Yes / Merlin has broad tumor-suppressor functions as its mutations have been identified in multiple benign tumors and malignant cancers. In all schwannomas, the majority of meningiomas and 1/3 of ependymomas Merlin loss is causative. In neurofibromatosis type 2, a dominantly inherited tumor disease because of the loss of Merlin, patients suffer from multiple nervous system tumors and die on average around age 40. Chemotherapy is not effective and tumor localization and multiplicity make surgery and radiosurgery challenging and morbidity is often considerable. Thus, a new therapeutic approach is needed for these tumors. Using a primary human in vitro model for Merlin-deficient tumors, we report that the Ras/Raf/mitogen-activated protein, extracellular signal-regulated kinase kinase (MEK)/extracellular signal-regulated kinase (ERK) scaffold, kinase suppressor of Ras 1 (KSR1), has a vital role in promoting schwannomas development. We show that KSR1 overexpression is involved in many pathological phenotypes caused by Merlin loss, namely multipolar morphology, enhanced cell-matrix adhesion, focal adhesion and, most importantly, increased proliferation and survival. Our data demonstrate that KSR1 has a wider role than MEK1/2 in the development of schwannomas because adhesion is more dependent on KSR1 than MEK1/2. Immunoprecipitation analysis reveals that KSR1 is a novel binding partner of Merlin, which suppresses KSR1's function by inhibiting the binding between KSR1 and c-Raf. Our proteomic analysis also demonstrates that KSR1 interacts with several Merlin downstream effectors, including E3 ubiquitin ligase CRL4(DCAF1). Further functional studies suggests that KSR1 and DCAF1 may co-operate to regulate schwannomas formation. Taken together, these findings suggest that KSR1 serves as a potential therapeutic target for Merlin-deficient tumors.

Les cellules infectées de façon latente constituent de sérieux obstacles à l'éradication du VIH et à la guérison complète des patients. Nous avons précédemment rapporté que le facteur cellulaire CTIP2 joue un rôle clé dans l'établissement et dans la persistance de la latence du VIH dans les cellules de la microglie, principaux réservoirs du virus dans le cerveau. En recrutant des complexes enzymatiques au niveau du promoteur viral, CTIP2 inhibe l'expression des gènes en favorisant la compaction de la chromatine et défavorise la réactivation des réservoirs viraux grâce à son activité inhibitrice de l’activité kinase du complexe d’élongation pTEFb. Cependant, nous ne savons pas comment le VIH-1 contrecarre les effets répresseurs de CTIP2 dans des cellules permissives à son expression. Manipuler la machinerie cellulaire d'ubiquitination afin de cibler les protéines hôtes indésirables est une stratégie commune utilisée par les rétrovirus. Ici, nous postulons que la protéine auxiliaire Vpr pourrait favoriser la dégradation de CTIP2 via le complexe CUL4-DDB1-DCAF1 pour contrer ses effets sur la réplication du VIH-1. Nos précédents résultats ont montré que CTIP2 contribuait à la réponse antivirale cellulaire grâce à son activité répressive sur la transcription du VIH. Nous avons montré que l'expression de CTIP2 était induite par un traitement à l'interféron-α suggérant que ce facteur fait partie de la réponse cellulaire à des infections virales. Nous avons observé que la réplication du wt- mais pas du mutant délété pour vpr diminue l'expression de CTIP2 dans des cellules infectées de manières productives. L'expression de Vpr a été corrélée avec une dégradation de CTIP2 et une augmentation de la transcription des gènes du VIH-1. De plus, nous avons montré par des expériences d’immunoprécipitation et de FRET/FLIM que la protéine CTIP2 interagit avec DDB1, DCAF1 et Vpr afin d'induire la dégradation de CTIP2 par la voie du protéasome. Enfin, nous démontrons que DCAF1 est nécessaire à la dégradation de CTIP2 par Vpr dans les noyaux des cellules infectées. Nos résultats suggèrent ainsi que la protéine virale Vpr détourne la machinerie cellulaire et plus spécifiquement la voie de dégradation du protéasome afin d'induire la dégradation de CTIP2. En dégradant CTIP2, le VIH-1 contrecarre une réponse cellulaire anti-virale et favorise ainsi sa réplication. Notre travail a permis de mieux comprendre la nature des mécanismes mis en jeu par le VIH-1 afin de favoriser sa réplication dans les cellules microgliales. / Latently infected cells constitute major blocks to HIV-1 eradication and a functional cure of the patients. We have previously reported that the cellular co-factor CTIP2 plays a key role in the establishment and persistence of HIV latency in microglial cells, the main reservoirs of the virus in the brain. By recruiting large enzymatic complexes at the viral promoter, CTIP2 silences HIV-1 gene transcription and disfavors the viral reactivation from the reservoirs. However, nothing is known on how HIV-1 can counteract the effects of CTIP2 in permissively infected cells. Usurping the host ubiquitination machinery to target undesirable host proteins is a common strategy utilized by retroviruses. Here, we tend to postulate that HIV-1 Vpr may target CTIP2 by Cul4A-DDB1-DCAF1 complex to counteract its effects on HIV-1 replication. Our results showed that CTIP2 contributes to the cellular anti-viral response. We demonstrated that interferon treatments induce expression of CTIP2 suggesting that this factor may be part of the cellular response to viral infections. We observed that replication of wt- but not Vpr-deleted HIV-1 reduced CTIP2 expression in productively infected cells. Vpr expression was correlated with low levels of CTIP2 and increased levels HIV-1 gene transcription. In addition, we showed that CTIP2 interacts with DDB1, DCAF1 and HIV-1 Vpr in order to induce the degradation of CTIP2 via proteasome by coimmunoprecipitation and FRET experiments. Finally, the abrogation of Vpr binding to the DCAF1-CUL4-DDB1 complex prevented CTIP2 degradation. Our results suggest that Vpr engages the ubiquitination machinery to induce CTIP2 degradation. By degrading CTIP2, HIV-1 counteracts CTIP2-mediated silencing of its expression and thus favors viral replication. Our work has helped to understand the nature of the mechanisms involved in HIV-1 to foster its replication in microglial cells. These results allow us to consider new strategies toward a cure of the patients.

Merlin is a tumour suppressor protein that is frequently mutated or downregulated in cancer. Biallelic Merlin inactivation is causative of tumour formation, including schwannoma, meningioma and ependymoma. These tumours can occur sporadically or as part of the genetic condition Neurofibromatosis type 2 (NF2) and cause significant morbidity. The current treatment options are restricted to surgery and radiotherapy, which are invasive and may cause further tumour development. The activity of both the E3 ubiquitin ligase complex Cullin 4 really interesting new gene (RING) E3 ubiquitin ligase- DNA damage binding protein (DDB1) and Cullin 4 associated factor 1 (CRL4-DCAF1) and Kinase suppressor of RAS 1 (KSR1) have been shown to be upregulated in schwannoma to drive tumour growth. KSR1 has also been shown to interact with components of the CRL4-DCAF1 complex. We investigated the expression, interaction and therapeutic potential of targeting these proteins in Merlin deficient schwannoma and meningioma using a primary human cell model and relevant cell lines. We found that DCAF1 and KSR1 protein were overexpressed in schwannoma and meningioma and confirmed that targeting both DCAF1 and KSR1 in meningioma had additive effects on proliferation. We also identified that CRL4-DCAF1 facilitates KSR1 dependent RAF/Mitogen-activated protein kinase (MAPK)/ Extracellular signal regulated kinase (ERK) kinase (MEK)/ERK pathway activity. We showed MLN3651, a neddylation inhibitor that targets ubiquitin ligase activity, reduced proliferation and activated apoptosis in Merlin-deficient tumours. We also showed that Merlin-positive tumours were less sensitive to MLN3651 than Merlin-deficient tumours; therefore, MLN3651 sensitivity may be CRL4-DCAF1-dependent. Finally, combination of MLN3651 and the MEK1/2 inhibitor AZD6244 had additive effects, particularly in meningioma. Combinatorial therapy activated the Hippo pathway, inhibited RAF/MEK/ERK pathway activity and proliferation demonstrating that targeting the activity and downstream pathways of both DCAF1 and KSR1 represents an attractive novel therapeutic strategy in Merlin-deficient tumours.

Le détournement de la machinerie cellulaire basé sur la dégradation par la voie du protéasome est une stratégie fréquemment retrouvée chez les virus afin d’optimiser leur réplication. Ainsi, le VIH-1 a développé toute une série de contremesures via ses protéines accessoires, vif et vpu notamment, afin de cibler les facteurs de restriction vers la voie du protéasome. La protéine accessoire Vpr est également associée à un complexe Cul4 E3 ubiquitin ligase mais est toujoursorphelin de sa cible. Nos travaux ont montré que la protéine CTIP2 est un acteur majeur impliqué dans la restriction de la réplication du VIH-1. Nous proposons de défendre la thèse selon laquelle la protéine CTIP2 est dégradée par la voie du protéasome en présence de la protéine vpr. Nous avons ainsi montré que l’expression de la protéine CTIP2 est plus forte en absence qu’en présence de la protéine vpr. Des expériences utilisant des inhibiteurs de la voie du protéasome sont en faveur d’une régulation de type post traductionnel. Par immunoprécipitation, nous avons montré que CTIP2 fait partie d’un complexe comprenant DDB1 et DCAF1 en présence et en absence de Vpr. Sa dégradation est prévenue en présence du mutant vpr (Q65R) qui n’interagit plus avec DCAF, et en présence d’un Knock Down de DCAF1par ailleurs, DCAF1 est associé avec CTIP2 inclus dans le complexe impliqué dans l’établissement de la latence du VIH-1 comprenant notamment HDAC1. Enfin, les protéines CTIP2, Vpr et DCAF colocalisent dans les noyaux des cellules microgliales. Nos résultats suggèrent fortement que la protéine Vpr favorise la dégradation du facteur CTIP2, qui est décrit comme un facteur restreignant l’infection par le VIH-1 dans les cellules microgliales, et ainsi favorise sa réplication. / Usurping the host ubiquitination proteasome system (UPS) to inactivate the undesirable host protein is a common viral strategy. HIV-1 proteins inactivate the detrimental host proteins by this system. In Microglial cells, CTIP2 represses both initial phase and late phase of HIV-1 gene transcription. As HIV-1 can still replicate in the presence of CTIP2, we postulated that it might inactivate CTIP2 by using Cul4 E3 ubiquitin ligase complex to resume its replication. We observed higher CTIP2 expressions in the absence of Vpr, with no effect on CTIP2 mRNA and proteasome inhibitor can block this degradation. Co-immunoprecipitation assays showed that CTIP2 is associated with DCAF1 and DDB1 in the absence and presence of Vpr. We showed that this degradation is prevented by the using Vpr mutant (Q65R) and by knock down of DCAF1. Finally, we observed the co-localization of CTIP2 with Cul4A-DCAF1-DDB1 complex even in the absence of Vpr, in microglial cells. Additionally, DCAF1 interacts with CTIP2-associated heterochromatin enzymes complex. Our results suggest that Vpr expression increases the turnover of CTIP2 in HIV-1 productively infected cells. By degrading CTIP2, HIV-1 counteracts CTIP2-mediated silencing of its expression and favors its replication.