La famille des protéines SIBLINGs comprend la sialoprotéine osseuse (BSP), lostéopontine (OPN), la sialophosphoprotéine de dentine (DSPP), la protéine de matrice de dentine 1 (DMP1), la phosphoglycoprotéine de matrice extracellulaire (MEPE) et lénameline (ENAM). Comme leur nom lindique, ces protéines ont dabord été identifiées au niveau de la matrice minéralisée de los et de la dent. Durant la dernière décennie, notre Laboratoire et dautres équipes ont démontré que cette famille de protéines est également exprimée par un certain nombre de tissus tumoraux. Nous avons entrepris ce doctorat dans la continuité des projets de recherche menés au Laboratoire sintéressant à létude des SIBLINGs au cours de la progression tumorale et métastatique. La première partie de notre projet a consisté à investiguer les mécanismes de régulation de lexpression du gène de la BSP humaine au niveau de cellules ostéoblastiques. Le facteur de transcription Runx2 est un facteur clé de la régulation des gènes osseux. Dès lors, nous avons émis lhypothèse selon laquelle linduction de lexpression du gène de la BSP observée au cours de la différenciation ostéoblastique pourrait être sous la dépendance de ce facteur. Nous avons ensuite étudié la régulation du gène de la BSP au niveau de cellules cancéreuses mammaires. En effet, nous avons voulu déterminer si lexpression de la BSP était sous la dépendance de mécanismes de régulation transcriptionnelle différents de ceux observés au niveau de cellules dorigine osseuse. Lobjectif final étant de bloquer spécifiquement lexpression de la BSP au niveau des tumeurs. Notre stratégie a dabord consisté à identifier les principaux facteurs transcriptionnels impliqués dans cette régulation puis à en étudier limpact sur lactivité du promoteur de la BSP au niveau des deux types cellulaires considérés. Dans la deuxième partie de ce projet, nous nous sommes consacrés à létude dun autre membre de la famille des SIBLINGs, lOPN, afin den identifier le rôle au niveau des gliomes humains. Précédemment, il a été démontré que lOPN est surexprimée dans les gliomes et ce, en corrélation avec le grade de la tumeur. Cependant, il ny a que peu détudes décrivant le rôle de lOPN dans les gliomes. Dès lors, nous avons voulu vérifier limportance de lOPN au cours du développement des gliomes en utilisant la technique dinterférence à lARN.

Certains cancers, comme celui du sein et de la prostate forment préférentiellement des métastases au niveau des os et sont dits ostéotropiques. Les SIBLINGs sont des protéines non-collagéniques de la matrice osseuse notamment impliquées dans la régulation de la minéralisation de cette matrice. Nos travaux antérieurs et présents montrent que certaines protéines de la famille des SIBLINGs sont exprimées de manière ectopique au niveau des cellules de cancers considérés comme ostéotropiques. Notre travail a tout dabord permis de mettre en évidence pour la première fois lexpression des SIBLINGs : (a) BSP dans les lésions (pré)néoplasiques du col de lutérus ; (b) DMP1 dans les cancers pulmonaires humains et (c) DSPP dans les cancers prostatiques et sa corrélation avec lagressivité des tumeurs. Dautre part, nous avons contribué significativement à la compréhension des mécanismes responsables de lactivation et de la régulation de la transcription du gène de la BSP dans les cellules cancéreuses et ostéoblastiques. Dans une première étude, nous avons réalisé des constructions comprenant différentes délétions de la région promotrice humaine du gène de la BSP que nous avons ensuite transfectées de manière transitoire dans les cellules cancéreuses mammaires (MDA-MB-231 et MCF-7) et dostéosarcome humain (Saos-2). La comparaison des profils de transfection obtenus pour ces trois lignées nous a permis de déterminer une région du promoteur importante pour la régulation transcriptionnelle de la BSP et suffisante pour expliquer lactivité du promoteur dans les cellules cancéreuses mammaires. Suite à la recherche des sites cis potentiellement actifs, nous avons identifié un élément CRE (cAMP Responsive Element) comme étant principalement responsable de lexpression de la BSP dans les cellules cancéreuses mammaire tandis quun élément FRE (Fibroblast growth factor Response Element) est par contre un acteur incontournable de cette même expression dans les cellules de la lignée osseuse. Des expériences de retard sur gel nous ont ensuite permis didentifier les facteurs CREB-1, Jun-D et Fra-2 comme étant associés à lélément CRE aussi bien dans les lignées cancéreuses mammaires que dans les Saos-2. Nous avons montré que dans nos modèles cellulaires : (a) CREB-1 agit de manière constitutive et positive sur la régulation du gène de la BSP et que (b) Jun D et Fra-2, sont des facteurs de transcription importants pour la régulation transcriptionnelle du gène de la BSP dans les cellules cancéreuses mammaires. Dans une seconde étude basée sur lobservation que lexpression endogène de BSP est fortement augmentée, tant au niveau protéique que de lARNm, dans les cellules Saos-2 confluentes par rapport aux cellules préconfluentes, nous avons voulu déterminer le rôle potentiel du facteur de transcription Runx2 dans la régulation transcriptionnelle du gène de la BSP au niveau de ce modèle de différenciation ostéoblastique. Le facteur de transcription Runx2 est en effet connu comme étant essentiel au développement ostéoblastique, à la différenciation et à la formation osseuse. Ce facteur régule positivement ou négativement lexpression des gènes ostéoblastiques en interagissant avec divers co-facteurs transcriptionnels. Nous avons démontré quun site de liaison pour le facteur Runx2 présent au niveau du promoteur de la BSP lie ce facteur dans les cellules préconfluentes et à un degré significativement moindre dans les cellules post-confluentes suggérant que ce facteur jouerait un rôle répresseur de lexpression du gène de la BSP. Etant donné quil a été démontré que la déacétylase dhistones HDAC3 est capable dinteragir avec Runx2 pour réprimer le promoteur dautre gène osseux, nous avons vérifié lhypothèse selon laquelle HDAC3 et Runx2 seraient présents au niveau du promoteur de la BSP pour réprimer lexpression de la BSP dans les cellules préconfluentes. Des expériences dimmunoprécipitation de la chromatine nous ont permis de mettre en évidence la présence concomitante de Runx2 et de HDAC3 au niveau du promoteur de la BSP dans les cellules Saos-2 préconfluentes et non dans les cellules post-confluentes. Finalement, la suppression de Runx2, dHDAC3 et des deux simultanément par interférence à lARN dans les cellules Saos-2 préconfluentes induit une augmentation de lexpression de la BSP dans ces cellules. Ces travaux ont donc permis de démontrer pour la première fois que la levée de la répression exercée par laction conjointe de Runx2 et de HDAC3 au promoteur de la BSP est nécessaire pour permettre lexpression de cette protéine au cours de la différenciation ostéoblastique. Lensemble de nos résultats nous a permis de dresser de nouveaux modèles de lactivation et de la régulation du gène de la BSP dans les cellules ostéoblastiques au cours de leur différenciation mais aussi dans les cellules cancéreuses.