Molecular basis of BCL2L10/Nrh oncogenic activity in breast cancer

par Adrien Nougarede

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire. Biochimie

Sous la direction de Germain Gillet.

Soutenue le 18-10-2016

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale de Biologie Moléculaire Intégrative et Cellulaire (Lyon) , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Centre de Recherche en Cancérologie de Lyon (laboratoire) .

Le président du jury était Bertrand Mollereau.

Le jury était composé de Andreas Villunger, Murielle Le Romancer-Cherifi.

Les rapporteurs étaient Mario Campone, Patrick Auberger.

  • Titre traduit

    Bases Moléculaires de l’activité oncogénique de BCL2L10/Nrh dans le contexte du cancer du sein


  • Résumé

    L'apoptose, ou « mort cellulaire programmée », joue un rôle clé dans de nombreux processus biologiques. Les protéines de la famille Bcl-2, dont l'expression est souvent altérée dans les cellules tumorales, sont les principaux régulateurs de l'apoptose. Parmi cette famille, la fonction exacte du répresseur apoptotique Nrh, aussi appelé BCL2L10 ou Bcl-B, reste à ce jour mal comprise. Bien que son expression ne soit pas détectable dans la plupart des tissus sains, on retrouve des niveaux élevés de Nrh corrélés à un mauvais pronostique dans les cancers du sein et de la prostate. Nous avons mis au jour un nouveau mécanisme selon lequel Nrz, l'orthologue de Nrh chez le poisson zèbre, interagit avec le domaine de liaison du ligand IP3 du canal calcique IP3R1. Il s'est avéré que la régulation négative des flux calciques par Nrz est critique lors du développement embryonnaire du poisson zèbre. Grâce à ces nouvelles données, nous avons cherché à comprendre la fonction de Nrh chez l'Homme, dans un contexte pathologique. Nous avons montré que Nrh interagit via son domaine BH4 avec le domaine de liaison du ligand du récepteur IP3R1 humain pour réguler l'homéostasie calcique et la mort cellulaire. Cette interaction définit Nrh comme la seule protéine de la famille Bcl-2 à réguler négativement la mort cellulaire exclusivement au niveau du réticulum endoplasmique. Pour aller plus loin, nous avons montré que la dissociation du complexe Nrh/IP3Rs sensibilise des cellules tumorales mammaires à l'action d'agents chimiothérapeutiques. Pour finir, nos résultats apportent une explication moléculaire sur la contribution de Nrh dans la résistance aux thérapies anti-tumorales


  • Résumé

    Apoptosis, also called “Programmed Cell Death”, plays a key role in many biological processes and pathologies. The B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) proteins, whose expression is often altered in tumor cells, are the main regulators of apoptosis.Among this family, the actual physiological function of the human apoptosis inhibitor Nrh, also referred to as BCL2L10 or Bcl-B, remains elusive. Although in most healthy tissues the Nrh protein is nearly undetectable, clinical studies have shown that Nrh expression is correlated with poor prognosis in breast and prostate carcinomas. We have shed light on a novel mechanism by which Nrz, the zebrafish ortholog of Nrh, was found to interact with the Ligand Binding Domain (LBD) of the Inositol-1,4,5-triphosphate receptor (IP3R) type-I Ca2+ channel. Indeed, the regulation of IP3Rs-mediated Ca2+ signaling by Nrz was shown to be critical during zebrafish embryogenesis. We used the knowledge gained with the zebrafish model to investigate Nrh function in cancer. We showed that Nrh interacts with the LBD of IP3Rs via its BH4 (Bcl-2 Homology 4) domain, which is critical to regulate intracellular Ca2+ trafficking and cell death. Actually, this interaction seems to be unique among the Bcl-2 family, and sets Nrh as the only Bcl-2 homolog to negatively regulate apoptosis by acting exclusively at the Endoplasmic Reticulum. Furthermore, we showed that disruption of the Nrh/IP3Rs complex primes Nrh-dependent cells to apoptotic cell death and enhances chemotherapy efficiency in breast cancer cell lines.Lastly our results bring a new insight to the role of Nrh regarding chemotherapy resistance


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