Autophagie, Epigénétique et Immunité des cellules T dans le cancer

Thématiques de recherche

THEMATIQUE DE L’EQUIPE
Au sein de notre groupe de recherche, nous nous intéressons à décrypter le rôle des effecteurs de l’autophagie de la famille ATG8 ainsi que leur régulation post-transcriptionnelle (NMD) au sein de différents cancers mais nous étudions également les modifications épigénétiques intervenant lors du développement tumoral.

Autophagie et TEM (Jacquet et al, 2021) :
La TEM (Transition Epithélio-Mésenchymateuse) est un processus cellulaire réversible qui est liéà une reprogrammation génétique et qui permet la transition d’un phénotype épithélial à un phénotype mésenchymateux. La TEM est associée à la progression tumorale, la formation des métastases et à la résistance aux drogues chimiothérapeutiques. Il est également décrit que de nombreux processus cellulaires tels que l’autophagie ou le NMD (Nonsense-mediated mRNA decay) sont dérégulés lors de la TEM. L’objectif de notre groupe est donc de déterminer le rôle de l’autophagie et plus particulièrement de la protéine GABARAPL1, un membre de la famille ATG8, lors de la TEM et de la progression tumorale. Nos résultats ont notamment montré que les protéines ATG8 sont impliquées dans les étapes précoces de l’autophagie sans lien avec son association aux autophagosomes et lors des étapes plus tardives de l’autophagie mais cette foisci en lien avec sa conjugaison avec les phospholipides. Ces données ont donc démontré un rôle plus complexe de GABARAPL1 lors de l’autophagie que celui initialement décrit. De plus, nos récents travaux ont montré que GABARAPL1 inhibe la TEM via son rôle dans la dégradation des protéines SMADs, des effecteurs transcriptionnels de la réponse aux inducteurs de la TEM tels que le TGF- ou le TNF-. Ces résultats ont confirmé un rôle essentiel de GABARAPL1 lors de la tumorigénèse mais également lors de la progression tumorale et plus particulièrement de la TEM.

Autophagie, NMD et TEM (Baudu et al, 2021) :
Pour compléter ces études, nous nous sommes intéressés à la régulation des gènes de la famille ATG8 (GABARAP, GABARAPL1, LC3B) au niveau post-transcriptionnel par le NMD au cours de la TEM. Des expériences d’immunohistochimie sur des échantillons de patients atteints d’adénocarcinomes de poumons ont tout d’abord démontré une forte expression de GABARAPL1 dans les cellules en TEM et une faible expression d’UPF1, un facteur du NMD, dans les cellules en TEM. In vitro, nous avons observé une forte augmentation des niveaux des transcrits GABARAPL1 quand le NMD était inhibé et nous avons confirmé que le ciblage de l’ARNm GABARAPL1 par le NMD se faisait via sa longue 3’UTR. Cette étude démontrait pour la première fois le ciblage de transcrits de l’autophagie par le mécanisme de surveillance des ARNm qu’est le NMD. Nous poursuivons actuellement cette étude par la caractérisation des séquences de la 3’UTR de GABARAPL1 qui seraient spécifiquement reconnues par UPF1 et donc par le NMD.

Autophagie et présentation d’antigènes (Fonderflick et al., soumis):
Pour caractériser ensuite le lien entre autophagie et présentation d’antigènes dans les cellules cancéreuses, nous nous sommes demandé si les protéines GABARAP et GABARAPL1 étaient capables de cibler les protéines tumorales vers les autophagosomes afin d’activer leur dégradation et d’augmenter la présentation des antigènes tumoraux par le système immunitaire.
Pour cela, nous avons exprimé des protéines de fusion composées de l’antigène OVALBUMINE fusionné aux protéines GABARAP ou GABARAPL1 dans des cellules dendritiques (DCs) puis nous avons montré que ces cellules présentatrices d’antigènes étaient capables de présenter les antigènes OVALBUMINE sur les CMH-I et II puisqu’elles pouvaient activer les lymphocytes CD8+ OT-I et CD4+ OT-II spécifiques des antigènes OVA. Nous avons également confirmé que cette l’activation des CD4+ OT-II, mais pas celle des CD8+ OT-I, est bloquée par des inhibiteurs de l’autophagie démontrant son implication dans la présentation spécifique d’antigènes par les autophagosomes et le CMH-II. Ces résultats ont démontré pour la première fois le rôle des protéines GABARAP et GABARAPL1 dans la présentation d’antigènes et ouvrent une nouvelle voie potentielle d’activation de la présentation d’antigènes par les cellules tumorales, leur reconnaissance par le système immunitaire et donc leur élimination.

Régulation transcriptionnelle de l’autophagie dans les cancers du sein (Grandvallet-Plantin et al., 2020):
Dans cette dernière étude, nous étudions le lien entre épigénétique et autophagie dans le modèle du cancer du sein. En effet, une meilleure évaluation des niveaux d’autophagie dans ce type de cancer pourrait permettre une adaptation des protocoles thérapeutiques et notamment dans le cas de d’associations de chimiothérapies et d’inhibiteurs de l’autophagie. Grâce à l’analyse de 2000 transcriptomes (base de données TCGA), nous avons montré que les gènes ATG étaient différemment exprimés dans différents sous-types de cancers du sein. Nous avons ensuite confirmé ces données de bioinformatique par des analyses d’expression de transcrits par la PCR digitale. Par exemple, nous avons montré les tumeurs Luminal A expriment fortement ATG2B et Beclin-1 alors que les triple-négatifs expriment des hauts niveaux de ATG5 et LC3B. Ces données permettront de classifier les différents sous-types de cancer du sein en fonction de leur expression des gènes ATG et donc d’adapter les thérapeutiques utilisées.

Publications

PUBLICATIONS RECENTES :
1. – Poillet-Perez L, Jacquet M, Hervouet E, Gauthier T, Fraichard A, Borg C, Pallandre JR, Gonzalez BJ, Randani Y, Boyer-Guittaut M, Delage Mourroux R and Despouy G. GABARAPL1 tumor suppressive function is indépendant of its conjuration to autophagosome in MCF-7 breast cancer cells. Oncotarget 2017, Jul 27; 8(34):55998-56020. doi: 10.18632/oncotarget.19639. eCollection 2017 Aug 22. (IF: 5.17)
2. Claude-Taupin A., Fonderflick L., Gauthier T., Mansi L., Pallandre JR, Borg C., Perez V., Monnien F., Algros MP, Vigneron M., Delage-Mourroux R., Peixoto P., Herfs M., Boyer-Guittaut M. and Hervouet E. ATG9A is overexpressed in triple negative breast cancer and its in vitro extinction leads to the inhibition of pro-cancer phenotypes. Cells 2018, Dec 6;7(12). pii: E248. doi:10.3390/cells7120248. (IF:4.8)
3. Grandvallet C., Feugeas J.P., Monnien F., Despouy G., Perez V., Guittaut M., Peixoto P., Hervouet E. Autophagy is associated with a robust specific transcriptional signature in breast cancer subtypes. Genes & Cancer 2020. (IF: 2.5)
4. Baudu T, Parratte C, Perez V, Ancion M, Millevoi S, Hervouet E, Peigney A, Peixoto P, Overs A, Herfs M, Fraichard A, Guittaut M, Baguet A. The NMD Pathway Regulates GABARAPL1 mRNA during the EMT. Biomedicines 2021. Sep 23;9(10):1302. doi: 10.3390/biomedicines9101302. (IF: 6.08)
5. Jacquet M, Hervouet E, Baudu T, Herfs H, Parratte C, Feugeas J-P, Perez V, Reynders C, Ancion M, Vigneron M, Baguet A, Guittaut G, Fraichard A and Despouy G. GABARAPL1 inhibits EMT through SMAD- targeted autophagy degradation. Biology 2021. Sep 24;10(10):956. doi:10.3390/biology10100956. (IF: 5.07)
6. Overs A, Flammang M, Hervouet E, Bermont L, Pretet JL, Borg C, Selmani Z. Detection of specific hypermethylated WIF1 and NPY genes in circulating DNA by Crystal Digital PCR™ is a new powerful tool for colorectal cancer diagnosis and screening. BCM Cancer. 2021 Oct10;21(1):1092

REVUES:
7. Fonderflick L., Adotévi O., Guittaut M., Adami P. and Delage-Mourroux R. “Role of Autophagy in Antigen Presentation and their impact on Cancer Immunotherapy” in the book entitled “Autophagy in Immune Response: Impact on Cancer Immunotherapy”, edited by Salem Chouaib for Elsevier 2020. Invited book chapter
8. Jacquet M., Guittaut M., Fraichard F. and Despouy G. The functions of ATG8 proteins in autophagy and cancer: linked or unrelated? Autophagy 2020. (IF: 16.01)

Composition de l'équipe

Coordinateur : Michaël Guittaut
Régis Delage-Mourroux (PR)
Jean-Paul Feugeas (PU-PH)
Eric Hervouet (MCF)
Gilles Despouy (MCF)
Pascale Adami (MCF)
Annick Fraichard (MCF)
Aurélie Baguet (MCF)
Paul Peixoto (MCF)
Leila Fonderflick (ATER)
Raphaël Comu (ATER)
Elies Re (ATER)
Valérie Perez (Technicienne)
Anne Baudry (ADJT)
Céline Grandvallet-Plantin (PhD)
Timothée Baudu (PhD)
Elodie Renaude (PhD)
Jules Durand (PhD)
Alexis Overs (PhD)
Maud Leroy (M2 SCM)
Sarah Campenet (M2 SCM)