Caractérisation fonctionnelle du complexe GATOR1 dans la résistance au cisplatine

Functional characterization of the GATOR1 complex in cisplatin resistance

• Auteur / Autrice : Zhenrui Pan
• Direction : Svetlana Dokudovskaya, Yegor Vassetzky
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du Cancer
• Date : Soutenance le 20/09/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Cancérologie : biologie-médecine-santé (Villejuif, Val-de-Marne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Aspects métaboliques et systémiques de l'oncogénèse pour de nouvelles approches thérapeutiques (Villejuif, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté de médecine (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Alexander Ishchenko
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Julien, Nathalie Mazure, Maria Castedo, Pierre-Emmanuel Joubert, Kristine Schauer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Julien, Nathalie Mazure

Mots clés

Mots clés contrôlés

Complexe GATOR1

Cisplatine

Complexe mTORC1

Mots clés libres

Mtorc1

Complexe GATOR1

Résistance au cisplatine

Mtorc1

GATOR1 complex

Cisplatin resistance

Résumé

L'administration de cisplatine constitue la principale approche de chimiothérapie pour de nombreux cancers épithéliaux. Cependant, la résistance à ce médicament pose un défi considérable à un traitement efficace. Malgré l'identification de nombreux facteurs associés à la résistance aux médicaments, des biomarqueurs fiables permettant de prédire la réponse au traitement restent insaisissables. Auparavant, une faible expression du suppresseur de tumeur NPRL2 était liée à la résistance au cisplatine. NPRL2, ainsi que NPRL3 et DEPDC5, forment le complexe GATOR1, un régulateur en amont du complexe mTOR 1, dont la fonction est perturbée dans de nombreux cancers, en particulier ceux résistants au cisplatine.Ici, nous comparons les cellules épithéliales bronchiques non cancéreuses BEAS-2B avec des délétions de GATOR1, servant de modèle de résistance intrinsèque au cisplatine, avec les lignées de cancer du poumon non à petites cellules A549, H460, H1975 présentant une résistance acquise au médicament. Nous avons découvert que la déplétion de n'importe quel membre de GATOR1, et non uniquement NPRL2, favorise la résistance au cisplatine alors que leur surexpression rend les cellules sensibles au médicament. Dans les cellules avec des délétions de GATOR1, l'expression du transporteur ATP7A, nécessaire à l'efflux de cisplatine, est augmentée tandis que l'expression des transporteurs d'influx de cisplatine CTR2 et LRCC8A est diminuée. Cela empêche l'accumulation du médicament dans les cellules, entraînant la formation de moins d'adduits cisplatine-ADN. Simultanément, ces cellules présentent une réponse accrue aux dommages de l'ADN et une activité mTORC1 renforcée. La surexpression des composants de GATOR1 et/ou le traitement concomitant avec des inhibiteurs de mTORC1 restaurent la sensibilité au cisplatine. L'analyse transcriptomique des cellules BEAS-2B déplétées en GATOR1, traitées ou non avec le médicament, identifie de nouvelles signatures importantes pour comprendre la fonction de GATOR1 et son rôle dans la résistance au cisplatine. Ainsi, GATOR1 ne participe pas seulement à la réponse cellulaire à la disponibilité des acides aminés, mais joue également un rôle dans la résistance aux médicaments anticancéreux endommageant l'ADN. Cette nouvelle fonction de GATOR1 doit être prise en compte lors du développement de nouvelles stratégies pour lutter contre la chimiorésistance.

Cisplatin administration is the primary chemotherapy approach for many epithelial cancers. However, resistance to this drug poses a significant challenge to effective treatment. Despite the identification of numerous factors associated with drug resistance, reliable biomarkers predicting drug response remain elusive. Previously, low expression of the tumor suppressor NPRL2 was linked to cisplatin resistance. NPRL2, along with NPRL3 and DEPDC5, forms the GATOR1 complex, an upstream regulator of the mTOR complex 1, the function of which is perturbed in many cancers, particularly those resistant to cisplatin.Here, we compare non-cancerous bronchial epithelium BEAS-2B cells with GATOR1 deletions, serving as a model of intrinsic cisplatin resistance, with non-small cell lung cancer lines A549, H460, H1975 with acquired resistance to the drug. We found that depletion of any GATOR1 member, not solely NPRL2, promotes cisplatin resistance whereas their overexpression renders cells sensitive to the drug. In the cells with GATOR1 depletions, expression of the transporter ATP7A required for cisplatin efflux is increased while expression of cisplatin influx transporters CTR2 and LRCC8A is downregulated, especially after treatment with the drug. This hinders drug accumulation in cells, resulting in the formation of fewer cisplatin-DNA adducts. Simultaneously, these cells exhibit enhanced DNA damage response and mTORC1 activity. Overexpression of GATOR1 components and/or concomitant treatment with mTORC1 inhibitors restores sensitivity to cisplatin. Transcriptomic analysis of GATOR1-depleted BEAS-2B cells, treated or not with the drug, identifies new signatures important for understanding GATOR1 function and its role in cisplatin resistance. Thus, GATOR1 not only participates in the cellular response to the amino acid availability, but also plays a role in resistance to DNA-damaging anticancer drugs. This novel function of GATOR1 should be taken into account when developing new strategies to combat chemoresistance.