Soutenance de thèse de Aurélie MANGON

Malgré les progrès dans les traitements contre le cancer, cette maladie demeure difficile à contrôler au stade métastatique, c’est-à-dire lorsque les cellules cancéreuses quittent la tumeur primaire et se dispersent pour former des tumeurs dans des organes distants. L’identification de nouveaux marqueurs pronostiques et de cibles thérapeutiques nécessite une meilleure compréhension des mécanismes cellulaires et moléculaires. La migration des cellules tumorales est une étape majeure du processus métastatique : elle implique des changements morphogénétiques majeurs, conséquence de la réorganisation du cytosquelette. Dans ce contexte, notre équipe a caractérisé une voie de signalisation par laquelle ErbB2, un récepteur oncogénique fréquemment surexprimé dans le cancer du sein, contrôle la dynamique des microtubules (MT) et la migration cellulaire. Les MT sont des polymères polarisés, nucléés au niveau des centres organisateurs, en particulier les centrosomes, qui croissent par l’addition de dimères de tubuline au niveau de leurs extrémités +. Il s’agit de structures dynamiques qui explorent le cytoplasme en alternant phases d’assemblage et de désassemblage jusqu’à être stabilisés au niveau de sites spécifiques comme le cortex cellulaire ou les kinétochores des chromosomes. EB1, une protéine associée aux extrémités + des MT, est un acteur majeur de la régulation de la dynamique des MT, qui agit notamment comme protéine d’échafaudage, recrutant un réseau complexe de protéines favorisant la capture des microtubules. Dans l’objectif de caractériser les mécanismes qui régulent la dynamique des MT au front de migration, nous avons défini l’interactome d’EB1 par des approches de protéomique ciblée, permettant l’identification de nouveaux acteurs. J’ai ainsi, dans un premier temps, contribué à caractériser un complexe macromoléculaire associé au centrosome qui contrôle la nucléation des microtubules, avec des conséquences sur la stabilité des microtubules au front de migration, mais également sur la densité des microtubules astraux et l’orientation du fuseau mitotique. De même, j’ai déterminé le mode d’interaction et la fonction d’un nouveau partenaire d’EB1, iASPP, une protéine essentiellement connue jusque-là comme un inhibiteur du suppresseur de tumeur p53 et un partenaire de la phosphatase PP1. Mes résultats montrent que iASPP participe à la capture des MT au cortex cellulaire lors de la migration. J’ai également exploré la fonction de iASPP durant la mitose. De manière intéressante, la déplétion de iASPP induit un défaut de positionnement du fuseau mitotique, qui est probablement la conséquence d’un ancrage asymétrique des microtubules astraux au cortex. Mes résultats démontrent que ces fonctions de iASPP dépendent de la présence d’un motif « SxIP », qui permet son interaction spécifique avec EB1 et sa localisation aux extrémités + des MT ; mais sont indépendantes de son association à PP1 ou p53. J’ai également défini l’interactome de iASPP dont l’analyse a révélé la présence de plusieurs protéines associées au cortex cellulaire. Parmi celles-ci, j’ai identifié la Myosine 1c (Myo1c) et démontré qu’elle contribuait, comme iASPP, à l’ancrage des microtubules astraux et au bon positionnement du fuseau mitotique. L’ensemble de ces résultats nous permet de proposer qu’un complexe EB1-iASPP-Myo1c contribue à la capture des microtubules. Ce phénomène est particulièrement important lors de la mitose, puisqu’il participe au bon positionnement de la plaque métaphasique qui est critique pour la distribution égale du matériel génétique dans les cellules filles. Par la suite, il sera important d’intégrer des données structurales permettant de définir les modalités d’interaction au sein des complexes protéiques associés à EB1, qu’ils soient centrosomaux ou corticaux; et de déterminer si, à terme, ce type de complexes peut représenter une cible thérapeutique.

Despite significant progress in the treatments of cancer, this disease is still difficult to manage at the metastatic grade, i.e. when cancer cells leave the primary tumor and disperse to form tumors in distant organs. The identification of novel pronostic markers and targets requires a better understanding of molecular and cellular mechanisms. Tumor cell migration is a major step in the metastatic process: it involves major morphogenetic changes, built upon cytoskeleton reorganization. In this context, our group has characterized a signal transduction pathway driven by ErbB2, an oncogenic receptor frequently overexpressed in breast cancer, which controls microtubule dynamics and cell migration. Microtubules are polar polymers, nucleated at organizing centers, in particular centrosomes, which grow by incorporating tubulin dimers at their + ends. These dynamic structures explore the cytoplasm switching between assembly and disassembly phases until they are stabilized at specific sites such as the cell cortex or kinetochores on chromosomes. EB1, a protein associating with the +end of MT, is a key factor in the regulation of MT dynamics, which acts as a scaffold protein, recruiting a complex network of proteins enabling MT capture. In order to characterize mechanisms that regulate MT dynamics at the leading edge, we have defined EB1 interactome using targeted proteomic approaches, uncovering a range of novel actors. In a first instance, I have contributed to characterizing a macromolecular complex associated with the centrosome which controls MT nucleation, with consequences upon MT stability at the leading edge, but also astral MT density and mitotic spindle orientation. Likewise, I have determined the mode of interaction and the function of a novel EB1 partner, iASPP, a protein mostly known, up to now, as an inhibitor of the p53 tumor suppressor and a partner of the PP1 phosphatase. My results show that iASPP contributes to MT capture at the cell cortex during cell migration. I also explored the function of iASPP during mitosis. Interestingly, iASPP depletion induces a defect in mitotic spindle positioning most likely due to asymmetric astral MT anchoring at the cell cortex. My results demonstrate that iASPP functions are dependent on the presence of a « SxIP » motif, which enables its interaction with EB1 and its localization at the MT + ends; but are independent of its interaction with PP1 or p53. I also defined the interactome associated with iASPP whose analysis revealed the presence of several proteins associated with the cell cortex. Among these, I identified Myosin 1C (Myo1C) and demonstrated that it was contributing, like iASPP, to the anchoring of astral MT and the correct positioning of the mitotic spindle. Altogether these results suggest the existence of an EB1-iASPP-Myo1c complex contributing to MT capture. This phenomenon is particularly important during mitosis, as it participates to the positioning of the metaphasic plate which is critical for equipartition of genetic material in daughter cells. Following up on these studies, it will be important to integrate structural data providing insights into the mode of interactions within the EB1-associated protein complexes, whether centrosomal or cortical; and to determine if, in the end, this type of complexes can represent a therapeutic target.