Rôles des DéUBiquitinases (DUBs) dans la plasticité phénotypique et la migration des mélanomes résistants aux thérapies ciblées

Le Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M), créé en janvier 2008, est une unité mixte de recherche sous la gouvernance de l'Inserm (Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale) et de l'Université Côte d'Azur (UCA). Ce centre de recherche est dédié à la recherche translationnelle sur le cancer, les maladies cardiométaboliques et les maladies infectieuses. L'association des chercheurs et cliniciens travaillant au C3M crée une synergie autour d'un projet commun à l'interface entre la recherche fondamentale et la recherche clinique. Le C3M est composé de treize équipes de recherche qui entretiennent des collaborations fructueuses avec les médecins et cliniciens d'une douzaine de services cliniques des hôpitaux universitaires de Nice.

cancer, migration, invasion, plasticité,  thérapies, mélanoma 

Tuteur : Dr. Ohanna Mickael (CRCN, Inserm)

Merci de me contacter pour prendre rendez-vous. Ce stage est réservé aux étudiants en Master2 en cours d'obtention en position favorable (Moyenne 14). ayant pour objectif de se proposer en candidant extérrieur pour la MRT et faire une thèse

Cette thèse sera réalisée en co-direction au sein de l'équipe "Microenvironnement, Signalisation et Cancer", dirigée par le Dr. Marcel Deckert (DR1, Inserm) et le Dr. Ohanna Mickael (CRCN, Inserm) au C3M (Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire). L'équipe est composée de 4 chercheurs Inserm, 1 chercheur CNRS, 4 étudiants en thèse et 3 ingénieurs. Ce stage est supervisé par le Dr. Mickael Ohanna, qui compte 33 publications avec un H-Index de 20, dont des articles dans des revues de renom telles que Nature Cell Biology, Nature Communication, Cancer Research, Genes and Development.

Le mélanome problème de sante public - La migration cellulaire constitue un processus fondamental au cours du développement embryonnaire, de la surveillance immunitaire, de la cicatrisation des plaies tandis que des altérations des programmes migratoires ont été liées aux métastases cancéreuses. Dans le contexte du mélanome cutané qui est la forme la plus agressive des cancers de la peau, sa dissémination métastatique vers d'autres sites secondaires et leur croissance dans les organes vitaux contribuent à la mortalité des patients atteints de mélanome. Bien que l'immunothérapie et les thérapies ciblées (inhibiteurs de la voie des MAPK) ont radicalement changé la prise en charge du mélanome métastatique, offrant de nouveaux espoirs, cependant après une phase de régression, les signes progressifs de croissance tumorale peuvent être détectés plusieurs mois après la première administration du traitement en raison du développement d'une résistance aux médicaments. Ainsi, le traitement des métastases reste un défi majeur dans la prise en charge du mélanome.

Mécanismes moléculaires - Pour métastaser, les cellules de mélanome résidant dans la peau doivent parcourir de grandes distances pour atteindre les organes vitaux. Cela s'accompagne souvent de changements phénotypiques avec une motilité cellulaire, une migration et un caractère invasif accrus. Il a été démontré que les cellules de mélanome s’avèrent particulièrement plastiques par la capacité de se différencier en plusieurs états cellulaires phénotypiques, à la fois distincts, réversibles et stables, en utilisant une variété de mécanismes d’adaptation moléculaires, tels que l’activation aberrante ou/et l’acquisition de protéines impliquées dans le phénotype migratoire de type mésenchymateux (Snail/Slug, PRRX1, ZEB1, Twist1, MITF, VIM, FN) depuis l'initiation et la progression jusqu'aux métastases et à la résistance au traitement (Pedri D et al FEBS 2021). Nos travaux montrent que cette adaptation phénotypique mésenchymateuse des cellules de mélanomes s’ajuste à la fois en fonction du métabolisme, des signaux physiques et structurels de l’environnement tumoral et en réponse aux traitements médicamenteux (Ohanna M et al Gene Dev 2018,  Bertolotto C &  Ohanna  M et al Med Sci 2018,  Berestjuk I et al EMBO Mol Med 2022, Girard A et al Cancer Res 2020). Ainsi comprendre comment ce changement dynamique des caractéristiques migratoires mésenchymateuses des cellules tumorales, explique non seulement les avantages et les mécanismes par lesquels la cellule tumorale se disséminent, échappent à la thérapie, mais offre une fenêtre thérapeutique pour fournir des réponses durables dans le traitement du mélanome.

Piste scientifique proposée - Parmi les pistes, les marqueurs responsables de cette reprogrammation phénotypique tels que les principaux facteurs transcriptionnels Snail/Slug, ZEB1/ZEB2, MITF et Twist1 sont connus pour être des protéines extrêmement labiles et leurs niveaux protéiques sont étroitement contrôlés par les enzymes impliquées dans l’ubiquitination (E3 ligases) et la déubiquitination (DUBs). À ce jour, aucune DUB impliquée et essentielle au maintien du phénotype mésenchymateux liée à la résistance thérapeutique n’a été identifiée dans le mélanome (Ohanna et al Cancers 2022). Parce que ces DUB sont des cibles médicamenteuses putatives, leur identification et leur caractérisation dans ce processus d’adaptation du phénotype mésenchymateux permettra de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques durables en association des thérapies actuelles. Ainsi, à l'aide d’une bibliothèque de siARN (Short Interfering RNA) ciblant les DUBs, nous avons mis en évidence ceux impliquées dans la perturbation de la migration des cellules de mélanome résistantes aux inhibiteurs de la voie des MAPK.

Ainsi, l’objectif de cette thèse est de caractériser, intégrer les enzymes de déubiquitination (DUBs) et leurs substrats dans les processus liés à la plasticité phénotypiques mésenchymateuse des cellules de mélanome résistantes aux thérapie ciblées. Cette approche permettra de déterminer de nouveaux mécanismes moléculaires post-traductionnels responsables à la fois de la dissémination métastatique et du développement d'une résistance.

Objectifs :

W1 - Étudier et valider le rôle biologique des DUBs identifiées sur la migration/invasion des cellules de mélanomes résistantes : cette étude utilise des expériences génétiques (perte et surexpression) et fonctionnelles sur diverses lignées cellulaires de mélanome fortement ou faiblement métastatiques et résistant aux traitements sur la base d’approche favorisant la migration/invasion cellulaire (Scratch assay et expérience dans les chambres de migration et d'invasion). La pertinence clinique (survie chez les patients) et perturbation des enrichissements fonctionnelle (GSEA) de la DUB identifiée sera confrontée aux bases de données publiques par une analyse bio-informatique (cbioportal,GEO).

W2- Déterminer les mécanismes moléculaires liés à la modulation des caractéristiques de la migration mésenchymateuse des cellules de mélanomes résistants : évaluer la modulation de la DUB (perte et surexpression) sélectionnée et les conséquences sur les paramètres cellulaires (morphologie cellulaire, rapport de directivité, Vitesses, déplacement) , les caractéristiques de la migration mésenchymateuse tels que l’expression des marqueurs β-caténine , vimentine (VIM), fibronectine (FN)  ainsi que les voies de signalisation associées (pAKT, TGFB-b, NF-KB, Smad), les facteurs de transcription (ZEB1, Snail, MITF, Slug et Twist) et les métalloprotéases matricielles (MMP) telles que MMP2 , MMP7 et MMP9.

W3- Identification, validation et intégration fonctionnelle du substrat : l’identification du substrat de la DUB sélectionnée se fera par immunoprécipitation et co-IP en association avec l’établissement d’un réseau d’enrichissement moléculaire et fonctionnelle (spectrométrie de masse, cytoscape), liée aux caractéristiques de la migration mésenchymateuse.

W4- Implication de la DUB sélectionnée dans le processus de résistance au traitement liée à l’adaptation migratoire mésenchymateuse in vitro et in vivo : cette partie se fera à l’aide d’approches cellulaires et pharmacologiques (mort cellulaire & viabilité/inhibiteur de la signalisation BRAF) et expérimental chez la souris (étude la capacité tumorale des lignées dépourvues de la DUB ciblé (sh-DUB) en présence ou en absence du traitement)

Cette thèse se fera dans l'équipe « Microenvironnement,Signalisation et cancer » sous la direction du Dr Marcel Deckert (DR Inserm). L’équipe est constituée de 4 chercheurs Inserm, 1 chercheur CNRS, 1 Post-doctorant, 4 étudiants en thèse et 2 Ingénieurs, au sein du C3M (Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire). Elle se fera sous l’encadrement du chercheur Inserm Mickael Ohanna (33 publications, H-Index 20, dont Nature cell biology, Nature communication, Cancer Research, Genes and Development).

Références

Ohanna M, Biber P, Deckert M, (2022). Emerging Role of Deubiquitinating Enzymes (DUBs) in Melanoma Pathogenesis.. Cancers.

Ohanna, M., Cerezo, M., Nottet, N., Bille, K., Didier, R., Beranger, G., Mograbi, B., Rocchi, S., Yvan-Charvet, L., Ballotti, R., et al. (2018). Pivotal role of NAMPT in the switch of melanoma cells toward an invasive and drug-resistant phenotype. Genes Dev 32, 448-461.

Bertolotto, C., Ohanna, M., and Ballotti, R. (2018). [Key role of nicotinamide phosphoribosyltransferase (NAMPT) and NAD metabolism in the transition of melanoma cells to an invasive and drug-resistant phenotype]. Med Sci (Paris) 34, 1025-1028.

Pedri, D.,et al  (2022). Epithelial-to-mesenchymal-like transition events in melanoma. FEBS J 289, 1352-1368.

Girard, C.A., et  al  (2020). A Feed-Forward Mechanosignaling Loop Confers Resistance to Therapies Targeting the MAPK Pathway in BRAF-Mutant Melanoma. Cancer Res 80, 1927-1941.

Berestjuk, I., Lecacheur, M., Carminati, A., Diazzi, S., Rovera, C., Prod'homme, V., Ohanna, M., Popovic, A., Mallavialle, A., Larbret, F., et al. (2022). Targeting Discoidin Domain Receptors DDR1 and DDR2 overcomes matrix-mediated tumor cell adaptation and tolerance to BRAF-targeted therapy in melanoma. EMBO Mol Med 14, e11814.

 Motivé(e), autonome, socialement et dynamiquement communicatif, avec une attitude positive et de partage avec les membres de l’équipe

•              Connaissances théoriques des techniques abordées : techniques classiques de biologie cellulaire (culture cellulaire, transfection, siRNA) et moléculaire (RT-PCR), de biochimie (Western Blotting)

Compétences pour occuper le poste :

•              Organiser son travail de manière à respecter un planning et des délais d’exécution

•              Savoir utiliser les logiciels standards de calcul et de statistique.

•              Participation à des réunions de travail et veille scientifique

•              Maîtriser les techniques rédactionnelles et de présentation (Word, PowerPoint)