MicroARN et hypoxie : étude du contrôle de l'expression de HIF-1alpha et du VEGF

par Zeïneb Karaa

Thèse de doctorat en Cancérologie

Sous la direction de Hervé Prats.

Soutenue en 2008

à Toulouse 3 .

mots clés

• Hypoxie
• Angiogenèse
• Vegf
• Cancer
• MicroARN
• Traduction
• Contrôle de l'expression génique
• Hif-1
• MicroARN -- Thèses et écrits académiques
• Anoxémie -- Thèses et écrits académiques
• Néovascularisation -- Thèses et écrits académiques
• Barrière hématoencéphalique -- Thèses et écrits académiques
• Facteur de croissance des cellules endothéliales vasculaires -- Thèses et écrits académiques
• Néovascularisation -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Une diminution de la pression en oxygène, appelée hypoxie, constitue un changement environnemental qui induit des modifications majeures de l'expression génique, principalement orchestrées par le facteur de transcription HIF-1 (HIF-1alpha et HIF-1beta). Il permet la transduction de nombreux gènes en hypoxie, comme le vegf. Le VEGF est un facteur angiogénique dont l'inhibition constitue un traitement anticancéreux en plein essor. L'objet de cette thèse porte sur l'étude du rôle des microARN (miARN) dans la régulation de l'expression des gènes codant pour HIF-1a et VEGF. Les miARN sont des petits ARN non codants, participant à la régulation de l'expression génique. Cette étude a permis de démontrer que 1- miR-16 inhibe la traduction du VEGF, via la liaison directe d'un site présent dans sa région 3'UTR. 2- miR-16 inhibe sélectivement la traduction du VEGF initiée à l'IRES-B. 3- miARN peut contrôler différents types d'initiation de la traduction et ce, au sein d'un même transcrits. 4- sur un plan physiologique, miR-16 inhibe l'expression des formes les plus diffusibles du VEGF. 5- miR-16 régule positivement l'accumulation de la protéine HiF-1a en s'associant à celle-ci. 6- cet effet positif passe par une voie originale puisqu'il s'agit de l'effet directe d'un miARN sur une protéine. 7- dans un modèle de xénogreffe, l'inhibition de miR-16 inhibe la croissance tumorale en bloquant l'accumulation et donc l'activité de HIF-1a dans les tumeurs. MiR-16 est donc un miARN fondamental dans la régulation de l'angiogenèse puisqu'il opère dans une boucle de rétrocontrôle où il régule positivement l'expression de HIF-1a et négativement celle du VEGF dont une expression excessive qui serait délétère.

Titre traduit

MicroARN and hypoxia : control of HIF-1alpha and VEGF expression by miRs

Pas de résumé disponible.

Résumé

The major response to reduced oxygen availability (hypoxia) is mediated through inducing gene expression of the hypoxia-inducible-factors (HIFs). HIF-1 is a transcription factor (HIF-1alpha and HIF-1beta) that functions as the main mediator of oxygen homeostasis in response to reduced O2 availability. HIF-1 directs the transcription of numerous genes implicated in oxygen delivery and energy metabolism, such as vascular endothelial growth factor (VEGF). VEGF is an essential growth and survival factor for endothelial cells. It plays a major role in physiological and pathological angiogenesis. The purpose of this thesis is the study of the regulation of the expression of both HIF-1alpha and VEGF by microRNA (miRs). MiRs are short single stranded regulatory RNAs which traditionally play a role in mRNA 5'- 3'degradation, deadenylation, and translation inhibition. In this study we show that miR-16 inhibits VEGFA translation though its direct interactions with a binding site in the VEGFA 3'UTR and that miR-16 inhibits selectively VEGF translation initiated at the IRES-B. This study demonstrates for the first time the inhibition of cellular IRES driven translation by a miR. Consequently, miR-16 preferentially alters the level of the diffusible VEGF isoform. Furthermore, this study demonstrates that miR16 increases the protein level of HIF-1alpha, through increasing HIF-1alpha stability. This HIF-1a positive regulation by miR-16 was confirmed in vivo, where decrease level of miR-16 inhibits HeLa tumors growth. MiR-16 acts as a mainspring of hypoxic response in a feedback loop by promoting HIF-1alpha stabilization in part, and inhibiting VEGF translation in order to avoid unwanted VEGF overexpression.