Analyse protéomique de l'inhibition de la télomérase par des ligands spécifiques des télomères

Les télomères sont des structures nucléoprotéiques nécessaires à la protection des extrémités des chromosomes contre les dégradations ou fusions induites par les processus de réparation de l’ADN. Ils sont constitués de complexes protéiques associés à des répétitions en tandem d’un motif 5’-(TTAGGG)-3’ sous forme double brin de plusieurs kilobases, et finalisés par une extrémité 3’simple brin de la même séquence de quelques centaines de bases. On observe in vitro un raccourcissement des télomères à chaque division cellulaire, ce même fait est corrélé in vivo avec le vieillissement. Lorsque les télomères se raccourcissent et atteignent une taille critique, les cellules entrent en sénescence réplicative qui se définit par un arrêt de croissance définitif et viable des cellules.La télomérase est une ADN polymerase ARN-dépendante qui allonge le télomère en lui ajoutant des séquences répétitives ‘TTAGGG’. Elle comprend une composante ARN (hTR) qui sert de matrice et une composante catalytique à activité transcriptase inverse (hTERT). L’expression seule d’hTERT suffit à immortaliser différents types cellulaires.La télomérase est fortement exprimée dans la majorité des cellules tumorales alors que son activité est difficilement détectable dans la plupart des cellules somatiques. Ces observations font de la télomérase une cible d’intérêt pour des nouvelles thérapies anticancéreuses. Une de ces nouvelles stratégies consiste en l’utilisation de molécules capables de stabiliser les structures en G-quadruplexe de l’ADN. La stabilisation des G-quadruplexes télomériques rend les télomères inaccessibles pour la télomérase et inhibe son activité par la séquestration de son substrat.L’objectif de cette thèse est d’évaluer la réponse cellulaire induite par le traitement cellulaire de deux ligands des G-quadruplexes au niveau du protéome des cellules WI38 transfectées pour exprimer hTERT. Les deux ligands, TMPyP4 et la télomestatine, inhibent la télomérase mais ont une spécificité différente pour les diverses structures G-quadruplexes.En premier lieu, nous avons étudié l’effet de la transfection d’hTERT sur des cellules fibroblastiques humaines (WI38). Cette première étude a été conduite afin de caractériser l’adaptation cellulaire résultante de l’immortalisation des cellules WI38. Par la suite, celle-ci permettra de comparer ces résultats avec ceux obtenus lors de l’étude protéomique de l’effet des ligands des G-quadruplexes. Nous avons montré que hTERT induit une augmentation de la capacité fonctionnelle du réticulum endoplasmique ainsi qu’une modulation des signaux cellulaire Ca2+-dépendant. Nous proposons que cette adaptation cellulaire est responsable d’une résistance accrue vis-à-vis de différents stress environnementaux. D’autres protéines impliquées dans des mécanismes d’oncogenèse ont été identifiées et sont différentiellement exprimées entre les cellules parentales et les cellules transfectées.L’analyse protéomique des traitements cellulaires indique que TMPyP4 induit une altération du protéome beaucoup plus prononcée que celle induite par la télomestatine. Ceci est probablement dû au manque de spécificité de TMPyP4 pour les G-quadruplexes télomériques. TMPyP4 induit, entre autres, une sous-expression massive des hnRNPs, une modulation de la voie protéasomale, une diminution probable de la traduction et une surexpression de plusieurs chaperonnes moléculaires. La télomestatine induit notamment une surexpression de la protéine BCL2A1 qui est impliquée dans les processus de résistance aux agents anticancéreux et une probable augmentation de la traduction. Les deux ligands ont des effets communs sur la variation d’expression des chaperons CCT (sou-expression), de l’HSP90 alpha (surexpression) et de l’hnRNP D (sous-expression). L’HSP90 est également surexprimée dans les cellules hTERT-WI38 par rapport aux cellules parentales. Cette protéine fait actuellement l’objet de nombreuses recherches visant à inhiber son activité du fait de son implication en oncogenèse ainsi que dans la modulation de l’activité de la télomérase.Enfin, nous avons montré l’intérêt de ce type d’étude protéomique dans l’évaluation d’agents à vocation thérapeutique préalablement aux études cliniques.