Rôle de la Survivine et de ses transcrits alternatifs dans la progression tumorale et la résistance à la chimiothérapie (étude du cancer du sein)

La survivine est impliquée dans l apoptose et la régulation du cycle cellulaire. Par épissage alternatif, son gène code cinq transcrits dont les fonctions sont controversées. Notre étude a mis en évidence que des mutations de P53 sont impliquées dans l augmentation de l expression des trois transcrits anti-apoptotiques de la survivine dans le cancer du sein. De plus, l expression de survivine pourrait être contrôlée par de nouveaux gènes proches des microsatellites D3S1478 et D6S264. Enfin, la survivine est contrôlée par GATA-1 via un site constitutif et un site alternatif de fixation dans son promoteur. La seconde partie de notre travail a montré que les transcrits alternatifs de survivine pourraient avoir un rôle prédictif et pronostique pour la réponse à certains traitements de chimiothérapie et que l étude de la tumeur après une cure de chimiothérapie ajoute une information importante pour la prédiction et le pronostic de la maladie. La dernière partie de notre étude a mis en évidence les fonctions, dans deux lignées cellulaires mammaires, des cinq isoformes de survivine et notamment la survivine-3B. Cette dernière inhibe différentes voies de l apoptose et présente un intérêt thérapeutique particulier dû à sa spécificité tumorale. Des résultats encourageants ont été obtenus lors de son extinction in vivo. L ensemble de ces données montre l intérêt de l étude de la survivine et de ses transcrits alternatifs dans le cancer du sein, et notamment dans la réponse aux traitements. Ces résultats indiquent que la survivine-3B pourrait être une cible thérapeutique prometteuse.Survivin is involved in apoptosis and cell cycle regulation. By alternative splicing, its gene gives rise to five transcripts with controversial functions. Our study highlighted that P53 mutations are implied in anti-apoptotic survivin transcript over-expression. In addition, survivin expression could be controlled by new genes located closed to D3S1478 and D6S264 microsatellites. Moreover, survivin is controlled by GATA-1 via both constitutive and alternative binding sites in its promoter. The second part of our work showed that survivin alternative transcripts could have predictive and prognostic roles for response to chemotherapy and study of tumours after one course of chemotherapy could be beneficial for disease prediction and prognosis. The last part of our research highlighted that functions, in two breast tumour cell lines, of the five survivin isoforms, especially of survivin-3B. This last inhibits different apoptosis pathways and shows a therapeutic interest due to its tumour specificity. Interesting results were obtained in vivo. These data shows the survivin transcript study interest in breast cancer and treatment response. These results indicate survivin-3B could be a useful therapeutic target.DIJON-BU Sciences Economie (212312102) / SudocSudocFranceF

Impact des marqueurs de l'apoptose sur la progression tumorale et la réponse aux traitements dans les cancers du sein

Pour contourner le problème de chimiorésistance cancers du sein, il faut mettre en évidence de nouveaux marqueurs. Ainsi les gènes impliqués dans l apoptose pourraient servir de marqueurs prédictifs. Notre étude, portant sur la survivine, la caspase-3 et leurs transcrits alternatifs a monté que la survivine-2B pourraient servir de marqueur prédictif et la survivine-3B de marqueur pronostic. Nous montrons également que l expression des transcrits anti apoptotiques la survivine est régulée par p53. Par ailleurs, un site GATA-1 formé la présence d un polymorphisme dans le promoteur de la survivine semble induire sa surexpression. Nos résultats indiquent que la survivine-3B pourrait inhiber la voie de récepteurs de mort et que la caspase-3s a une fonction fortement anti-apoptotique par interaction avec la caspase-3 après un stimulus apoptotique. L ensemble de ces données met l accent sur le rôle majeur des transcrits alternatifs des gènes de l apoptose dans la réponse des cancers du sein à la chimiothérapie. Ils permettent d envisager ces protéines comme de nouvelles cibles thérapeutiques.To avoid chemoresistance of breast cancers, prognosis and predictive markers are required. Apoptosis is highly involved in treatment response, that is why apoptosis genes could become predictive markers. Our study, dealing with survivin, caspase-3, and their alternative splice variants shows that survivin-2B could be a predictive marker and survivin-3B a prognosis marker. We also show that survivin and its anti-apoptotic variant over-expression could be linked to p53 mutations. Moreover, a polymorphism in survivin promoter induces a GATA-1 binding site able to overexpress survivin. Our results showed that survivin-3B could inhibit death receptors pathway and that caspase-3s is strongly anti-apoptotic by interaction of caspase-3 after an apoptotic stimulus. This work shows the major role of alternative splice variants of apoptosis genes in breast cancer response and strongly supports that these proteins as new therapeutic targets.DIJON-BU Médecine Pharmacie (212312103) / SudocPARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF

A Short Caspase-3 Isoform Inhibits Chemotherapy- Induced Apoptosis by Blocking Apoptosome Assembly

Alternative splicing of caspase-3 produces a short isoform caspase-3s that antagonizes caspase-3 apoptotic activity. However, the mechanism of apoptosis inhibition by caspase-3s remains unknown. Here we show that exogenous caspase-3 sensitizes MCF-7 and HBL100 breast cancers cells to chemotherapeutic treatments such as etoposide and methotrexate whereas co-transfection with caspase-3s strongly inhibits etoposide and methotrexate-induced apoptosis underlying thus the anti-apoptotic role of caspase-3s. In caspase-3 transfected cells, lamin-A and a-fodrin were cleaved when caspase-3 was activated by etoposide or methotrexate. When caspase-3s was co-transfected, this cleavage was strongly reduced. Depletion of caspase-3 by RNA interference in HBL100 containing endogenous caspase-3s caused reduction in etoposide and methotrexate-induced apoptosis, whereas the depletion of caspase-3s sensitized cells to chemotherapy. In the presence of caspase-3s, a lack of interaction between caspase-3 and caspase-9 was observed. Immunoprecipitation assays showed that caspase-3s binds the pro-forms of caspase-3. This result suggested that the absence of interaction with caspase-9 when both variants of caspase-3 are present contribute to block the apoptosome assembly and inhibit apoptosis. These data support that caspases-3s negatively interferes with caspase-3 activation and apoptosis in breast cancer, and tha

Caractérisation des mécanismes moléculaires de résistance des cellules cancéreuses coliques humaines aux dérivés du platine

Les cancers colorectaux représentent la première cause de mortalité par cancer, avec une survie à cinq ans de seulement 40%, malgré les traitements chirurgicaux et médicaux. Le cisplatine est un médicament anticancéreux utilisé avec succès dans le traitement de certaines tumeurs solides humaines (cancers du testicule et de l’ovaire). Cependant son efficacité est faible dans les tumeurs d’origine digestive car les cellules cancéreuses coliques présentent des mécanismes de résistance intrinsèque ou acquise au platine (Chauffert B et al., 1999).L’obtention de clones résistants est aisée dans les cellules cancéreuses coliques humaines (HT29, HCT15, HCT116, Caco2, SW480, SW620) puisque des colonies de cellules survivantes apparaissent même après une exposition à de fortes concentrations de cisplatine ou d’oxaliplatine (200 pg/ml pendant 3 h). L’analyse par western blot des protéines du système de réparation des mésappariements de l’ADN (hMLHl, hMSH2,11MSH6, hPMSl) ou système MMR, et l'analyse de l'instabilité des microsatellites, ont montré que ce système n’était pas impliqué dans les clones résistants. L’expression de protéines pro-apoptotiques (Bax, Bad...) ou anti-apoptotiques (Bcl2, Meli, survivine, IAP...) n’est pas non plus modifiée dans les clones résistants.Une banque d’ADNc est en cours de construction à partir de cellules HT29 résistantes au cisplatine. La transfection en masse de cellules cancéreuses coliques de rat sensibles au cisplatine (PROb), suivie d’une sélection par le cisplatine, devrait permettre l’isolement d’ADNc impliqués dans les mécanismes de résistance au cisplatine.Ces résultats devraient permettre de mieux comprendre et de lutter contre les mécanismes de résistance aux dérivés du platine dans les cellules cancéreuses coliques humaines

Regulation of monocarboxylate transporter MCT1 expression by p53 mediates inward and outward lactate fluxes in tumors

The monocarboxylate transporter MCT family member MCT1 can transport lactate into and out of tumor cells. While most oxidative cancer cells import lactate through MCT1 to fuel mitochondrial respiration, the role of MCT1 in glycolysis-derived lactate efflux remains less clear. In this study we identified a direct link between p53 function and MCT1 expression. Under hypoxic conditions, p53 loss promoted MCT1 expression and lactate export produced by elevated glycolytic flux, both in vitro and in vivo. p53 interacted directly with the MCT1 gene promoter and altered MCT1 mRNA stabilization. In hypoxic p53-/- tumor cells, NF-κB further supported expression of MCT1 to elevate its levels. Following glucose deprivation, upregulated MCT1 in p53-/- cells promoted lactate import and favored cell proliferation by fuelling mitochondrial respiration. We also found that MCT1 expression was increased in human breast tumors harboring p53 mutations and coincident features of hypoxia, with higher MCT1 levels associated with poorer clinical outcomes. Together, our findings identify MCT1 as a target for p53 repression and they suggest that MCT1 elevation in p53-deficient tumors allows them to adapt to metabolic needs by facilitating lactate export or import depending on the glucose availability

Correlations with proliferation status of tumours. a.

<p>Box plot corresponding to p53 mRNA expression depending on proliferation status. <b>b.</b> Box plot corresponding to proliferation rate depending on <i>TP53</i> mutation status. <b>c.</b> Box plot corresponding to proliferation rate depending on TP53 mutation status coupled with level of p53 mRNA expression. <b>d.</b> Box plot corresponding to proliferation rate depending on <i>LOH</i> in 17p13. <b>e.</b> Box plot corresponding to p53 mRNA expression depending on <i>TP53</i> mutation status. <b>f.</b> Box plot corresponding to p53 mRNA expression depending on <i>LOH</i> in 17p13. <i>p</i><0.05 was considered significant.</p

Schematic representation of P53 protein.

<p>Its 3 domains and corresponding coding exons are represented. Mutations of <a href="http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0055103#pone-0055103-t002" target="_blank">Table 2</a> appear at the top of coding exons.</p

Detail of observed <i>TP53</i> gene mutations.

<p>Detail of observed <i>TP53</i> gene mutations.</p