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ECOLE DOCTORALE/PHD PROGRAM
CANCEROLOGY/ONCOLOGY
SUJET DE THESE N° 63
ANNEE UNIVERSITAIRE 2014-2015
TITRE DU PROJET DE RECHERCHE (en français ET en anglais)
Identification et caractérisation d’interactant(s) d’une hélicase humaine impliquée dans la
balance prolifération/différenciation de cellules leucémiques myéloïdes de type 3 .
Identification
and
charaterization
of
human
helicase
partner(s)
involved
in
proliferation/differentiation program in myeloid leukemic cells of type 3.
L’EQUIPE D’ACCUEIL DES DOCTORANTS
Nom du directeur ou de la directrice de thèse (HDR requise) :
Co-direction : Dr. Xu-Guang XIet Dr. Michel AROCK (HDR)
Dr. E. BUGNARD
L’Equipe d’Accueil des Doctorants
(Intitulé du Laboratoire, adresse postale, e-mail, téléphone)
LBPA, équipe «structure et interaction des acides nucléiques », UMR 8113
61 avenue du Président Wilson
94235 Cachan cedex
E-mails : [email protected] / [email protected]
[email protected]
Tél. : +33 1 47 40 77 44 ou 77-54
Nom du directeur ou de la directrice du Laboratoire :
Dr. Malcolm BUCKLE
NOMBRE DE DOCTORANTS ACTUELLEMENT DANS L’EQUIPE D’ACCUEIL DES DOCTORANTS
(nom, prénom et année d’inscription en thèse)
- Akli Ben Imeddourene (2012, encadrement B. Hartmann)
- Ouerdia Maskri (2013, encadrement F. Fossé)
- Ahmad Elbhansi (2013, encadrement B. Hartmann)
Ecole Doctorale de Cancérologie, Biologie, Médecine et Santé 418
the
DESCRIPTION DU PROJET DE RECHERCHE (en français ET en anglais)
L’émergence du rôle prépondérant des hélicases dans de multiples aspects du métabolisme des acides
nucléiques et l’homéostasie du génôme est incontestée. D’autre part, un certain nombre d’études récentes
ont montré l’implication des hélicases dans les processus de signalisation cellulaire conduisant à
l’inflammation, la régulation de la réponse immunitaire innée, la survie, l’apoptose, la croissance et la
différentiation cellulaires. Les hélicases à ARN sont essentielles dans tous les processus impliquant l’ARN.
Une ARN hélicase (RIG-I) a été initialement identifiée par l’étude de la différentiation de cellules
leucémiques. Dans la leucémie promyélocytaire aigüe (APL) appartenant aux leucémies de type AML3, sa
déficience conduit à la prolifération de précurseurs myélocytaires incapables de se différencier. En
revanche le traitement à l’acide rétinoïque restaure sa présence et inhibe la prolifération cellulaire au profit
de la différentiation. D’autres études montrent que RIG-I joue un rôle essentiel dans la détection des ARN
double-brins de virus, initiant ainsi la protection des cellules contre la réplication des génomes viraux et
aboutissant à la sécrétion d’interféron. Ces découvertes peuvent avoir des applications très intéressantes
pour le diagnostic et l’immunochimiothérapie. Cependant, même si de nombreux ARN viraux interagissant
avec cette hélicase ont été caractérisés, aucun travaux de ce type n’a été entrepris dans le cas de l’APL.
L’objectif du travail consiste donc dans un premier temps à isoler et caractériser les interactants de cette
ARN hélicase dans des lignées cellulaires établies à partir de patients leucémiques, par des techniques
biochimiques de fractionnement, immunoprécipitation, radiomarquage et séquençage à haut débit.
L’invalidation et la restauration de ces interactions dans différentes lignées cellulaires et cellules fraîches
de patients seront étudiées. Les domaines protéiques impliqués dans ces interactions, la dynamique de
ses interactions et leur évolution au cours du temps de traitement, grâce aux outils de la biologie
moléculaire et l’étude d’activités enzymatiques par fluorescence pourront ensuite être investigués. Les
résultats seront confrontés à ceux obtenus avec les ARN viraux connus interagissant avec cette hélicase
afin d’en déduire la (non)conservation de son mécanisme d’action. Pour conclure ces travaux qui
conduiront à l’identification de nouveaux substrats physiologiques de l’ARN hélicase RIG-I et à la
compréhension de son fonctionnement permettront de clarifier son rôle dans le programme régulateur
gouvernant la balance prolifération/différentiation des cellules myéloïdes leucémiques de type 3. Il
permettra également d’envisager une stratégie thérapeutique impliquant la voie RIG-I pouvant aboutir à la
réversion tumorale.
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The emerging role of helicases in many aspects of nucleic acid metabolism and homeostasis of the
genome is undisputed. On the other hand, recent studies have shown the involvement of helicases in cell
signaling processes leading to inflammation , regulation of the innate immune response, survival,
apoptosis, growth and cell differentiation. RNA helicases are essential in all processes involving RNA. The
RNA helicase RIG-I was initially identified by studying the differentiation of leukemia cells. In acute
promyelocytic leukemia (APL) belonging to leukemia AML3 type, RIG-I deficiency leads to the proliferation
of myelocytic precursors unable to differentiate. However treatment with retinoic acid leads to RIG-I
recovery and inhibits cell proliferation in favor of differentiation. Other studies show that RIG-I plays a
critical role in the detection of double-stranded RNA virus, thus initiating cell protection against the viral
genomes and replication resulting in the secretion of interferon. These findings may have interesting
applications in the diagnosis and immunochemotherapy. However, although many viral RNAs interacting
with the helicase have been characterized, no such work has been done in the case of APL. Consequently,
the first objective of this work is to isolate and characterize the interactant(s) of this RNA helicase in cell
lines derived from leukemic patients by biochemical fractionation, immunoprecipitation, radiolabeling and
high-throughput sequencing. Invalidation and restoration of these interactions will be studied in different cell
lines and fresh cells from patients. Protein domains involved in these interactions, the dynamics of their
interactions and their evolution over time of treatment, using the tools of molecular biology and the study of
enzymatic activities by fluorescence will then be investigated. The results will be compared to those
obtained with known viral RNA interacting with RIG-I in order to derive the (non) conservation of its
mechanism of action. To conclude this work will lead to the identification of new physiological substrates of
the RNA helicase RIG-I and clarify its role in the regulatory program governing the
proliferation/differentiation balance in myeloid leukemic cells type 3. It will also consider a therapeutic
strategy involving the RIG-I pathway to drive tumor reversion.
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