Les protéines du complexe exon-jonction (WC) régulent l'épissage alternatif du transcrit Bc1-x, ainsi que d'autres transcrits reliés au contrôle de l'apoptose et du cycle cellulaire. L'épissage alternatif du transcrit 8c1-x constitue un événement déterminant pour les choix de vie ou de mort cellulaire en réponse aux stimuli internes ou externes. Les décisions d'épissage s'opérant sur BcI-x aboutissent à la production de deux transcrits majeurs, par utilisation de sites d'épissage 5' en compétition définissant l'exon 2. L'isoforme la plus longue, Bc1-x,, possède une activité anti-apopotique, alors que BcI-xs, amputé des 189 derniers nucléotides de cet exon, présente un potentiel pro-apoptotique. La fonction capitale de ces isoformes antagonistes justifie l'étroite régulation conditionnant leur expression. L'objectif premier de ces travaux de thèse a consisté à identifier des régulateurs protéiques de l'épissage alternatif de BcI-x, afin d'étoffer notre compréhension de cette régulation. L'utilisation d'un criblage à l'ARN interférence a mené à l'implication de plusieurs protéines du complexe exon-jonction (EJC) dans la régulation de cet événement d'épissage. Leur déplétion favorise l'épissage vers une production accrue de l'isoforme pro-apoptotique, corrélée à l'enclenchement de la mort cellulaire programmée. A la différence de leur fonction première au sein de l'EJC, les protéines formant le coeur de l'EJC, soit eIF4A3, 1114 et Magoh, ainsi que les composants s'y associant (RNP51, SAP18 et Acinus), influencent les décisions d'épissage prises sur le pré-ARNm BcI-x, indépendamment des fonctions d'export ou d'initiation du nonsense-mediated decay (NMD) communément associées à l'EJC. Une interaction sur le transcrit est d'ailleurs retrouvée pour la majorité de ces protéines, dans des extraits cellulaires totaux ainsi qu'in vitro. L'investigation des mécanismes moléculaires à l'origine de cette régulation révèlent que les éléments cis impliqués sont distincts, la fonction et la liaison des protéines e1F4A3, Y14 et Magoh étant assurée par un élément 82E, situé en aval du site d'épissage xs, alors que la protéine RNPS1 agirait en liant la portion centrale de l'élément SB1, en amont du site d'épissage xs. Par ailleurs, l'analyse en RT-PCR conduite à moyen débit sur des cellules ayant subi une déplétion de ces facteurs de l'EJC met en évidence des altérations de profils d'épissage concernant une dizaine de transcrits dont la fonction est associée au processus apoptotique. Le premier chapitre de cette thèse relate l'ensemble de ces observations et propose que certains facteurs de l'EJC assureraient une fonction régulatrice sur l'épissage de transcrits participant à l'échafaudage de l'apoptose. La deuxième partie de ces travaux relate les perturbations du cycle cellulaire engendrées par la déplétion de l'ARN hélicase eIF4A3, se traduisant notamment par une accumulation de dommage à l'ADN, ainsi que des défauts de formation de fuseau mitotique. L'analyse en RT-PCR du profil d'épissage de 192 transcrits dont l'ontologie est reliée à la progression du cycle cellulaire met en évidence des variations de l'expression des isoformes produites à partir de plusieurs de ces transcrits, incluant en particulier CDC25B, encodant une phosphatase dont l'activité est cruciale durant la transition G2/M. Les altérations de profil d'épissage retrouvées pour I-IDAC3, une histone déacétylase, et FOXM1, un facteur de transcription régulant de nombreux gènes du cycle cellulaire, pourraient expliquer en partie comment des dommages à l'ADN induisent potentiellement un blocage subséquent en mitose, menant à un processus connu sous le terme de catastrophe mitotique. Mes travaux de thèse suggèrent que plusieurs composants de l'EJC incluant particulièrement la protéine eIF4A3 auraient diversifié leur fonction vers la régulation d'événements d'épissage assurant la coordination entre la progression du cycle cellulaire et la survie. De ce fait, une diminution du niveau intracellulaire de ces facteurs enclenche des perturbations aboutissant ultimement à un arrêt de croissance et la mort cellulaire. [symboles non conformes]

Les facteurs de transcription STAT3 sont activés dans de nombreuses tumeurs et leurs effets sur la prolifération et la survie suggéraient fortement que ces protéines puissent être impliquées à la fois dans la transformation cellulaire et dans l'échappement aux traitements classiques de chimiothérapie.<br />Nous nous sommes donc intéressés aux différents aspects impliquant STAT3 dans la réponse de lignées cellulaires aux agents génotoxiques de chimiothérapie, et plus particulièrement aux inhibiteurs de topoisomérase. Durant ces traitements, STAT3 interagit avec le répresseur transcriptionnel Rb et l'inhibiteur du cycle cellulaire p21. Ces deux protéines inhibent son activité transcriptionnelle, notamment sur les gènes c-myc et cdc25A, et permettent la mise en place de la sénescence induite par les dommages de l'ADN et la catastrophe mitotique. Cependant, en présence d'une activité constitutive de STAT3 induite par l'oncogène v-src, STAT3 empêche l'activation de Rb et de p21, favorise la résistance des cellules aux inhibiteurs de topoisomérase II, et génère de l'instabilité génomique. Finalement,<br />deux inhibiteurs de STAT3, le cetuximab, un anticorps monoclonal dirigé contre l'EGFR, et un inhibiteur de la tyrosine kinase c-src, sensibilisent des cellules colorectales aux inhibiteurs de topoisomérase I. L'inhibition de STAT3 empêche l'activation du gène Eme1 qui induit l'expression d'une protéine de réparation de l'ADN.<br />STAT3 est donc un facteur de résistance aux inhibiteurs de topoisomérase. Sa détection pourrait ainsi permettre de mieux prédire la réponse des patients à ces inhibiteurs, et son inhibition, dans les tumeurs où il est actif, pourrait permettre de les sensibiliser aux inhibiteurs de topoisomérase.

La sénescence réplicative est le phénomène associé à un arrêt de croissance permanent causé par le raccourcissement progressif des télomères à chaque division. Lorsqu’ils atteignent une longueur critique, les télomères perdent leur structure terminale protectrice en t-loop, ce qui révèle l’extrémité du chromosome et déclenche une Réponse aux dommages à l’ADN (RDA) p53-dépendante. Le nombre de télomères ouverts nécessaire à la mise en place de la sénescence n’est pas connu, mais plusieurs évidences suggèrent que la cellule pourrait en tolérer un certain nombre avant de s’arrêter définitivement. Dans ce projet, nous utilisons un dominant négatif de Tin2 (Tin2DN), un membre du complexe nucléo-protéique nommé le télosome qui stabilise la t-loop, pour démontrer que la dysfonction chromatinienne télomérique seule ne suffit pas à déclencher un arrêt de croissance permanent. Lorsqu’il est exprimé, Tin2DN induit la formation de foyers de dommages de 53BP1, la RDA ainsi qu’un arrêt de croissance transitoire. De façon surprenante, nous observons que les cellules qui ont subi ce premier arrêt de croissance ré-entrent dans le cycle cellulaire et se divisent, et ce malgré la présence de foci télomériques. Cette réentrée cause l’apparition de cassures secondaires ainsi qu’une accumulation d’instabilités génomiques, telles que des ponts chromosomiques ou des micro-noyaux. Cet échappement des points de blocages du cycle cellulaire pourrait être expliqué par notre observation que la dysfonction télomérique induite par Tin2DN n’active que très faiblement p53 et p21, et pratiquement pas la kinase chkChk2. Néanmoins, en inhibant directement l’activité de p53, nous n’observons plus aucun arrêt de croissance mais une accumulation de foci et d’instabilités génomiques, avec une forte occurrence de catastrophes mitotiques. L’ensemble de ces résultats propose un nouveau modèle d’entrée en sénescence réplicative : l’ouverture des télomères induits une faible RDA menant à un premier arrêt de prolifération transitoire p53-dépendant. Les cellules échappent à cet arrêt et se divisent, mais l’ouverture des télomères ayant causé des fusions chromosomiques, la division crée alors de nouvelles cassures doubles brins dans le génome qui déclencheront une forte RDA et un nouvel arrêt de croissance permanent, la sénescence réplicative. / Replicative senescence is the physiological permanent growth arrest caused by telomeres shortening, at each round of replication. Once they have reach a critical length, the telomeres lose their t-loop structure, revealing the chromosome extremity that triggers a p53-dependant DNA damage response (DDR) and leads to proliferation arrest. The number of shortened telomeres that are necessary to onset senescence is not known, but accumulating evidences suggest that the cell is able to tolerate a certain level of telomere uncapping before stopping its divisions. Here, we used an inducible dominant negative form of Tin2 (Tin2DN), a member of the shelterin complex that stabilizes the t-loop, to show that telomeres uncapping alone is not sufficient to induce a stable growth arrest. When expressed, Tin2DN leads to the openingverture of the t-loop, creating a DDR with the formation of 53BP1 DNA damage foci (DDF) and a transient growth arrest. Indeed, we observed that the cells were re-entering the cell cycle and dividing, despite their uncapped DDF harbouring telomeres. As telomere uncapping creates chromosome fusions, such division leads to the apparition of secondary DNA breaks, with an accumulation of genomic instabilities, such as chromosomes bridges or micronuclei. We observed that Tin2 DN-induced telomere uncapping leads to a very weak activation of p53 and p21, with almost no phosphorylation of chkChk2. Nevertheless, when we infected our cells with a shp53, the primary growth arrest did not occur, leading to an amplification of the damages, with strong signs of instability and mitotic catastrophe. Altogether, these results propose a new model for replicative senescence: telomere uncapping induces a weak DDR that leads to a transitory growth arrest. The cells divide with fused chromosomes, creating new randomly distributed double strand breaks that trigger a stronger DDR and a permanent growth arrest. In that model, replicative senescence is not directly induced by telomere uncapping, but by an amplification of DNA damages through mitotic catastrophe.