Régulation de la traduction des facteurs de croissance (lymph)angiogéniques et rôle de l'ARN non codant NEAT1 lors du stress hypoxique

La traduction est une etape de l'expression des genes fortement regulee. Lorsque la cellule est stressee, cela bloque la synthese proteique globale tout en activant la traduction de certains ARNm par des mecanismes alternatifs. L'un de ces mecanismes implique des structures de l'ARNm, les IRES (Internal Ribosome Entry Sites), qui permettent un recrutement de la machinerie de traduction independamment de l'extremite 5' coiffee de l'ARNm. L'activite des IRES est regulee par des facteurs appeles ITAF (IRES trans-acting factor). Le stress hypoxique survient dans differentes pathologies comme l'ischemie cardiaque et le cancer. Pour repondre rapidement a ce stress, les cellules produisent des facteurs de croissance (lymph)angiogeniques qui stimulent la formation de vaisseaux sanguins et lymphatiques. Cela permet de reperfuser la zone lesee dans le cœur ischemique, ou de stimuler la croissance tumorale et la dissemination metastatique dans le cancer. Mon projet de these porte sur l'identification d'ITAF controlant la traduction des ARNm de ces facteurs de croissance lors de l'hypoxie. La premiere partie de ma these s'est focalisee sur la regulation de la traduction dans les cardiomyocytes hypoxiques. Une etude semi-globale a montre que les genes de la (lymph)angiogenese sont regules majoritairement au niveau traductionnel, alors que tous les ARNm connus pour posseder des IRES sont recrutes plus activement dans les polysomes lors du stress. Nous avons montre que les IRES d'ARNm des familles FGF (fibroblast growth factor) et VEGF (vascular endothelial growth factor) sont tous actives lors de l'hypoxie precoce alors que les IRES d'ARNm non lies a la (lymph)angiogenese sont actives plus tardivement. Enfin, nous avons identifie un nouvel ITAF, la vasohibine (VASH1), qui active specifiquement l'IRES du FGF1, mais pas les autres IRES testes. Une analyse par PCR array indique cependant que VASH1 est capable d'inhiber ou de stimuler la traduction de nombreux autres ARNm. La recherche d'un mecanisme global d'activation des IRES des FGF et VEGF fait l'objet du deuxieme chapitre de ma these. VASH1 n'etant pas un ITAF commun, j'ai recherche d'autres candidats. Je suis partie de l'observation qu'un autre ITAF identifie precedemment au laboratoire, p54nrb, est un composant essentiel du paraspeckle, un corps nucleaire forme en cas de stress. Nous avons emis l'hypothese que d'autres composants du paraspeckle pourraient etre des ITAFs, en particulier le long ARN non codant NEAT1 sur lequel repose sa formation. J'ai etabli une correlation entre l'induction de NEAT1 et l'activation de l'IRES du FGF1 lors de l'hypoxie. De plus, la depletion de NEAT1 entraine une inactivation de l'IRES, suggerant que cet ARN non codant est un ITAF. J'ai mis en evidence qu'une autre proteine du paraspeckle, PSPC1, est egalement un ITAF. Une analyse de la composition de l'IRESome par spectrometrie de masse m'a permis d'identifier trois candidats supplementaires : hnRNPM, rps2 et Nucleoline. Ayant elargi cette etude aux autres IRES etudies dans le chapitre 1, nous avons demontre que p54nrb et PSPC1 sont capables d'activer plusieurs IRES alors que l'ARN non codant NEAT1, est un ITAF activateur de tous les IRES testes. NEAT1 parait donc etre la cle de l'activation des IRES, et donne au paraspeckle la fonction nouvelle de plateforme d'assemblage de l'IRESome dans les cardiomyocytes en reponse a l'hypoxie. Dans un troisieme chapitre, nous avons elargi l'etude a d'autres types cellulaires, les carcinomes mammaires metastatiques et non-metastatiques 4T1et 67NR. NEAT1 est induit en correlation avec l'activation de l'IRES du FGF1 lorsque ces cellules sont soumises a l'hypoxie, suggerant que le role de NEAT1 et du paraspeckle dans le controle de la traduction concerne l'hypoxie tumorale comme l'ischemie. Ainsi, ces travaux de these revelent le grand potentiel de NEAT1 en tant que nouvelle cible therapeutique.