Les intégrines, des récepteurs trans-membranaires exerçant une fonction importante dans l'adhésion et la migration cellulaire, pourraient contribuer aux propriétés, tumorigènes et métastatiques du mélanome uvéa!. Nous avons démontré que le patron d'expression de certaines intégrines différait entre les lignées tumorales: la sous-unité d'intégrine a4 est anormalement élevée dans la lignée métastatique H79 alors que l'expression de la sous-unité a5 est presque entièrement abolie dans des lignées à plus fort potentiel tumorigène mais non dans les lignées peu agressives. La transcription du gène a4 étant sous l'influence régulatrice du facteur de transcription (FT) Pax-6, nous avons démontré que celui-ci n'est cependant pas l'élément déterminant dans l'expression aberrante du gène a4. Sachant que le promoteur du gène a5 est sous l'influence des FTs Spl/Sp3, AP-l et NFI, nous avons démontré que l'agressivité des lignées de mélanomes pouvait être étroitement liée à des changements dans l'expression ou les propriétés de ces FTs.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017-2018 / Le mélanome uvéal (MU) est la principale forme de cancer intraoculaire possédant la capacité d’engendrer des métastases au foie et aux poumons des patients atteints, cette maladie est incurable et fatale dans les 8 mois suivant le dépistage des métastases. Grâce à des analyses en profilage génique sur biopuces à ADN, une signature moléculaire de 12 gènes dérégulés permettant de subdiviser les MU en deux classes: à faible (classe 1) ou haut (classe 2) risque d’évoluer vers le stade métastatique a pu être identifiée. Parmi les 4 gènes de la classe 2, la surexpression du gène codant le récepteur 2B de la sérotonine (HTR2B) est l’indice le plus fiable menant à l’identification des patients à risque d’évoluer vers la maladie métastatique. Cette étude a pour but de caractériser le promoteur de ce gène et les mécanismes moléculaires menant à sa surexpression aberrabte dans les lignées métastatiques de MU. Différents segments du promoteur du gène HTR2B ont été clonés dans le plasmide pCATbasic, puis introduits par transfection dans les lignées cellulaires MU. Des analyses d’interférence de méthylation au diméthylsulfate (DMS) et de retard sur gel de polyacrylamide (EMSA) ont été réalisées afin de démontrer la liaison de facteurs de transcription (FTs) au promoteur HTR2B. La transfection des délétants HTR2B/CAT a permis d’identifier des régions régulatrices positives et négatives en amont du promoteur HTR2B. Les analyses EMSA et d’interférence de méthylation au DMS nous ont permis de démontrer la liaison des FTs NFI et RUNX1 au promoteur du gène HTR2B. Ce projet permettra de mieux comprendre les mécanismes moléculaires responsables de la surexpression du gène HTR2B et de définir de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient permettre le dépistage des patients à risque d’évoluer vers la maladie métastatique. / Uveal melanoma (UM) is the most common type of primary intraocular tumor in the adult population. UM will propagate to the liver as the first metastatic site. Once this organ is invaded, survival becomes a matter of months for the patient as no treatment has proven to be effective. Among the candidates from the class II gene signature, the serotonin receptor-encoding gene (HTR2B) appears to be the most discriminating as its expression strongly increases in the tumors that will progress toward liver metastases. Our study aims at characterizing the molecular mechanisms that lead to this aberrant expression of HTR2B in metastatic UM cell lines. Expression of HTR2B was monitered by microarrays in a variety of UM cell lines. Various segments from the promoter and 5’-flanking sequence of the HTR2B gene were cloned upstream the CAT gene in the plasmid pCATbasic. The genomic areas of interest were 5’end-labeled and used as probes in electrophoretic mobility shift assays (EMSAs). DMS methylation interference footprinting was also used to precisely position the DNA target sites for transcription factors (TFs) that bind the HTR2B regulatory regions. Transfection analyses revealed that the upstream regulatory regions of HTR2B promoter is made up of a combination of alternative positive and negative regulatory elements. Repressive regions also bear a high number of target sites for the TF NFI. EMSA analyses provided evidence that multiple NFI isoforms can interact with the promoter of the HTR2B gene. In addition, the TF RUNX1 was shown by DMS methylation interference footprinting to bind a target site from the HTR2B distal silencer element. This project will help understand better the molecular mechanisms accounting for the abnormal expression of HTR2B in uveal melanoma. In the long term, this study will allow us to identify new potential targets that could help screening patients at high risk of evolving toward the liver metastatic disease.

Le mélanome uvéal est une tumeur intraoculaire fortement métastatique: plus de 50% des patients développent des métastases au foie malgré le traitement de la tumeur oculaire. Des analyses immunohistochimiques ont démontré précédemment une corrélation entre l’expression du principal médiateur de la réponse à l’hypoxie hypoxia-inducible factor 1 alpha et le développement de métastases. Nous avons donc exposé des cellules tumorales du mélanome uvéal et des mélanocytes de la choroïde à des taux d'oxygène hypoxiques ou à 21% afin de comparer leur transcriptome, leur prolifération, leur métabolisme énergétique et leur chimiorésistance. Nos analyses du transcriptome des cellules tumorales hypoxiques ont montré qu’il y avait une répression des transcrits de différenciation du mélanocyte ainsi qu’une surexpression de transcrits associés à la glycolyse aérobique (e.g. LDHA, PKM2). Nous avons également observé un ralentissement de la prolifération des cellules tumorales et une résistance accrue aux fortes concentrations de l’agent chimiothérapeutique cisplatine en conditions hypoxiques. / Uveal melanoma is the most common intraocular tumor in adults and is highly metastatic: up to half of patients develop metastases to the liver following the eye treatment. Previous immunohistochemistry analyses showed a correlation between the expression of hypoxia-inducible factor 1 alpha and the development of metastases. We therefore exposed uveal melanoma cells and choroidal melanocytes to hypoxic oxygen levels or to 21% O2 in order to compare their transcriptome, proliferation, energetic metabolism and chemoresistance. Our analyses of the transcriptome of hypoxic uveal melanoma cells showed a downregulation of melanocyte differentiation transcripts and an upregulation of transcripts associated to aerobic glycolysis (e.g. LDHA, PKM2). We also observed a reduction of tumor cell proliferation and a greater resistance to high concentrations of the chemotherapeutic agent cisplatin in hypoxic conditions.

Le mélanome uveal est la tumeur intraoculaire la plus fréquente dans la population adulte. Malgré un taux de succès élevé dans le traitement de la tumeur primaire, le taux de mortalité chez les patients reste élevé en raison des complications cliniques associées à l'apparition de métastases. L'étude des différents mécanismes qui poussent les cellules cancéreuses à progresser vers un état métastatique est donc essentielle à une compréhension approfondie de la maladie. La capacité des cellules à échapper à leur dépendance à l'acrange à l'égard de la matrice extracellulaire, et dont les intégrines sont d'importants médiateurs, en fait partie. Ainsi, une meilleure connaissance de l'expression et de la régulation des intégrines, ainsi que de leur influence sur les propriétés tumorigènes des cellules, permettra de poser les bases moléculaires du processus métastique. Cette étude porte principalement sur les sous-unités a5 et p5 des intégrines qui présentent des profils d'expression différentiels selon les lignées cellulaires dérivées du mélanome uvéal étudiées

Le mélanome uvéal représente la tumeur intraoculaire maligne la plus fréquente dans la population adulte. De plus, 40% des mélanomes uvéaux sont asymptomatiques et sont donc diagnostiqués tardivement durant un examen ophtalmologique de routine. Aucun traitement de la tumeur primaire n'a changé l'incidence des métastases hépatiques et le pronostic final : le mélanome uvéal métastatique demeure une maladie incurable associée à une espérance de vie variant de 2 à 14 mois. L'objectif principal de ce projet de doctorat consiste donc à identifier les gènes exprimés lors du développement de la tumeur primaire du mélanome uvéal ainsi que ceux impliqués dans la formation des métastases. Dans un premier temps, la construction de banques de soustraction lignée cancéreuse TP31 - mélanocytes uvéaux normaux a permis de comparer ces deux populations d'ARNm et d'amplifier les gènes qui sont exprimés spécifiquement ou réprimés par la lignée cancéreuse TP31. L'analyse des 2 banques de soustraction a révélé 72 gènes surexprimés et 36 gènes réprimés dans la lignée cancéreuse TP31 et cette expression a été confirmée dans la tumeur primaire fraîche. En second lieu, nous avons vérifié l'existence de cellules souches cancéreuses dans le mélanome uvéal à l'aide de marqueurs spécifiques aux cellules souches. Ainsi, pour la première fois, une sous-population de cellules démontrant un phénotype de cellules souches a été caractérisée dans le mélanome uvéal et la présence de ces cellules chimiorésistantes pourrait avoir un impact sur le traitement. Enfin, la construction d'une banque de soustraction tumeurs primaires fraîches - mélanocytes uvéaux normaux a permis de déterminer les gènes réprimés par les tumeurs primaires. À la suite de l'analyse de la banque de soustraction, 136 gènes réprimés ont été identifiés et plusieurs d'entre eux sont impliqués dans l'apoptose, le développement et la pigmentation. Par ailleurs, nous avons voulu caractériser le transcriptome spécifique aux métastases hépatiques par la construction d'une banque de soustraction métastases hépatiques - tumeurs primaires épithélioïdes mais TARN des métastases était dégradé. Nous avons donc suggéré des solutions pour éviter la dégradation des futurs prélèvements de métastases. Finalement, le profil d'expression des sous-unités d'intégrines a été déterminé par cytométrie de flux dans les mélanocytes uvéaux normaux et les lignées cancéreuses dérivées de mélanomes uvéaux. Ces données ont permis de cibler la sous-unité d'intégrine a4 pour des études de régulation du promoteur puisque son expression était spécifique à la lignée métastatique H79.