Understanding how PX protein regulates telomerase activities

Comprendre comment la protéine PX régule les activités de la télomérase La télomérase est une ribonucléoprotéine qui joue deux rôles indépendants et critiques dans les cellules cancéreuses et dans les cellules souches adultes. En tant que transcriptase inverse qui synthétise les répétitions télomériques localisées à l’extrémité des chromosomes, la télomérase assure le maintien de la stabilité des télomères. Cette activité, dite canonique, permet de prévenir les conséquences néfastes liées à un dysfonctionnement des télomères. Afin d’ajouter les séquences télomériques aux extrémités des chromosomes, la télomérase nécessite sa sous-unité protéique TERT, et son composant ARN matriciel TERC.En plus de son rôle dans la synthèse des télomères, la sous-unité TERT présente une activité dite non-canonique qui est indépendante de sa fonction d’élongation des télomères. Les résultats obtenus précédemment montrent que l'épithélium rénal est particulièrement sensible à cette activité non-canonique de la télomérase. En effet, la surexpression conditionnelle d'un mutant de TERT (TERTci, catalytically inactive), incapable de rallonger les télomères, dans le rein de souris adultes provoque la reprogrammation des cellules épithéliales rénales responsables de la filtration du sang (podocytes) en cellules dédifférenciées et prolifératives. Cette dérégulation des podocytes observée lors de la surexpression de TERTci aboutit au développement rapide chez les souris d’une pathologie rénale décrite chez l’Homme.Malgré l’importance des activités de TERT dans les cellules souches et cancéreuses, les mécanismes régulant ces activités restent méconnus. Des études suggèrent que TERT est finement régulée au niveau post-traductionnel. Néanmoins, peu de données sont disponibles concernant notamment la dynamique de phosphorylation de TERT et son impact biologique. L’objectif de mon projet de thèse est donc de déterminer comment la protéine PX régule les activités de la télomérase. Mon premier objectif a été de déterminer si PX interfère avec l’activité non-canonique de TERT et de ce fait si l’invalidation de PX modulait la capacité de TERT à reprogrammer l’épithélium rénal en cellules dédifférenciées et prolifératives in vivo. Pour ce faire, j’ai croisé les souris permettant de surexprimer TERTci de manière conditionnelle (souris i-TERTci) avec des souris comportant un knock-out de PX (souris PX-/-). Mes résultats montrent que l'invalidation de PX empêche l'initiation de la maladie malgré la surexpression de TERTci, et que ce blocage des fonctions de TERT lors de l'absence de PX est associé à une activation du processus de sénescence. Aussi, mes résultats montrent que l'inhibition pharmacologique de l'activité enzymatique de PX chez les souris développant la pathologie rénale induit une rémission partielle de la protéinurie et améliore les caractéristiques histopathologiques du rein chez ces souris. Ainsi, mon travail montre que le ciblage de PX semble être une stratégie thérapeutique efficace pour le traitement de la pathologie rénale.Mon second objectif a été de déterminer si PX modulait également la fonction canonique de la télomérase. En outre, mes résultats montrent que PX interfère avec la capacité de la télomérase à rallonger les télomères. En effet, l’inhibition de PX par l’emploie de shRNA ou d’un inhibiteur pharmacologique de son activité enzymatique conduit à une élongation des télomères in vitro. De plus, mes résultats montrent que PX interagit directement avec la protéine TERT et module son statut de phosphorylation. En conclusion, le travail réalisé au cours de ma thèse révèle un rôle critique de PX dans la modulation des fonctions canonique et extra-télomérique de la télomérase.