Dualité fonctionnelle de LMP1 : implication dans l’apoptose et la transformation cellulaire

Functionnal duality of LMP1 : involvement in apoptosis and cellular transformation

• Auteur / Autrice : Guillaume Brocqueville
• Direction : Éric Adriaenssens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance le 28/09/2011
• Etablissement(s) : Lille 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie de Lille - IBL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines du proto-oncogène c-met

Récepteurs aux facteurs de nécrose tumorale

Transformation cellulaire virale

Apoptose

Dissertations académiques

Infections à virus Epstein-Barr

Facteur de croissance des hépatocytes

TNF (cytokines)

Cellules -- Activation

Apoptose

Virus d'Epstein-Barr

Mots clés libres

Survie cellulaire

LMP-1 (Latent membrane Protein-1)

Cell survival

Résumé

Le virus d’Epstein-Barr (EBV) est un herpèsvirus humain qui infecte plus de 90% de la population généralement de façon bénigne et asymptomatique. Cependant, de nombreuses données démontrent que ce virus peut également contribuer à certains processus de cancérisation. En effet, l’EBV est associé à de nombreuses pathologies malignes telles que le lymphome de Burkitt, le lymphome hodgkinien et le carcinome du nasopharynx. Dans la grande majorité de ces cancers associées à ce virus, l’EBV exprime un programme de latence de type II durant lequel la protéine LMP1 est exprimée. Elle est décrite comme l’oncogène majeur de l’EBV car son expression est nécessaire à la survie et à la prolifération des lignées transformées in vitro. Cette protéine membranaire est fonctionnellement apparentée aux membres de la famille des récepteurs du TNF. LMP1 est constitutivement active et son expression conduit à l’activation de voies de signalisation telles que les voies NF-κB, PI3K et des MAPK. L’activation de ces voies de signalisation cellulaire confère à LMP1 des propriétés oncogéniques, cependant, des effets toxiques liés à son expression ont également été décrits. Effectivement, LMP1 est capable d’induire l’apoptose dans différents types cellulaires. Dans ce contexte, nous avons d’abord développé et caractérisé, des variants dérivés de LMP1 constitués de sa partie C-terminale signalisatrice, complète ou partielle, fusionnée à la protéine GFP. Nous montrons que ces variants sont capables de séquestrer les protéines adaptatrices se fixant à LMP1 ou au récepteur TNFR1, et d’inhiber le signal et les phénotypes induits par ces derniers. Ces protéines à effet dominant négatif peuvent ainsi contrecarrer les effets transformants de LMP1 dans des modèles de latence II et III. Ces dominants négatifs peuvent aussi inhiber l’activation du TNFR1 et les phénotypes qui en découlent. Puis, nous avons étudié les propriétés de LMP1 en dehors d’un contexte infectieux et son rôle dans la transformation épithéliale. Nous démontrons que LMP1 induit la mort des cellules épithéliales MDCK mais certaines cellules outrepassent ses effets cytotoxiques générant des lignées qui expriment stablement LMP1 et dans lesquelles cet oncogène viral favorise la survie et exacerbe les phénotypes induits par le facteur de croissance HGF. Le caractère ambivalent de LMP1 pourrait limiter le pouvoir oncogène de l’EBV mais en contrepartie favoriser l’émergence de cellules résistantes à l’apoptose et capables de répondre de façon accrue à des facteurs de croissance. Nos travaux ont permis de mieux comprendre la dualité fonctionnelle de LMP1, d’une part ses effets oncogènes favorisant la survie cellulaire et d’autre part ses propriétés pro-apoptotiques, induites directement ou révélées suite à son inhibition, limitant la tumorigenèse. La caractérisation des mécanismes moléculaires impliquant LMP1 pourrait ainsi participer à la définition de potentielles stratégies thérapeutiques pour le traitement de cancers associés à l’EBV et où LMP1 est exprimée.

Epstein-Barr virus (EBV) is a human herpesvirus that infects more than 90% of worldwide population, generally asymptomatically. However, numerous studies show that EBV promotes tumorigenesis. Indeed, EBV infection is associated with many human malignancies including Burkitt’s lymphoma, Hodgkin’s lymphoma and nasopharyngeal carcinoma. In most of these cancers associated with EBV, it expresses latency II program in which the latent membrane protein 1 (LMP1) is expressed. LMP1 is described as the major EBV oncogene because its expression is necessary in vitro for survival and proliferation of transformed cell lines. This membrane protein is functionally related to members of the TNF receptors superfamily. LMP1 is constitutively active and its expression leads to activation of NF-κB, PI3K and MAPK signaling pathways. These activation confers oncogenic properties to LMP1, however, toxic effects associated with its expression are also described. Indeed, LMP1 can induce cell death in different cell types. In this context, we first developed and characterized LMP1 derivative variants consisting of its C-terminal signal, complete or partial, fused to GFP. We show that these variants are able to sequester adaptors binding to LMP1 and TNFR1, and inhibit signal and phenotypes induced by them. These proteins have dominant negative effect and may counteract LMP1 transformant properties in latency II cellular models. In addition, these dominant negatives impair TNFR1 signaling and associated phenotypes. Then, we studied LMP1 properties outside infectious context and its involvement in epithelial transformation. We show that LMP1 induces cell death in MDCK epithelial cells, but some go beyond its cytotoxic effects generating lines stably expressing LMP1 and in which this viral oncogene promotes survival and exacerbates HGF-induced phenotypes. Ambivalent character of LMP1 could limit the oncogenic potential of EBV but in return support the emergence of cells resistant to apoptosis and able to enhance growth factor responses. Our work allowed us to better understand the functional duality of LMP1 on the one hand its oncogenic effects favoring cell survival and other pro-apoptotic properties, induced directly or reveal by its inhibition, limiting tumorigenesis. Thus, characterization of molecular mechanisms involving LMP1 could participate in the definition of potential therapeutic strategies for treating cancers associated with EBV and where LMP1 is expressed.