The study of epigenetic Mechanisms of metastatic gene regulation using a reversible cancer model

par Alicia Maria Cock-Rada

Thèse de doctorat en Génétique

Sous la direction de Jonathan Weitzman.

Soutenue en 2011

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Etude des mécanismes épigénétiques impliqués dans le processus métastatique : utilisation d'un modèle de cancer réversible


  • Résumé

    La progression d'un cancer implique l'altération de gènes clés par des modifications génétiques ou épigénétiques. Nous avons étudié la régulation épigénétique de deux gènes associés au cancer dans un modèle réversible de cancer bovin induit par le parasite Theileria. La métalloprotéinase de la matrice extracellulaire-9 (MMP9), une enzyme protéolytique qui contrôle différentes étapes du processus métastatique et la protéine TIMP-2, un inhibiteur des MMPs souvent réprimé dans des tumeurs et dont l'inactivation contribue à la progression tumorale. Nous montrons que TIMP-2 est régulé par méthylation du promoteur dans les cellules infectées par le parasite. Nous avons aussi observé dans les cellules invasives, infectées par Theileria, que l'expression de MMP-9 est associée à des marques de tri-méthylation de H3K4 au niveau du promoteur. De plus, il existe une corrélation entre l'expression de SMYD3, une méthylase de H3K4 associée au cancer et l'expression de MMP9. Nous avons par la suite exploré la régulation de MMP-9 par SMYD3 dans des cellules de fibrosarcome humain (HT1080) par des études de surexpression et inactivation de SMYD3. Nous avons trouvé dans ces cellules que MMP-9 est une cible directe de SMYD3 qui est capable de lier la région promotrice de MMP-9, et contribue à son activation par l'instauration de marques actives de tri-méthylation de H3K4. En conclusion, nous avons trouvé dans les cellules infectées par Theileria différents mécanismes de régulation épigénétique de deux gènes associés à la progression tumorale, et nous avons identifié SMYD3 comme un nouveau régulateur épigénétique de MMP-9 dans des cellules de cancer bovin et humain.


  • Résumé

    Cancer progression involves genetic and epigenetic alteration of key regulatory molecules. We studied epigenetic regulation of two cancer-associated genes in a reversible cancer model induced by transformation of bovine cells by Theileria parasites. Matrix Metalloproteinase-9 (MMP-9) is a proteolytic enzyme that plays an important role in tumor progression and metastasis formation. TIMP-2, an inhibitor of MMPs, is suppressed in various tumors, contributing as well to the metastatic process. We found that TIMP-2 is regulated by DMA methylation in Theileria-infected cells. The induction of TIMP-2 expression is coupled to loss of DNA promoter methylation, but does not appear to be associated with changes in Histone marks. We also observed that high MMP-9 expression in invasive Theileria -infected B lymphocytes is associated with promoter histone H3K4 tri-methylation marks, and there is a positive correlation with the expression of SMYD3, a cancer-related histone H3K4 methyltransferase with DNA binding capacity. We explored MMP-9 regulation by SMYD3 in human cancer cells using knockdown and overexpression techniques to modulate SMYD3 levels. We found that MMP-9 is a direct target of SMYD3 in human fibrosarcoma cells (HT1080). We showed by ChIP studies that SMYD3 binds to the MMP-9 promoter in HT1080 cells and regulates MMP-9 transcription through the establishment of H3K4me3 marks. In conclusion, we revealed different epigenetic mechanisms in Theileria -infected cells, regulating two genes involved in cancer progression, TIMP-2 and MMP-9, and we identified SMYD3 as a direct transcriptional regulator of MMP-9 in bovine and human cancer cells.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 334 réf.

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