Régulation de l'épissage et de la polyadénylation alternatifs par les agents anti-cancéreux génotoxiques

La plupart des genes humains codants generent des transcrits alternatifs (isoformes) par epissage alternatif (alternative splicing, AS) et polyadenylation alternative (APA) en general dans la region codante et la region 3’ non traduite (3’UTR), respectivement. Le role de l’AS et la 3’UTR-APA est de plus en plus reconnu dans l’oncogenese. En particulier, des reseaux d’AS connectant des facteurs d’epissage et des variants d’epissage ont recemment ete identifies. L’AS est aussi largement regule par les agents anticancereux genotoxiques, tel que la doxorubicine et le cisplatine (induisant des differents types de lesions sur l’ADN), qui sont regulierementt utilises dans les traitements du cancer du sein et du poumon non-a-petites-cellules (non-small-cell lung cancer, NSCLC), respectivement. Etant donne l’apparition frequente de resistances aux chimiotherapies, comprendre les mecanismes sous-jacents est crucial pour surmonter ce probleme clinique. Il existe des exemples d’evenements d’AS associes a la resistance aux agents anticancereux, mais l’implication des facteurs d’epissage et des reseaux d’AS est tres peu connue. De plus, une etude precedente a demontre que la doxorubicine reprime un grand groupe d’exon terminaux alternatifs (alternative last exons, ALE), qui correspondent a l’utilisation de sites de polyadenylation introniques (intronic polyadenylation, IPA). Les ALEs ont un role emergent dans le cancer, mais on ne sait encore que tres peu sur leur regulation par d’autres agents anticancereux, tel que le cisplatine. Afin de mieux comprendre le role des regulations d’AS et d’APA dans la reponse et la resistance cellulaire a la chimiotherapie, mon projet de these avait deux objectifs principaux : 1) determiner l’etendue, les reseaux regulateurs, et les fonctions des regulations d’AS dans la resistance a la doxorubicine des cellules de cancer du sein, et 2) determiner l’etendue, les mecanismes, et l’impact des regulations d’ALE en reponse au cisplatine dans des cellules de NSCLC. Dans la premiere partie, j’ai identifie par RNA-seq des milliers d’evenements d’AS et des dizaines de facteurs d’epissage regules dans un modele cellulaire de cancer du sein ER+ resistant a la doxorubicine. Par un miniscreen siARN, j’ai identifie deux facteurs, ZRANB2 et SYF2, impliques dans la resistance a la doxorubicine. D’autres analyses RNA-seq ont revele les evenements d’AS regules par ces deux facteurs peu etudies, ainsi que leur convergence vers l’exon 5 alternatif de l’oncogene ECT2. La depletion de ZRANB2, SYF2, et du variant ECT2-ex5 reduit l’arret en phase S induit par la doxorubicine et la resistance des cellules. De plus, un niveau eleve d’inclusion de l’exon 5 d’ECT2 correle avec une mauvaise survie specifiquement de patientes ER+ traitees par chimiotherapie. Dans la deuxieme partie, j’ai identifie par 3’-seq que le traitement cisplatine (mais pas oxaliplatine) induit des ALEs/IPAs dans des milliers de genes enrichis en genes de cycle et de mort cellulaire. Cet effet est lie a une inhibition de la processivite de l’elongation dans les longs genes. Une analyse 3’-seq sur polysomes m’a permis de montrer que ces regulations d’ALEs impactent le traductome, et a revele un groupe d’isoformes particulierement courtes peu efficacement traduites, dont un transcrit connu avec une fonction non-codante. En conclusion, j’ai pu identifier durant ma these un nouveau reseau d’AS implique dans la resistance a la doxorubicine des cancers du sein ER+, et une importante regulation d’ALEs impactant le traductome en reponse au cisplatine dans des cellules NSCLC. Ces travaux ameliorent notre comprehension du role de l’AS et des ALE/IPA dans la reponse et la resistance cellulaire a la chimiotherapie anticancereuse. Au plus long terme, les transcrits alternatifs et les regulateurs identifies constituent des biomarqueurs candidats de chimioresistance.