La voie de signalisation TGF-β joue un rôle biphasique durant la cancérogenèse. Mon laboratoire a identifié une nouvelle protéine inhibitrice de la voie TGF-β, WWP1. WWP1 est une E3 ubiquitine ligase qui induit la polyubiquitination et la dégradation du récepteur de type I au TGF-β. De plus, le gène WWP1 est amplifié dans une large proportion de cancers mammaires et prostatiques, suggérant que WWP1 pourrait jouer un rôle clé dans les processus de cancérogenèse liés au TGF-β. Mon projet de thèse était donc de caractériser la régulation de l’activité catalytique de WWP1 ainsi que son mécanisme d’action dans la cellule. Mes résultats montrent qu’à l’état basal, WWP1 est monoubiquitinée, son activité de polyubiquitination étant réduite par l’effet inhibiteur qu’exercent les domaines C2 et/ou WW sur son domaine HECT. En présence de substrats, la protéine WWP1 « s’ouvre » et peut alors induire la polyubiquitination et la dégradation de ses substrats. De plus, nous avons observé qu’un mutant de WWP1, détecté dans un cancer de la prostate, est incapable de s’autoréguler selon ce modèle. Il présente une plus forte activité ligase envers lui-même et ses substrats, ce qui entraîne une atténuation de la réponse cytostatique du TGF-β pouvant conférer une activité oncogénique à WWP1. De plus, nous avons identifié STARD13 comme un nouveau partenaire de WWP1. STARD13 est une protéine à activité RhoGAP, considérée comme un suppresseur de tumeur. Nous avons montré que STARD13 permet l’association de WWP1 avec la GTPase RhoA, entraînant ainsi la polyubiquitination et la dégradation de RhoA. De façon intéressante, le complexe WWP1/STARD13 est impliqué dans le remodelage de l’architecture du cytosquelette en dégradant préférentiellement la forme activée de RhoA. Ces résultats ont permis d’identifier un nouveau rôle de WWP1 qui pourrait jouer un rôle essentiel durant la migration des cellules cancéreuses lors du processus métastatique. La caractérisation de nouveaux mécanismes de régulation et d’action de WWP1 devrait permettre à terme d’identifier si WWP1 est un marqueur diagnostique dans le cancer et/ou une nouvelle cible thérapeutique pour le développement de médicaments anticancéreux. / The TGF-β pathway plays a biphasic role during cancerogenesis. My laboratory identified a new protein, WWP1, as a negative regulator of TGF-β signaling. WWP1 is an E3 ubiquitin ligase that triggers polyubiquitination and degradation of TGF-β type I receptor. A genomic amplification of WWP1 is found in a large portion of mammary and prostatic tumors, suggesting a key role for WWP1 during carcinogenesis related to TGF-β. My thesis project was to determine the regulation of the catalytic activity of WWP1 and a new molecular mechanism of action of WWP1 whose deregulation can be implicated in cancerogenesis. My results indicate that at steady states, WWP1 is monoubiquitinated, its polyubiquitination activity being silenced due to the inhibitory effects of C2 or/and WW domains on its Hect domain. In presence of substrates, WWP1 is « opened » and induces polyubiquitination and degradation of its substrates. Moreover, a WWP1 mutation found in prostate cancer disrupts this regulatory mechanism. It possesses an increased ligase activity towards itself and its substrates, which leads to the attenuation of TGF-β cytostatic signaling, a consequence that could conceivably confer tumorigenic properties to WWP1. We also identified STARD13 as a novel WWP1 interacting partner. STARD13 has a RhoGAP activity, and is considered as a tumor suppressor. We have shown that STARD13 mediates the association of WWP1 with the GTPase RhoA, ultimately leading to RhoA polyubiquitination and degradation. Interestingly, the WWP1/STARD13 complex is involved in the actin cytoskeleton rearrangement by preferentially targeting the active form of RhoA for degradation. These results reveal a previously unrecognized role for WWP1, which could play a key role in the migration of cancer cells during metastasis. Characterization of new regulation and action mechanisms for WWP1 should allow identifying whether WWP1 is a diagnosis biomarker in cancer and/or a new therapeutic target for the development of anticancer drugs.

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