Implication des enzymes de déubiquitination associés au protéasome dans la pathogénie du mélanome

Le melanome cutane est un cancer tres agressif, responsable de 80% des deces lies aux cancers de la peau. Le melanome metastatique (MM) est souvent resistant a la radiotherapie et aux chimiotherapies. Sa progression est majoritairement initiee par des mutations oncogeniques des genes BRAF et NRAS activant la voie de proliferation MEK/ERK. Le MM est difficile a traiter malgre le succes de nouveaux traitements (therapies ciblant l’oncogene BRAFV600E et immunotherapies), qui sont cependant limites a certains patients. De plus l'emergence de resistances ne permet pas d’obtenir une reponse durable, ce qui incite a rechercher de nouvelles cibles tumorales. Dans les cellules cancereuses, l’accumulation d’alterations genetiques et le fort index proliferatif accroissent leur addiction aux mecanismes de controle de la qualite du proteome, comme le systeme ubiquitine-proteasome (UPS). L’UPS comprend une machinerie proteolytique (le proteasome 26S) et un reseau d’enzymes regulant l’ubiquitination de proteines cibles. La reaction enzymatique de retrait de l’ubiquitine est la deubiquitination, realises par de proteases specifiques appelees DeUBiquitinases (DUBs). Malgre l’importance des DUBs dans de nombreuses situations pathologiques comme le cancer, leur implication dans la physiopathologie du melanome est mal connue. Afin d’identifier des DUBs dont l’activite est modulee dans le melanome, nous avons utilise une methode d’etiquettage biochimique in vitro des DUBs actives (‘’DUB trap assay’’) qui nous a permis d’identifier USP14 (Ubiquitin Specific Protease 14) dont l’activite est augmentee dans nos lignees de melanome par rapport aux melanocytes. USP14 est associee physiquement au proteasome, avec un role important sur la proteostasie cellulaire en general. L’analyse de donnees bioinformatiques publiques confirme l’importance de USP14 dans le melanome en associant l’expression du gene USP14 a la progression du melanome et a un mauvais pronostic. Nous avons ensuite montre que cibler USP14 par des approches genetique (siRNA) ou pharmacologique (inhibiteurs de l’activite) a un effet anti-melanome in vitro et in vivo, associe a une accumulation de proteines polyubiquitinees, generant un stress du reticulum endoplasmique, la depolarisation de la mitochondrie et une production de ROS, aboutissant a une mort independante des caspases. Cet effet cytotoxique est obtenu independamment du statut mutationnel des proteines oncogeniques (BRAFV600E, NRAS, NF1), des suppresseurs de tumeurs (TP53, PTEN), du niveau de resistance aux therapies ciblees ou du statut phenotypique des melanomes. Ces resultats indiquent que USP14 represente une nouvelle cible therapeutique pertinente dans le melanome. Dans la continuite de ces travaux, j’ai cherche a identifier d'autres DUBs pouvant jouer un role dans la proliferation et la survie des cellules de melanome en realisant le criblage d'une banque de siRNA ciblant 90 DUBs sur une lignee de cellules de melanome. Outre le fait de confirmer l’implication de USP14 dans la proliferation du melanome, ce criblage genetique revele que la depletion d’une autre DUB associee au proteasome a un puissant effet antiproliferatif sur les cellules de melanome. Nos travaux preliminaires montrent que le ciblage de cette nouvelle DUB se traduit par un arret de proliferation suivi d’une mort cellulaire associee a des dommages a l’ADN in vitro et in vivo. Dans l’ensemble, mes travaux de these revelent un role essentiel des DUBs associees au proteasome dans la proliferation et la survie du melanome, et ouvrent la piste a de nouvelles strategies therapeutiques ciblant les mecanismes aberrants de la proteostasie tumorale de ce cancer.