Thèse soutenue

Identification des acteurs clés impliqués dans le développement du tissu osseux et l'évolution des ostéosarcomes par études des super-enhancers actifs
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Auteur / Autrice : Mélanie Lavaud
Direction : Benjamin Ory
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie cellulaire
Date : Soutenance le 26/10/2022
Etablissement(s) : Nantes Université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Intégrée Nantes Angers
Equipe de recherche : Chromatin and Transcriptional Deregulation in Pediatric Bone Sarcoma - CHILD
Jury : Président / Présidente : Franck Verrecchia
Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Baugé, Anne Gomez-Brouchet

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les super-enhancers (SE) correspondent à des groupement d'enhancers qui recrutent le complexe transcriptionnel pour induire la transcription de leurs gènes cibles plus efficacement que les enhancers. Ils régulent des gènes clés définissant l'identité cellulaire dans des conditions physiologiques et pathologiques. Les objectifs de ce projet de thèse étaient de caractériser le développement osseux normal par l'étude des gènes clés de l'ostéoblastogenèse et de l'ostéoclastogenèse et de caractériser l'évolution métastatique de l'ostéosarcome (OS), la tumeur osseuse primitive maligne la plus fréquente. Nous avons traqué la reprogrammation épigénétique qui se produit au cours de l'ostéoclastogenèse, et associé les SEs actifs dynamiques à leurs gènes cibles potentiels. Ainsi, nous avons pu observer un profil dynamique d'enhancers actifs qui stimule la transcription de gènes clés définissant l'identité des ostéoclastes. L'expression de ces gènes semble être particulièrement affectée par l'exposition au diuron, pesticide suspecté de provoquer des troubles du développement squelettique, altérant la maturation des ostéoclastes. Afin d'identifier les facteurs de transcription (TFs) impliqués dans l'ostéoblastogenèse, nous avons traqué les gènes codant pour des TFs induits par des SEs actifs spécifiques de l'état de différenciation dans un modèle in vitro de différenciation ostéoblastique de cellules souches mésenchymateuses (CSMs). Un ChIP-Sequencing contre la marque H3K27ac des enhancers actifs a été réalisé sur des cellules traitées et non traitées avec du milieu de différenciation à différents temps, ainsi qu'un RNA-Sequencing aux mêmes temps. Nous avons identifié 3 TFs, clés pour l'ostéoblastogenèse, comme cibles de SEs actifs spécifiques du stade de différenciation tardif et un TF induit par un SE spécifique aux CSMs. Les modifications de l'expression de ces TFs liées aux SEs peuvent être des stratégies prometteuses pour lutter contre divers troubles du tissu osseux. En parallèle, nous avons comparé les profils des SEs actifs dans différentes lignées cellulaires d’OS et dans des échantillons tumoraux extraits de sites primaires et métastatiques. Le regroupement hiérarchique des profils de SEs actifs nous a permis de distinguer deux ensembles d'échantillons d’OS : un groupe contenant les échantillons primaires et la lignée cellulaire MG63 et un second groupe contenant les échantillons métastatiques et les lignées cellulaires U2OS et HOS-MNNG. Nous avons identifié 3 gènes qui sont induits par des SEs actifs spécifiques aux métastases. Les sous expressions simultanées des 3 gènes identifiés diminuent les capacités d'infiltration et de motilité des HOS-MNNG et donc leur capacité métastatique. Le suivi des gènes cibles des profils évolutifs des SEs actifs pourrait par conséquent être utilisé pour l'identification des gènes qui gouvernent la différenciation cellulaire et façonnent le comportement cellulaire, qu'il soit physiologique ou pathologique.