Utilisation de la plante modèle Arabidopsis pour mettre au point des traitements anti-cancéreux ciblant la kinase TOR

par Camille Ingargiola

Projet de thèse en Biologie

Sous la direction de Christian Meyer et de Anne-Sophie Leprince.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème (2015-.... ; Orsay, Essonne) , en partenariat avec IJPB Institut Jean-Pierre Bourgin (laboratoire) , Pôle APE: Adaptation des Plantes à l'Environnement (equipe de recherche) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    Les plantes et les animaux sont des organismes multicellulaires qui ont dérivé d'un ancêtre commun il y a plus d'un milliard d'années. L'organisme modèle pour la recherche sur les plantes est une mauvaise herbe appelée Arabidopsis thaliana et il devient de plus en plus évident qu'elle offre des outils précieux pour comprendre et traiter les maladies humaines. En effet, Arabidopsis présente de nombreux avantages, comme des infrastructures de culture et de stockage à faible coût ou la disponibilité de grandes collections de mutants, ce qui en fait un modèle complémentaire idéal pour la recherche sur les maladies humaines. De plus, un pourcentage élevé de gènes impliqués dans des cancers humains sont également présents chez Arabidopsis et les processus cellulaires associés à la prolifération sont très similaires, bien que les plantes développent très rarement des cancers. L'un de ces processus conservés est lié à une protéine appelée « Target Of Rapamycin » (TOR, la rapamycine étant un antibiotique isolé d'une bactérie trouvée à l'île de Pâques, également appelée rapa nui) qui régule d'autres protéines et stimule la prolifération cellulaire. Ainsi TOR est activé dans de nombreux cancers humains et les inhibiteurs de TOR peuvent réduire les proliférations cancéreuses. Cependant, ces inhibiteurs ont parfois une efficacité réduite car les cellules cancéreuses peuvent développer une résistance à ces traitements. Nous prévoyons d'utiliser la plante modèle Arabidopsis pour mieux comprendre comment les cellules peuvent échapper à l'inactivation de TOR en étudiant des mutants résistants aux inhibiteurs pharmaceutiques de TOR. Nous étudierons également le lien entre TOR et le métabolisme des acides aminés qui est souvent dérégulé dans les cellules cancéreuses. En effet, plusieurs molécules sont connues dans les plantes pour contrôler ces voies métaboliques et nous explorerons leur potentiel pour traiter les maladies prolifératives humaines.

  • Titre traduit

    Exploiting the model plant Arabidopsis to design improved cancer treatments targeting the TOR kinase


  • Résumé

    Plants and animals are both multicellular organisms which derived from a common ancestor more than 1 billion years ago. The model organism for plant research is a small weed called Arabidopsis thaliana and it is becoming increasingly clear that it offers invaluable tools to understand and treat human diseases. Indeed Arabidopsis has many advantages, like low cost culture and seed storage infrastructures or availability of large mutant collections, that makes it an ideal complementary model for human disease research. Moreover, a high percentage of genes implicated in human cancers are also present in Arabidopsis. Recent studies have demonstrated remarkable conservation of protein functions between these distant species. In particular, cellular processes associated with proliferation are very similar although plants very rarely develop cancers. It is likely that conserved genes have essential functions, thus studying conserved plant homologs of human genes implicated in cancers may point to important mechanisms. One of these conserved mechanisms is linked to a protein called Target Of Rapamycin (TOR, rapamycin being an antibiotic isolated from a bacterium found in Easter Island, also called rapa nui) which regulates other proteins and stimulates cell proliferation. Hence TOR is activated in numerous human cancers and TOR inhibitors can reduce cancerous proliferations. However, these TOR inhibitors have sometimes reduced efficiency or the cancer cells can develop resistance to them. We plan to use the model plant Arabidopsis to better understand how cells can evade TOR inhibition by studying mutants resistant to pharmaceutical TOR inhibitors which are also active in plants. We will also investigate the link between TOR and the metabolism of amino-acids which is often deregulated in cancerous cells. Indeed several molecules are known in plants to control these metabolic pathways and we will explore their potential for treating human proliferative diseases.