Fra-1's role and regulation in cancer

Fra-1 appartient à la famille des facteurs de transcription AP-1. Son expression est particulièrement élevée dans les cellules de cancer du sein qui n'expriment pas le récepteur aux œstrogènes (RE-), c'est-à-dire les cellules les plus agressives. L'inhibition de Fra-1 dans ces cellules entraîne une diminution de la motilité, de l'invasion et de la prolifération, mais elle entraîne aussi de profonds changements de morphologie. Les cellules RE-, qui présentent un phénotype mésenchymateux s'arrondissent et établissent un plus grand nombre de contacts cellule-cellule après l'inhibition de Fra-1. Dans les cellules RE-, la β-caténine est localisée au noyau ou dans le cytoplasme, ce qui est un marqueur de mauvais pronostic. Au cours de cette thèse, j'ai montré que Fra-1 régule la localisation nucléaire de la β-caténine et ainsi régule son activité transcriptionelle en agissant très tardivement sur la voie Wnt. J'ai également mis en évidence une interaction physique directe entre Fra-1 et la β-caténine qui pourrait être responsable de cet effet. De plus, l'analyse de microarrays par RT-QPCR a révélé la régulation d'autres gènes comme la mœsine, la fibronectine et l'extracellular matrix protein 1, qui pourraient également jouer un rôle dans la régulation de l'agressivité tumorale par Fra-1. Par ailleurs, Fra-1 est une protéine instable et nous avons montré qu'elle est phosphorylée et stabilisée par PKCθ. Fra-1 est d'ailleurs nécessaire à l'effet de la kinase sur la motilité cellulaire.Fra-1 is a member of the AP-1 transcription factor family. It is aberrantly expressed in breast cancer cells lacking Estrogen Receptor (ER-) expression, which are the most aggressive ones. Fra-1 inhibition in these cells leads to a decreased in motility, invasion and proliferation, but also to deep morphologic changes. ER- cells, which present a mesenchymal phenotype, become rounder and establish a greater number of cell-cell contacts after Fra-1 inhibition. In ER- cells, β-catenin is nuclear or cytoplasmic, which is considering as a poor prognosis marker. During this PhD, I demonstrate that Fra-1, which acts very downstream in the Wnt/β-catenin signaling pathway, regulates the nuclear localization of β-catenin leading to up-regulation transcriptional activity of β-catenin. I also found that Fra-1 directly interacts with β-catenin. In addition, RT-QPCR microarrays analysis has revealed the regulation of other genes such as mœsin, fibronectin and extracellular matrix protein 1, which might also take part in the tumoral aggressiveness regulated by Fra-1. Moreover, we show that Fra-1, which is an unstable protein, is phosphorylated and stabilized by PKCθ. Furthermore, Fra-1 is necessary to mediate the kinase effect on cell motility

Contribution à l'étude du rôle et de la régulation de Fra-1 dans le cancer

Fra-1 appartient à la famille des facteurs de transcription AP-1. Son expression est particulièrement élevée dans les cellules de cancer du sein qui n'expriment pas le récepteur aux œstrogènes (RE-), c'est-à-dire les cellules les plus agressives. L'inhibition de Fra-1 dans ces cellules entraîne une diminution de la motilité, de l'invasion et de la prolifération, mais elle entraîne aussi de profonds changements de morphologie. Les cellules RE-, qui présentent un phénotype mésenchymateux s'arrondissent et établissent un plus grand nombre de contacts cellule-cellule après l'inhibition de Fra-1. Dans les cellules RE-, la b-caténine est localisée au noyau ou dans le cytoplasme, ce qui est un marqueur de mauvais pronostic. Au cours de cette thèse, j'ai montré que Fra-1 régule la localisation nucléaire de la b-caténine et ainsi régule son activité transcriptionelle en agissant très tardivement sur la voie Wnt. J'ai également mis en évidence une interaction physique directe entre Fra-1 et la b-caténine qui pourrait être responsable de cet effet. De plus, l'analyse de microarrays par RT-QPCR a révélé la régulation d'autres gènes comme la mœsine, la fibronectine et l'extracellular matrix protein 1, qui pourraient également jouer un rôle dans la régulation de l'agressivité tumorale par Fra-1. Par ailleurs, Fra-1 est une protéine instable et nous avons montré qu'elle est phosphorylée et stabilisée par PKC . Fra-1 est d'ailleurs nécessaire à l'effet de la kinase sur la motilité cellulaire.Fra-1 is a member of the AP-1 transcription factor family. It is aberrantly expressed in breast cancer cells lacking Estrogen Receptor (ER-) expression, which are the most aggressive ones. Fra-1 inhibition in these cells leads to a decreased in motility, invasion and proliferation, but also to deep morphologic changes. ER- cells, which present a mesenchymal phenotype, become rounder and establish a greater number of cell-cell contacts after Fra-1 inhibition. In ER- cells, b-catenin is nuclear or cytoplasmic, which is considering as a poor prognosis marker. During this PhD, I demonstrate that Fra-1, which acts very downstream in the Wnt/b-catenin signaling pathway, regulates the nuclear localization of b-catenin leading to up-regulation transcriptional activity of b-catenin. I also found that Fra-1 directly interacts with b-catenin. In addition, RT-QPCR microarrays analysis has revealed the regulation of other genes such as mœsin, fibronectin and extracellular matrix protein 1, which might also take part in the tumoral aggressiveness regulated by Fra-1. Moreover, we show that Fra-1, which is an unstable protein, is phosphorylated and stabilized by PKC . Furthermore, Fra-1 is necessary to mediate the kinase effect on cell motility.MONTPELLIER-BU Pharmacie (341722105) / SudocSudocFranceF

The PKCθ pathway participates in the aberrant accumulation of Fra-1 protein in invasive ER-negative breast cancer cells.: PKCθ pathway stabilises Fra-1

International audienceFra-1 is aberrantly expressed in a large number of cancer cells and tissues, and emerging evidence suggests an important role for this Fos family protein in both oncogenesis and the progression or maintenance of many tumour types. Here, we show that the concentration of Fra-1 is high in invasive oestrogen receptor (ER)-negative (ER-) breast cancer cell lines, regardless of their Ras pathway status. All of the ER- cells express high levels of activated PKCθ, and the inhibition of PKCθ activity using RNA interference or the expression of a dominant-negative mutant results in a dramatic reduction in Fra-1 abundance. Conversely, the ectopic expression of constitutively active PKCθ leads to Fra-1 phosphorylation and accumulation in poorly invasive ER+ cells. This accumulation is due to the stabilisation of the Fra-1 protein through PKCθ signalling, whereas other members of the PKC family are ineffective. Both Ste20-related proline-alanine-rich kinase (SPAK) and ERK1/2, whose activities are upregulated by PKCθ, participate in PKCθ-driven Fra-1 stabilisation. Interestingly, their relative contributions appear to be different depending on the cell line studied. ERK1/2 signalling has a major role in ER- MDA-MB-231 cells, whereas Fra-1 accumulation occurs mainly through SPAK signalling in ER- BT549 cells. Fra-1 mutational analysis shows that the phosphorylation of S265, T223 and T230 is critical for PKCθ-driven Fra-1 stabilisation. Phosphorylation of the protein was confirmed using specific antisera against Fra-1 phosphorylated on T223 or S265. In addition, Fra-1 participates in PKCθ-induced cell invasion and is necessary for PKCθ-induced cell migration. In summary, we identified PKCθ signalling as an important regulator of Fra-1 accumulation in ER- breast cancer cells. Moreover, our results suggest that PKCθ could participate in progression of some breast cancers and could be a new therapeutic target