Étude de la régulation de l'expression du récepteur 2B à la sérotonine (HTR2B) dans le mélanome uvéal

Autor: Benhassine, Manal
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2024
Předmět:
Druh dokumentu: Texte::Thèse::Thèse de doctorat
Popis: La transformation maligne des mélanocytes de l'uvée mène au principal cancer intraoculaire chez l'adulte, le mélanome uvéal (MU). Plus de 50% des patients atteints de cette maladie développent des métastases principalement au foie, la survie des patients n'étant alors que de quelques mois, ce qui fait du MU un cancer rare mais très agressif. De plus, 40% des patients ne présentent aucun symptôme lors de la formation de la tumeur intraoculaire, ni douleurs ou troubles visuels, ce qui explique la présence antérieure de métastases hépatiques lors du dépistage de la tumeur primaire intraoculaire. Dans la littérature, l'analyse moléculaire de l'expression de 12 gènes, incluant le récepteur 2B à la sérotonine (HTR2B), permet d'identifier les patients à risque d'évoluer vers la forme métastatique et agressive de la maladie. La surexpression du gène HTR2B est l'élément le plus discriminant de cette signature, cette surexpression étant observée chez les patients qui développent des métastases. L'objectif central de ce projet consistait à étudier la régulation de l'expression du gène HTR2B dans les lignées de MU. Pour ce faire, notre premier volet s'intéressait aux facteurs de transcription (FTs) qui modulent la transcription du gène HTR2B. HTR2B étant un récepteur hormonal, la liaison de la sérotonine à celui-ci active la voie de signalisation JAK (Janus Kinase) /STAT (Signal Transducer and Activators of Transcription), qui à son tour, peut altérer l'expression du gène HTR2B. Ce type de boucles de rétroaction est très documenté dans la littérature, dans les systèmes de récepteurs hormonaux semblables à notre gène HTR2B, afin d'éviter que la signalisation ne s'emballe. Nous avons démontré que HTR2B est sous le contrôle des FTs appartenant à la famille STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) via un élément de régulation qui se situe 280 paires de bases (pb) en amont du site d'initiation de la transcription du gène HTR2B, et que la liaison des protéines STAT à cet élément active la transcription du gène HTR2B dans nos lignées de MU. Les niveaux d'expression d'une protéine sont tout aussi bien contrôlés au niveau transcriptionnel que traductionnel, voir même post-traductionnel. Dans le second volet, nous nous sommes intéressés aux modifications post-traductionnelles de la protéine HTR2B dans nos lignées de MU, et vérifier si ces dernières pouvaient contribuer, au moins en partie, aux altérations de l'expression du gène HTR2B dans les lignées de MU. Les modifications post-traductionnelles servent, entre-autre, à l'activation de certains sentiers signalétiques, mais elles modifient également la stabilité des protéines et leur devenir. C'est le cas de l'ubiquitination qui oriente globalement les protéines cibles vers le système de dégradation ubiquitine-protéasome (SUP). Les lignées métastatiques de MU se caractérisent par des niveaux élevés d'activité du SUP. Cependant, nos travaux ont permis de démontrer que cette activité accrue du SUP ne semble avoir que peu d'impact sur le niveau global de HTR2B, qui semble être stabilisé sous sa forme ubiquitinée dans les lignées métastatiques. Dans le dernier volet, nous nous sommes intéressés aux modifications post-traductionnelles subies par les FTs STAT qui modulent l'expression du gène HTR2B dans le MU. Les résultats préliminaires que nous avons obtenus démontrent une hyperglycosylation de la protéine STAT3 dans les lignées métastatiques de MU, ainsi qu'une forte ubiquitination de celle-ci, cette forme hyperglycosylée/ubuiquitinée semblant s'avérer beaucoup plus stable dans les lignées métastatiques. Nos travaux permettent ainsi de mieux comprendre la mécanistique de régulation de l'expression du gène HTR2B humain, qui joue un rôle central dans le dépistage des patients à risque d'évoluer vers la forme métastatique du MU. Ils vont, en outre, permettre également d'identifier de nouveaux FTs/gènes qui pourraient affiner la signature moléculaire servant au dépistage des patients à haut risque de développer la forme métastatique de la maladie. La portée clinique de notre projet est donc élevée.
The malignant transformation of uveal melanocytes leads to the primary intraocular cancer in adults, uveal melanoma (UM). Over 50% of patients with this disease develop metastases primarily to the liver, with patient survival typically only extending for a few months, underscoring UM's rarity but high aggressiveness. Additionally, 40% of patients exhibit no symptoms during the formation of the intraocular tumor, such as pain or visual disturbances, potentially explaining the presence of hepatic metastases upon primary intraocular tumor screening. In literature, molecular analysis of the expression of 12 genes, including the serotonin receptor 2B (HTR2B), helps identify patients at risk of progressing toward the metastatic and aggressive form of the disease. Overexpression of the HTR2B gene stands out as the most discriminating element within this signature, observed in patients who develop metastases. The primary objective of this project was to study the regulation of the HTR2B gene expression in UM cell lines. To achieve this, our initial focus was on transcription factors (TFs) that modulate the transcription of the HTR2B gene. As HTR2B is a hormonal receptor, serotonin binding by this receptor activates the JAK (Janus Kinase)/STAT (Signal Transducer and Activators of Transcription) signaling pathway, which can in turn alter the expression of the HTR2B gene. Such feedback loops are extensively documented in the literature within hormonal receptor systems akin to our HTR2B gene, aiming to prevent signaling overdrive. We demonstrated that HTR2B is under the control of transcription factors belonging to the STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) family via a regulatory element located 280 base pairs upstream of the HTR2B gene's transcription initiation site. The binding of STAT proteins to this element activates the transcription of the HTR2B gene in our UM cell lines. Protein expression levels are equally controlled transcriptionally, translationally, and even post-translationally. In the second phase, we investigated post-translational modifications of the HTR2B protein in our UM cell lines, assessing whether these could contribute, at least partly, to the alterations in HTR2B gene expression in UM cell lines. Post-translational modifications serve various purposes, including pathway activation, but also affect protein stability and fate. Ubiquitination, for instance, generally directs targeted proteins toward the ubiquitin-proteasome degradation system (UPS). Metastatic UM cell lines are characterized by heightened UPS activity. However, our work demonstrated that this increased UPS activity appears to have minimal impact on the overall level of HTR2B, which seems to be stabilized in its ubiquitinated form in metastatic cell lines. In the final phase, we investigated the post-translational modifications undergone by STAT TFs that modulate HTR2B gene expression in UM. Our preliminary results highlighted the hyperglycosylation of the STAT3 protein in metastatic UM cell lines, alongside significant ubiquitination, suggesting that this hyperglycosylated/ubiquitinated form proves considerably more stable in metastatic cell lines. Our research thus provides better insights into the mechanistic regulation of human HTR2B gene expression, crucial in identifying patients at risk of developing the metastatic form of UM. Moreover, it will aid in identifying new TFs/genes that could refine the molecular signature used to screen patients at high risk of developing the metastatic form of the disease. Hence, the clinical implications of our project are substantial.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz: