Mis en évidence par notre équipe, les antigènes de mélanome MELOE-1 et MELOE-2 présentent un profil d’expression original qui en fait des cibles de choix pour l'immunothérapie anti-cancéreuse. Ils sont en effet issus d’un lncRNA polycistronique, meloe, transcrit uniquement dans les cellules de la lignée mélanocytaire et leur traduction est restreinte aux cellules de mélanome. Cette traduction restreinte repose sur l’activation de séquences IRES exclusivement dans les cellules tumorales. Nous présentons ici l'identification d'un ORF supplémentaire de l'ARN meloe qui à la différence des deux précédents est traduit de façon strictement coiffe dépendante pour générer un polypeptide appelé MELOE-3. L’étude de son profil d’expression montre que contrairement à MELOE-1 et -2, il est exprimé non seulement dans les cellules de mélanome mais aussi dans les mélanocytes normaux. Nous documentons que MELOE-3 est très peu immunogène contrairement à MELOE-1 et 2. Cette observation est cohérente avec une tolérance immunitaire vis à vis d'une protéine exprimée physiologiquement par les mélanocytes. De plus, nos travaux sur les conditions d'activation de l’IRES de MELOE-1 dans les cellules de mélanome indiquent que des inducteurs de stress du réticulum augmentent significativement l’expression de MELOE-1. Cela pourrait refléter les conditions de stress dans l'environnement tumoral in vivo. En conclusion, les antigènes issus de la traduction IRES-dépendante de meloe sont les cibles thérapeutiques les plus pertinentes et notre hypothèse actuelle est que de tels antigènes IRES-dépendants existent probablement dans d'autres types de cellules cancéreuses à partir d'autres lncRNA. / MELOE-1 and MELOE-2 are two melanoma antigens previously identified by our team whose expression profile is attractive for their use as anti-tumor immunotherapy targets. They are indeed encoded by meloe, a polycistronic lncRNA only transcripted in cells of the melanocytic lineage and MELOE-1 and MELOE-2 translation is restricted to melanoma cells. This specific translation relies on the exclusive activation of IRES sequences in tumor cells. In the present study, we identified an additional meloe derived protein named MELOE-3 that unlike the two others is translated through the classical cap dependent pathway. Whereas MELOE-1 and -2 were melanoma specific, MELOE-3 expression profile showed that it is expressed in both melanoma cells and normal melanocytes. We documented that in opposition to MELOE-1 and -2, MELOE-3 is poorly immunogenic, an observation that is consistent with an immune tolerance towards a protein physiologically expressed by melanocytes. Furthermore, our work on the conditions of MELOE-1 IRES activation in melanoma cells shows that ER stress inducers significatively increase MELOE-1 expression. These conditions could reflect the cellular stress experienced by cells in the tumor microenvironment. In conclusion, meloe derived antigens translated through IRES sequences are the most relevant therapeutic targets for immunotherapy. Our current hypothesis is that IRES dependent antigens encoded by cryptic transcripts such as lncRNAs probably exist in other tumor types and should be taken into account when studying anti-tumor immune responses.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

GcvB est un ARN bactérien conservé de 200 nucléotides, qui régule négativement l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l’import et la biosynthèse des acides aminés. Bien que le rôle physiologique de GcvB ne soit pas complètement élucidé, il contribuerait vraisemblablement à équilibrer les ressources nutritionnelles en conditions de croissance rapide. GcvB inhibe la traduction des ARNm cibles en s’appariant avec des séquences à l’intérieur ou en amont du site de liaison du ribosome. Dans cette étude, la caractérisation d’un nouveau locus régulé par GcvB a permis de dévoiler des aspects singuliers du mode de fonctionnement de cet ARN régulateur. Nous avons découvert que GcvB réprime yifK - un gène très conservé, codant pour un transporteur d’acides aminés putatif - en ciblant un élément activateur de la traduction sur l’ARNm. Deux motifs ACA dans la séquence cible sont les déterminants principaux de la fonction activatrice. Le remplacement de l’un ou l’autre avec des triplets aléatoires, provoque une diminution de 10 fois du niveau d’expression de yifK, quelque soit l’allèle de GcvB (délétion ou changement de séquence permettant la reconnaissance de la cible mutante). Il apparait ainsi que l’efficacité de GcvB à réguler négativement sa cible serait liée a sa capacité d’antagoniser l’élément activateur. Lorsque l’activateur est éliminé, l’action de GcvB n’est plus un facteur limitant pour l’expression de yifK. Dans son ensemble, cette étude apporte une meilleure compréhension de la fonction de GcvB et révèle un nouvel aspect du processus d’initiation de la traduction. En plus du contrôle par GcvB, le locus yifK est régulé au niveau transcriptionnel par Lrp (leucine-responsive regulatory protein) et par HdfR (YifA) un régulateur transcriptionnel peu connu qui requerrait le produit du gène adjacent orienté de façon divergente, yifE, pour son expression ou activité. Enfin, la transcription initiée au niveau du promoteur yifK s’étend dans l’opéron d’ARNt argX-hisR-leuT-proM adjacent, donnant lieu à un transcrit primaire qui est à la fois un lARNm et un précurseur des ARNt. Cet ARN chimère est rapidement maturé par l’ARNase E. / GcvB is a conserved 200 nucleotide RNA that downregulates several genes involved in amino acid uptake or biosynthesis in bacteria. The physiological role of GcvB action is not entirely clear, but it is likely aimed at balancing of nutritional resources under fast growth conditions. GcvB inhibits translation of target messenger RNAs by pairing with sequences inside or upstream of ribosome binding sites. In the present study, characterization of a novel GcvB-regulated locus revealed some unique features in the mode of functioning of this regulatory RNA. We found that GcvB represses yifK - a highly conserved locus encoding a putative amino acid transporter - by targeting a translational enhancer element. Two ACA motifs within the target sequence are the main determinants of the enhancer activity. Replacing either of these motifs with random triplets caused up to a 10-fold decrease in yifK expression regardless of the GcvB allele (deleted or suitably modified to recognize the mutated target). It thus appears that GcvB effectiveness as a regulator results from countering the enhancer activity. When the enhancer is removed, GcvB action no longer constitutes a rate-limiting factor for yifK expression. Overall, this study is relevant not only to a better understanding of GcvB function but it also provides insight into an elusive aspect of the translation initiation process. Besides the GcvB control, the yifK locus is regulated at the transcriptional level by the leucine responsive regulator Lrp, and by HdfR (YifA) a poorly known transcriptional regulator, that appears to require the product of the adjacent, divergently oriented gene, yifE, for expression or activity. Transcription initiating at the yifK promoter extends into the adjacent argX-hisR-leuT-proM tRNA operon yielding an unusual primary transcript which both a messenger RNA and a tRNA precursor. This chimeric RNA si rapidly processed by RNAse E.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.