Caractérisation fonctionnelle du complexe LKB1/STRADß au cil primaire et les conséquences au cours de la tumorigenèse

Functional characterization of LKB1/Stradβ complex in the primary cilia and the consequences during tumorigenesis

• Auteur / Autrice : Pauline Maurin
• Direction : Marie-Josée Santoni, Michaël Sebbagh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pathologie humaine. Oncologie
• Date : Soutenance le 14/12/2016
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole Doctorale Sciences de la Vie et de la Santé (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Alexandre Benmerah
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antonio Maraver
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christine Perret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ciliopathies

Gènes suppresseurs de tumeur

Tumeurs du poumon

Carcinome pulmonaire non à petites cellules

Syndrome de Peutz-Jeghers

génétique

Protein-Serine-Threonine Kinases

Mots clés libres

LKB1/STRADb

Cil primaire

Signalisation Wnt canonique

Nsclc

LKB1/STRADb

Primary cilium

Canonical Wnt signaling

Nsclc

Résumé

Des mutations du gène STK11 furent initialement décrites comme responsable du syndrome Peutz-Jeghers, dont la gravité est lliée à une incidence accrue d’apparition de tumeurs. Le produit de ce gène, la sérine/thréonine kinase LKB1, a une expression ou une activité catalytique réduite, voir perdue, consécutivement à des mutations somatiques dans plusieurs types de cancer mais principalement du poumon (30% des NSCLC). Cette kinase est considérée de ce fait comme un suppresseur de tumeur d’importance. Les mécanismes moléculaires responsables de sa propriété suppresseur de tumeur restent à identifier. En effet, alors que sa fonction dans le métabolisme cellulaire, au travers de l’activation de la kinase AMPK, fut longtemps privilégiée, elle est actuellement remise en cause au profit de sa fonction de régulatrice de la signalisation Wnt canonique. Mes travaux de thèse confortent cette éventualité dans le cas des tumeurs pulmonaires (NSCLC). En effet, parmi les deux complexes fonctionnels que forme LKB1 avec les pseudokinases STRADα ou β, mes résultats démontrent que seul celui impliquant STRADβ intervient dans la régulation de la voie Wnt. Pour cela, le complexe LKB1/STRADβ se localise au niveau du cil primaire et participe à l’activation de la kinase MARK3. Ces résultats, étayés par un modèle murin invalidé pour STRADβ ainsi que l’analyse, a posteriori, de bases de données transcriptomiques adossées aux données cliniques de patients atteints de NSCLC, suggèrent que l’activité suppresseur de tumeur de LKB1 est associée à sa localisation et à sa fonction au niveau du cil primaire en participant à l’activation de MARK3 et à la régulation de la signalisation Wnt canonique.

STK11 gene mutations were originally identified as responsible for the Peutz-Jeghers syndrome of which severity is mainly related to an increase incidence of tumor development. The product of this gene the serine/threonine kinase LKB1 gets its activity or its expression reduced, sometimes even lost, following somatic mutations in several types of cancer such as pancreas, liver but mainly from lung. Indeed, almost 30% of non-small cell lung carcinoma (NSCLC) does not express anymore or only an inactive form, has led to consider this kinase as tumor suppressor of importance. While there is no doubt of the involvement of its catalytic activity molecular mechanisms responsible for its tumor suppressor properties remain to be identified. Indeed, whereas its function as regulator of cellular metabolism through AMPK has been favor for a while, it is currently re-assess to benefit to its regulator function on canonical Wnt signaling. My thesis work, reinforce this eventuality in NSCLC. Indeed, among the two functional complexes formed by LKB1 through its association with STRADα or β pseudokinases, my results show that only the complex related to STRADβ is involved in the canonical Wnt pathway regulation. For that, LKB1/STRADβ complex localizes at primary cilia and participates to MARK3 kinase activation. These results strengthened by a STRADβ knockout mouse model and an a posteriori transcriptomic analysis of lung adenocarcinoma patient datasets related to their clinical records, suggest that LKB1 tumour suppressor activity is associated with its localization and its function at primary cilia participating in the activation of MARK3 and thus regulation of canonical Wnt signaling.