La dystrophie musculaire facioscapulohumérale (FSHD) est la troisième myopathie la plus fréquente en Europe. La maladie atteint progressivement les muscles du visage, des bras et des jambes. Les symptômes apparaissent dans la majorité des cas avant 20 ans et la maladie, souvent douloureuse, provoque fréquemment un handicap majeur qui nécessite de se déplacer en fauteuil roulant. J'ai démontré que la protéine KLF15 est surexprimée dans les tissus des patients FSHD et dans les myoblastes cultivés in vitro et prélevés sur des patients FSHD. Des résultats préliminaires indiquent que la surexpression du facteur KLF15 pourrait être expliquée par le stress oxydant induit par DUX4 et la surexpression de certains facteurs de myogenèse induits par DUX4c. J'ai démontré que KLF15 interagit directement avec les répétitions D4Z4 et contrôle leur fonction d'activation de transcription. Ainsi KLF15 sert de médiateur entre les répétitions D4Z4 et deux gènes dans la région 4q35: FRG2 et DUX4c ce que explique la surexpression de ces deux gènes dans la FSHD. La surexpression du gène DUX4c, homologue du DUX4, perturbe le programme de différentiation musculaire en activant certains facteurs de myogenèse (myomiRs ou microRNAs myogéniques). En somme, la découverte du rôle du facteur KLF15 dans la FSHD met en évidence une boucle de rétrocontrôle positif qui relie la surexpression du facteur KLF15 avec la surexpression des gènes codés dans la région 4q35. Le rôle central du facteur KLF15 dans ce nouveau modèle de la maladie permet d'envisager une nouvelle piste thérapeutique pour la dystrophie FSHD basé sur l'inhibition du facteur KLF15. / Facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD), a dominant hereditary disease with a prevalence of 7 per 100,000 individuals, is associated with a partial deletion in the subtelomeric D4Z4 repeat array on chromosome 4q. The D4Z4 repeat contains a strong transcriptional enhancer that activates promoters of several FSHD-related genes. We here report that the enhancer within the D4Z4 repeat binds the Krüppel-like factor KLF15. KLF15 was found to be upregulated during myogenic differentiation induced by serum starvation or by overexpression of the myogenic differentiation factor MYOD. When overexpressed, KLF15 activated the D4Z4 enhancer and led to overexpression of DUX4c (Double homeobox 4, centromeric) and FRG2 (FSHD region gene 2) genes, whereas its silencing caused inactivation of the D4Z4 enhancer. In immortalized human myoblasts the D4Z4 enhancer was activated by the myogenic factor MYOD, an effect that was abolished upon KLF15 silencing or when the KLF15 binding sites within the D4Z4 enhancer were mutated, indicating that the myogenesis-related activation of the D4Z4 enhancer was mediated by KLF15. KLF15 and several myogenesis-related factors were found to be expressed at higher levels in myoblasts, myotubes and muscle biopsies from FSHD patients than in healthy controls. We propose that KLF15 serves as a molecular link between myogenic factors and the activity of the D4Z4 enhancer, and thus contributes to the overexpression of the DUX4c and FRG2 genes during normal myogenic differentiation and in FSHD.

Au cours de ma thèse, j’ai étudié la contribution de miR-205 dans le développement du cancer du sein. MiR-205 a été choisi suite à l'analyse comparative de l'expression du miRome entre la lignée « normale » MCF10A et une lignée cancéreuse dérivée MCF10A-CA1a. J’ai démontré que l’expression de miR-205 augmente durant la tumorigenèse tandis que miR-205 est non détectable dans la lignée cellulaire ayant un potentiel métastatique. De plus, j’ai montré que les cellules souches du cancer du sein expriment miR-205, contrairement à la population non souche. En utilisant des cultures de cellules épithéliales 3D, j’ai corrélé la fonction tumorigène de miR-205 à la répression de l'apoptose et non à une prolifération accrue. De plus, le niveau d'expression de la E-Cadhérine dépend de la quantité de miR-205 dans les différentes lignées cellulaires de MCF10A. Les études de perte de fonction suggèrent que la E-Cadhérine est impliquée dans le phénotype acini miR-205-Dépendant, en corrélation avec la transformation de cellules épithéliales du sein. L’ensemble de ces résultats met en lumière la complexité et la duplicité des miRNA durant le processus de cancérisation. Ce type d’étude ouvre des perspectives d’utilisation des miRNA dans le cadre des diagnostics et/ou thérapeutiques. / During the time I was working on my thesis, I aimed to understand the role of miR-205 in breast cancer development. MiR-205 was chosen from the comparative analysis of total micro-RNAs expression in non-Transformed and tumorigenic cell lines of the MCF10A breast epithelial cell model. I demonstrated the complexity of miR-205 functions during breast epithelial cell transformation by showing miR-205 overexpression in transformed non-Invasive cell lines and miR-205 down-Regulation in cell line with metastatic potential. Moreover, we demonstrated increased level of miR-205 expression in breast cancer stem cells in comparison with non-Stem cells. Using 3D cultures of breast epithelial cells, I succeeded to correlate the tumorigenic function of miR-205 with its role in modulation of acinar size, and to attribute it to the apoptosis repression but not increased proliferation. Further, I was able to show that miR-205 exercises its oncogenic functions via targeting ZEB1, an inhibitor of E-Cadherin. Indeed, E-Cadherin expression level depends on the amount of miR-205 in different MCF10A cell lines. Downregulating E-Cadherin restored normal acinar morphology in miR-205 expressing cells, consistent with E-Cadherin being involved in the miR-205-Dependent acini phenotype that correlates with tumorigenic breast epithelial cell transformation.

Le phénomène d'empreinte génomique parentale se traduit par une expression différentielle des deux allèles de certains gènes, en fonction de leur origine parentale. Nos travaux ont abouti à la découverte de nombreux gènes de petits ARN non-codants de Mammifères (ARN C/D et microARN) soumis à l'empreinte génomique parentale, et à une première caractérisation de leur expression. Alors que la plupart des ARN C/D participent à la biogenèse des ARN ribosomiques et des petits ARN nucléaires, ceux que nous décrivons en semblent incapables ; les microARN, quant à eux, sont habituellement des répresseurs post-transcriptionnels de gènes spécifiques : parmi les microARN que nous décrivons, deux pourraient ainsi réprimer un rétrotransposon. Les fonctions éventuelles de ces gènes de petits ARN non-codants (dans le contrôle du développement, la répression de ce rétrotransposon, et le mécanisme de l'empreinte génomique parentale) sont discutées.

Les microARNs sont des petits ARNs non codants d'environ 22 nucléotides qui régulent négativement la traduction de l'ARN messager cible (ARNm) et ont donc des fonctions cellulaires. Le microARN-16 (miR-16) est connu pour ses effets antiprolifératifs. Nous avons observé que l’expression de miR-16 est diminuée dans les cellules endothéliales humaines sénescentes et quiescentes en comparaison à des cellules prolifératives. Une analyse informatique des sites potentiels de liaison de miR-16 prévoit que GLUT-4, un transporteur du glucose insulinodépendant, pourrait être une cible potentielle du miR-16. Nous avons donc testé l'hypothèse que miR-16 régule négativement le métabolisme du glucose cellulaire. Dans des HUVEC, l'inhibition de miR-16 endogène avec des anti-miRNA oligonucléotides (AMO) augmente les niveaux protéiques de GLUT-4 de 1,7 ± 0,4 fois (p=0,0037 ; n=9). Dans des souris nourries avec un régime alimentaire normal ou riche en graisse et en sucre, l’expression de GLUT-4 dans le muscle squelettique a tendance à corréler négativement avec les niveaux de miR-16 (p=0,0998, r2=0,3866, n=4). Ces résultats suggèrent que miR-16 est un régulateur négatif de GLUT-4 et qu’il pourrait être impliqué dans la régulation du métabolisme cellulaire du glucose. / MicroRNAs are small noncoding RNAs of approximately 22 nucleotides that negatively regulate translation of the target messenger RNA (mRNA) and therefore have cellular functions. MicroRNA-16 (miR-16) is known to display anti-proliferative effects. We observed that miR-16 was down-regulated in non-proliferative human senescent endothelial cells. Computational analysis of the potential binding sites of miR-16 predicted that GLUT-4, an insulin-dependent glucose transporter, is a potential target of miR- 16. We therefore tested the hypothesis that miR-16 down-regulates cellular glucose metabolism. In HUVEC, inhibition of using anti-miRNA oligonucleotides (AMO) endogenous miR-16 up-regulated GLUT-4 protein levels 1,7 ± 0,39 folds (p=0,0037; n=9). In mice fed a regular or high fat diet, skeletal muscle expression of GLUT-4 tended to negatively correlate with miR- 16 levels (p=0,0998, r2=0,3866, n=4). These results suggest that miR-16 is a negative regulator of GLUT-4 and may be involved in the regulation of cellular glucose metabolism.

Les microARNs sont une classe de petits ARNs non codants qui régulent l'expression des gènes via un mecanisme d'interference par ARN. Les microARNs humains sont produits par une série de réactions enzymatiques. En particulier, dans le cytoplasme le precurseur de miRNA (pre-miRNA) est reconnu et clivé par un complexe contenant l'enzyme RNAse III Dicer et plusieurs cofacteurs protéiques. La proteine TRBP (HIV TAR RNA binding protein) est l'un de ces cofacteurs et augmente la stabilité du complexe, influe sur la cinétique, la position du clivage et a role potentiel dans la reconnaissance du substrat et dans le transfet du produit vers le complexe RISC (RNA-induced silencing complex) effecteur de l'interference par ARN. TRBP est composé de 3 domaines de liaison aux ARN doubles brin (dsRBDs). La région d'interaction de TRBP avec les ARNs est composé des deux premiers dsRBDs liés par une région interdomaine non charactérizée. La présente étude rapporte la caractérisation biophysique in vitro de la région d'interaction avec les ARNs de TRBP dans l'état apo de TRBP ou dans l'état lié avec les deux precurseurs cytoplasmique successifs du microARN oncogène miR-155 comprenant la tige boucle pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* résultat du clivage de pre-miR-155 par Dicer. L'étude montre que la région d'intéraction de TRBP avec les ARNs est monomerique, est composée de deux dsRBDs independants en solution et que la région interdomaine de 60 résidus est flexible. Le premier dsRBD, non caractérisé précédement en solution est le siège d'un equilibre plié/déplié integral dans une grande gamme de conditions physico-chimiques. Les deux premiers dsRBDs de TRBP peuvent interagir avec un même precurseur de microARN et deux régions d'interaction de TRBP avec les ARNs peuvent interagir avec un même precuseur. La région d'interaction de TRBP avec les ARNs interagit avec pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* avec des affinités très similaires. Dans le complexe avec une région d'interaction de TRBP avec les ARN liée à pre-miR-155 ou au duplexe miR-155/miR-155*, aucune indice de contact entre les deux dsRBDs n'a été detecté et la protéine interagit avec les deux precurseurs par la même surface d'interaction. Les informations récoltées suggèrent que TRBP peut jouer un rôle avant et après le clivage des pre-miARN par Dicer, notamment dans le complexe de chargement de RISC.

Les microARN sont des petits ARN non codants d’une vingtaine de nucléotides qui ont pour fonction de réguler l’expression des gènes en se fixant sur l’extrémité 3’UTR d’ARNm cibles, permettant ainsi leur dégradation ou l’arrêt de leur traduction en protéines. A ce jour, de nombreuses études ont montré l’implication des microARN dans divers processus physiologiques ou pathologiques ; leur rôle dans la réponse de l’organisme aux substances toxiques environnementales commence à être évoqué.La FPI appartient au groupe des pneumopthies interstitielles diffuses idiopathique dont elle est la forme la plus fréquente. Elle se caractérise par la présence de foyers de prolifération de fibroblastes/myofibroblastes responsables d’une production excessive de matrice extracellulaire, une destruction progressive et irréversible de l’architecture pulmonaire entrainant la perte de la fonction respiratoire. L’agression répétée de l’épithélium respiratoire par des composés chimiques environnementaux (ou xénobiotiques) est fortement suspectée dans le déclenchement de la FPI.Le premier objectif de mes travaux de recherche a été d’identifier des microARN susceptibles d’intervenir dans la pathogenèse de la fibrose pulmonaire idiopathique (FPI) et de préciser la (les) fonction(s) de ces microARN d’intérêt. Pour atteindre cet objectif, nous avons étudié deux microARN, le miR-199a-5p et le miR-214-3p qui présentaient la particularité d’être significativement surexprimés dans les poumons de souris souffrant de fibrose pulmonaire. L’analyse systématique des profils d’expression des gènes de fibroblastes surexprimant le miR-199a-5p et le miR-214-3p nous a permis d’identifier un grand nombre de gènes qui étaient significativement modulés par ces deux microARN. Nous avons pu établir l’implication respective du miR-199a-5p et du miR-214-3p dans la régulation de la voie profibrotique TGFβ et dans l’apoptose des fibroblastes pulmonaires médiée par le Fas-ligand. L’ensemble de nos résultats nous permet de suggérer l’utilisation de molécules ciblées contre ces 2 microARN dans le traitement de la FPI.Le second objectif de mes travaux de recherche a été d’identifier le modèle cellulaire in vitro le plus proche du tissu pulmonaire afin d’étudier l’impact des composés toxiques environnementaux sur la pathogenèse des maladies respiratoires et, en particulier, de la FPI. Pour cela, nous avons comparé les profils d’expression génique de l’ensemble des protéines impliquées dans le métabolisme et l’éliminations des xénobiotiques, de 10 lignées cellulaires et de 4 cultures primaires de cellules épithéliales bronchiques humaines, à ceux précédemment observés par notre équipe dans les tissus broncho-pulmonaires humains. L’exposition du modèle cellulaire le plus pertinent à des polluants atmosphériques permettra d’identifier les microARN associés à la toxicité pulmonaire de ces composés chimiques et de vérifier si ces microARN régulent des voies de signalisations communes à celles impliquées dans la pathogenèse de la FPI. / MicroRNAs are small non-coding RNAs with about 20 nucleotides that regulate gene expression by binding to the 3' UTR end of target mRNAs, thus allowing their degradation or stopping their translation into proteins. To date, many studies have shown the involvement of microRNAs in various physiological or pathological processes; their role in the body's response to environmental toxic substances is beginning to be mentioned. It is characterized by the presence of fibroblast/myofibroblast proliferation foci responsible for excessive extracellular matrix production, progressive and irreversible destruction of lung architecture leading to loss of respiratory function. The repeated aggression of the respiratory epithelium by environmental (or xenobiotic) chemicals is strongly suspected in the initiation of IVF. The first objective of my research was to identify microRNAs that may be involved in the pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis (IVF) and to specify the function(s) of these microRNAs of interest. To achieve this objective, we studied two microRNAs, miR-199a-5p and miR-214-3p, which had the particularity of being significantly overexpressed in the lungs of mice with pulmonary fibrosis. Systematic analysis of the expression profiles of fibroblast genes overexpressing miR-199a-5p and miR-214-3p allowed us to identify a large number of genes that were significantly modulated by these two microRNAs. We were able to establish the respective involvement of miR-199a-5p and miR-214-3p in the regulation of the profibrotic pathway TGFβ and in Fas-ligand mediated apoptosis of pulmonary fibroblasts. The second objective of my research was to identify the in vitro cellular model closest to lung tissue in order to study the impact of environmental toxic compounds on the pathogenesis of respiratory diseases and, in particular, of IVF. To do this, we compared the gene expression profiles of all proteins involved in the metabolism and elimination of xenobiotics, 10 cell lines and 4 primary cultures of human bronchial epithelial cells, with those previously observed by our team in human bronchopulmonary tissues. Exposure of the most relevant cellular model to air pollutants will identify the microRNAs associated with the pulmonary toxicity of these chemical compounds and verify whether these microRNAs regulate signaling pathways common to those involved in the pathogenesis of IVF.

Les microARNs sont une classe de petits ARNs non codants qui régulent l'expression des gènes via un mecanisme d'interference par ARN. Les microARNs humains sont produits par une série de réactions enzymatiques. En particulier, dans le cytoplasme le precurseur de miRNA (pre-miRNA) est reconnu et clivé par un complexe contenant l'enzyme RNAse III Dicer et plusieurs cofacteurs protéiques. La proteine TRBP (HIV TAR RNA binding protein) est l'un de ces cofacteurs et augmente la stabilité du complexe, influe sur la cinétique, la position du clivage et a role potentiel dans la reconnaissance du substrat et dans le transfet du produit vers le complexe RISC (RNA-induced silencing complex) effecteur de l'interference par ARN. TRBP est composé de 3 domaines de liaison aux ARN doubles brin (dsRBDs). La région d'interaction de TRBP avec les ARNs est composé des deux premiers dsRBDs liés par une région interdomaine non charactérizée. La présente étude rapporte la caractérisation biophysique in vitro de la région d'interaction avec les ARNs de TRBP dans l'état apo de TRBP ou dans l'état lié avec les deux precurseurs cytoplasmique successifs du microARN oncogène miR-155 comprenant la tige boucle pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* résultat du clivage de pre-miR-155 par Dicer. L'étude montre que la région d'intéraction de TRBP avec les ARNs est monomerique, est composée de deux dsRBDs independants en solution et que la région interdomaine de 60 résidus est flexible. Le premier dsRBD, non caractérisé précédement en solution est le siège d'un equilibre plié/déplié integral dans une grande gamme de conditions physico-chimiques. Les deux premiers dsRBDs de TRBP peuvent interagir avec un même precurseur de microARN et deux régions d'interaction de TRBP avec les ARNs peuvent interagir avec un même precuseur. La région d'interaction de TRBP avec les ARNs interagit avec pre-miR-155 et le duplex miR-155/miR-155* avec des affinités très similaires. Dans le complexe avec une région d'interaction de TRBP avec les ARN liée à pre-miR-155 ou au duplexe miR-155/miR-155*, aucune indice de contact entre les deux dsRBDs n'a été detecté et la protéine interagit avec les deux precurseurs par la même surface d'interaction. Les informations récoltées suggèrent que TRBP peut jouer un rôle avant et après le clivage des pre-miARN par Dicer, notamment dans le complexe de chargement de RISC. / MicroRNAs (miRNA) are a class of small non-coding RNAs that regulate gene expression through RNA interference (RNAi). Human miRNAs are generated via a series of enzymatic processing steps. In particular, in the cytoplasm, the precursor miRNA (pre-miRNA) is recognized and cleaved by a complex containing the RNase III enzyme Dicer and several non-catalytic accessory proteins. HIV TAR element-binding protein (TRBP) is a constituent of the Dicer complex, which augments complex stability, has effect on the cleavage kinetics and on the cleavage site and potentially functions in substrate recognition and product transfer to the RNA-induced silencing complex (RISC). TRBP is composed of three double stranded RNA binding domains (dsRBDs). The RNA binding region of TRBP is composed of the first two dsRBDs and an uncharacterized interdomain region. The present study reports the in vitro biophysical characterization of the RNA binding region of TRBP in the apo state and in the RNA bound state with the two successive cytoplasmic precursors of the oncogenic human microRNA miR-155, the hairpin pre-miR-155 and the related Dicer product miR-155/miR-155* duplex. The study shows that the RNA binding region of TRBP is monomeric and comprises two independent double-stranded RNA-binding domains connected by a 60 residues flexible linker. The first dsRBD, uncharacterized previously in solution, undergoes a full folding/unfolding equilibrium in a wide range of physico-chemical conditions. The two first dsRBDs of TRBP can interact with one microRNA precursor and two RNA binding regions can interact with one precursor molecule. The RNA-binding region of TRBP interacts with both pre-miR-155 and miR-155/miR-155* duplex with similar affinities. In the complex with one RNA binding region of TRBP bound to either pre-miR-155 or miR-155/miR-155* duplex, no evidence of contact between the two dsRBDs were observed and the protein interacts with both precursors via the same protein binding surface. The data presented here suggest that the RNA binding region of TRBP can play a role before and after processing of pre-miRNAs by Dicer, including in the RISC loading complex.

La mitochondrie est une organite ayant un rôle central dans le métabolisme énergétique de la cellule. Bien que la mitochondrie exprime son propre génome, plusieurs protéines et ARN non-codants issus du génome nucléaire sont nécessaires à la biogenèse et aux fonctions mitochondriales. Les microARNs (miRNAs) sont de petits ARN non-codants qui s'associent à la protéine Argonaute 2 (Ago2) pour moduler l'expression génique au niveau post-transcriptionnelle par ARN interférence. Classiquement, les miRNAs s’apparient à des sites de liaison complémentaires situés dans le 3’-UTR de l’ARNm cible. Nous faisons l'hypothèse que les miRNAs seraient impliqués dans la communication entre le noyau et la mitochondrie. Notre travail a donc porté sur l’étude du rôle des miRNAs dans le contexte de maladies génétiques caractérisées par une dysfonction mitochondriale. Nous avons choisi d’étudier l’ataxie de Friedreich, la plus fréquente des ataxies héréditaires, qui est causée par un déficit d’expression de la protéine mitochondriale frataxine (FXN). Nous avons montré qu'environ 90% de patients étaient homozygotes pour un haplotype spécifique des variants génétiques du 3'-UTR du gène FXN. Ce résultat a été retrouvé dans deux cohortes de patients indépendantes. Par une combinaison d’approche bioinformatique et d’expériences de co-transfections, nous avons montré que les miRNAs, et en particulier miR-124, ciblent les variants du 3’-UTR. En parallèle, nous avons évalué la possibilité que les miRNAs ciblent directement la mitochondrie. Pour cela, nous avons analysé l’expression des miRNAs dans des fractions d'ARN mitochondriale et cytosolique isolées à partir de mêmes cellules HeLa. Nous avons identifié une signature de 13 miRNAs spécifiquement enrichis dans la fraction d'ARN mitochondriale que nous avons appelé «mitomiRs». Nos prédictions ont révèle des fonctions spécifiques de ces mitomiRs à la mitochondrie, y compris la modulation de l'activité de la chaîne respiratoire. Nous avons également montré une localisation de la protéine Ago2 à l’espace inter-membranaire mitochondriale.Notre travail définit ainsi les miRNAs et Ago2 comme un nouveau niveau de communication entre le noyau et les mitochondries. Nous discutons de la possibilité que la mitochondrie agisse comme acteur du ARN interférence ou plutôt comme organite cible. Notre travail ouvre la voie à un nouveau domaine de recherche, qui pourrait avoir une utilité thérapeutique pour palier les dysfonctions mitochondriales. / Mitochondria are organelles that have a central role in the energetic metabolism of the cell. Although mitochondria express their own genome, they rely on the expression of the nuclear genome for their biogenesis and function. microRNAs (miRNAs) are small non-coding RNAs that associate with Argonaute 2 (Ago2) protein to regulate gene expression post-transcriptionallythrough RNA interference. The ‘classic’ view of RNA interference describes the pairing of miRNAs with complementary binding sites within the 3’untranslated region (3’-UTR) of the target mRNA. We hypothesized that miRNAs might be instrumental to the cross-talk between the nucleus and the mitochondria. In the first part, we assessed the role of miRNAs in the context of a rare genetic disease involving mitochondrial dysfunction. We focused on Friedreich's ataxia, the most frequent of inherited ataxia in Europe, which is caused by reduced expression of the mitochondrial protein frataxin (FXN). Intwo independent cohorts of patients, we discovered that about 90% of patients were homozygous forone specific haplotype of genetic variants of the FXN3'-UTR. By a combination of computational target prediction analysis and co-transfection experiments, we showed that miRNAs, and specifically miR-124, are involved in the regulation of the FXN.We then challenged further the relationship between the miRNAs and mitochondria through questioning their localization at mitochondria. To this end, we studied miRNAs from mitochondrial and cytosolic RNA fractions isolated from the same HeLa cells. We identified a signature of 13 miRNAs specifically enriched in the mitochondrial RNA fraction that we termed ‘mitomiRs’. Through pathway-enrichement analysis, we observed a specific mitochondrial role for mitomiRs, including regulation of ATP synthesis coupled electron trasport. We also provided the evidence of Ago2 protein location inside human mitochondria at the inter-membrane space. Our work sketches miRNAs and Ago2 as a novel layer of the interplay between the nucleus and the mitochondria. We discuss whether mitochondria may be instrumental to RNA interference or a target per se. Our work paves the way to a new field of research, which may unravel therapeutic outcomes to rescue mitochondrial dysfunction.

Le mélanome cutané est la forme la plus mortelle des cancers cutanés, due à une dissémination métastatique importante. La prise en charge thérapeutique du stade métastatique a été révolutionnée il y a cinq ans avec les autorisations de mise sur le marché des thérapies ciblées (inhibiteurs des kinases BRAF V600- et de MEK) et des immunothérapies (anticorps monoclonaux anti-CTLA-4, anti-PD1, anti-PD-L1). Malgré la prolongation de la survie des patients, le développement de résistances aux inhibiteurs de BRAF, la toxicité et le faible taux de réponse aux immunothérapies sont problématiques. Pour ces raisons, l'identification de nouvelles cibles thérapeutiques reste une priorité. Notre équipe a récemment identifié une fonction non-codante d'un ARN messager (ARNm). Cet ARNm présente un mécanisme original d'éponge à microARN (miARN) impliqué dans le développement du mélanome. L'ARNm est stabilisé par la fixation d'un miARN sur des éléments de reconnaissance (MRE) non-canoniques, situés au sein de la séquence de l'ARNm. Une fois séquestré sur ces MRE non-canoniques, ce miARN ne peut plus exercer son activité suppresseur de tumeur. En particulier, il ne peut plus réguler post-transcriptionnellement l'expression d'une protéine impliquée dans la prolifération cellulaire. Nous avons démontré, dans le contexte du mélanome métastatique, que cet ARNm éponge est une cible thérapeutique pertinente. L'approche thérapeutique repose sur l'utilisation d'oligonucléotides antisens (ASO) qui masquent les sites de séquestration du miARN, c'est-à-dire les MRE non-canoniques, dans le but de libérer le miARN de l'éponge et de restaurer ses fonctions de régulation. Nous avons fait la preuve de concept du mode d'action de ces ASO et de leurs effets biologiques. Nous avons démontré que ces ASO diminuent la densité cellulaire in vitro et ralentissent la croissance tumorale dans un modèle murin de xénogreffe de cellules de mélanome ainsi que dans un modèle murin de xénogreffes de tumeurs dérivées de patients (PDX). Cette approche thérapeutique est innovante d'une part dans l'usage qui est fait des ASO, et d'autre part dans le concept de libération de miARN d'une éponge, qui permet de restaurer une régulation cellulaire post-transcriptionnelle anti-proliférative. Cette approche est spécifique de la présence de l'éponge et n'a pas d'équivalence en oncologie ni dans aucune autre pathologie. / Cutaneous melanoma is the most deadly form of skin cancer, due to major metastatic spread. Therapeutic care of metastatic stage has been revolutionized five years ago with the approvals of targeted therapies (BRAF V600- and MEK kinases inhibitors) and immunotherapies (monoclonal antibodies directed against CTLA-4, PD1 and PD-L1). Patients overall survival is now prolonged, but resistances to kinases inhibitors, low response rate to immunotherapies, and systemic toxicities are problematic. For these reasons, it remains necessary to identify new therapeutic targets. Our team has recently identified a non-coding function of a messenger RNA (mRNA). This mRNA acts as a microRNA (miRNA) sponge and is implicated into melanoma burden. This mRNA is stabilized by the binding of a miRNA onto non-canonical recognition elements (MREs), located within mRNA sequence. When sequestered on these non-canonical MREs, this miRNA cannot exert its tumor suppressor function. In particular, it cannot anymore post-transcriptionally regulate the expression of a protein implicated into cell proliferation. We demonstrated, in the context of metastatic melanoma, that this sponge mRNA is a relevant therapeutic target. The therapeutic approach uses oligonucleotides antisens (ASO) to mask sequestration sites, which are non-canonical MREs, in the objective to free miRNAs from the sponge and to restore its functions. We made the proof of concept of the molecular mechanism and the biological effects of ASOs. We demonstrated that these ASOs decrease cell density in vitro and slow down tumor growth in a melanoma xenograft mouse model and in a patient-derived xenograft melanoma mouse model. This is a very innovative therapeutic approach by the way we use ASO, and on the concept of liberating miRNA from sponge sequestration, in order to reset a post-transcriptional anti-proliferative cellular regulation. This approach is specific for the sponge and has no equivalence in oncology.

Le virus de l'hépatite C (HCV) est responsable de maladies chroniques du foie et l'une des principales causes de développement du carcinome hépatocellulaire (HCC). Cependant, les mécanismes moléculaires qui permettent le développement d’un HCC suite à une infection chronique par le HCV restent incompris. Les microARN (miR), de petits ARNs non codants qui régulent l'expression des gènes au niveau post-transcriptionnel, sont connus pour jouer un rôle important dans l'homéostasie cellulaire du foie. De plus en plus d’études suggèrent que l'infection par le HCV induit la modification de réseaux intracellulaires impliquant les miRs hépatiques contribuant au développement des lésions du foie, y compris le HCC. En utilisant des techniques d'analyse systématiques, nous avons identifié des miRs qui modulent le cycle viral du HCV mais également des miRs modulés lors de l'infection par le HCV. Cette analyse globale des interactions entre les miRs de l'hôte et le HCV améliore les connaissances actuelles sur les interactions entre le HCV et l’hôte qui contribuent vraisemblablement à la tumorigenèse dans le foie, et ouvre des perspectives pour de potentielles nouvelles approches pour prévenir et/ou traiter le HCC chez les patients infectés par le HCV. / Hepatitis C virus (HCV)-induced chronic liver disease is one of the leading causes of hepatocellular carcinoma (HCC). However, the molecular mechanisms that enable HCC development following chronic HCV infection remain poorly understood. MicroRNAs (miRs), small non coding RNAs that regulate gene expression at a post-transcriptional level have been reported to play an important role in cellular homeostasis within the liver. Increasing evidence suggests that HCV infection induces alteration of intrahepatic miR networks and that deregulation of miRs contributes to liver disease including HCC. Using high-throughput screening and RNA sequencing, we identified miRs that modulate the HCV life cycle and miRs that are modulated upon HCV infection. This comprehensive analysis of the HCV-host miR network improves the current knowledge of the HCV-host interactions that likely contribute to tumorigenesis in the liver and opens perspectives for novel potential approaches to prevent and/or treat HCC in HCV-infected patients.