Contribution à l'étude de l'expression et de la régulation transcriptionnelle du gène de la Sialoprotéine Osseuse au niveau des cellules ostéoblastiques et cancéreuses ostéotropiques.

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 d’abord permis de mettre en évidence pour la première fois l’expression des SIBLINGs : (a) BSP dans les lésions (pré)néoplasiques du col de l’utérus ; (b) DMP1 dans les cancers pulmonaires humains et (c) DSPP dans les cancers prostatiques et sa corrélation avec l’agressivité des tumeurs. D’autre part, nous avons contribué significativement à la compréhension des mécanismes responsables de l’activation 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 d’ostéosarcome 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 l’activité 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 l’expression de la BSP dans les cellules cancéreuses mammaire tandis qu’un 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 d’identifier les facteurs CREB-1, Jun-D et Fra-2 comme étant associés à l’élément 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 l’observation que l’expression endogène de BSP est fortement augmentée, tant au niveau protéique que de l’ARNm, 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 l’expression des gènes ostéoblastiques en interagissant avec divers co-facteurs transcriptionnels. Nous avons démontré qu’un 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 l’expression du gène de la BSP. Etant donné qu’il a été démontré que la déacétylase d’histones HDAC3 est capable d’interagir avec Runx2 pour réprimer le promoteur d’autre gène osseux, nous avons vérifié l’hypothèse selon laquelle HDAC3 et Runx2 seraient présents au niveau du promoteur de la BSP pour réprimer l’expression de la BSP dans les cellules préconfluentes. Des expériences d’immunoprécipitation 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, d’HDAC3 et des deux simultanément par interférence à l’ARN dans les cellules Saos-2 préconfluentes induit une augmentation de l’expression 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 l’action conjointe de Runx2 et de HDAC3 au promoteur de la BSP est nécessaire pour permettre l’expression de cette protéine au cours de la différenciation ostéoblastique. L’ensemble de nos résultats nous a permis de dresser de nouveaux modèles de l’activation et de la régulation du gène de la BSP dans les cellules ostéoblastiques au cours de leur différenciation mais aussi dans les cellules cancéreuses.