Добірка наукової літератури з теми "Mutation activatrice"

Pendant les 20 dernières années, la compréhension de la biologie moléculaire des cancers de la thyroïde a progressé, le développement des analyses moléculaires laisse entrevoir des implications importantes pour une aide au diagnostic en pathologie thyroïdienne ; ces analyses moléculaires peuvent aussi potentiellement permettre de mieux apprécier le pronostic de certaines lésions thyroïdiennes. Quatre types de mutation représentent la grande majorité des mutations somatiques actuellement connues, ayant le plus grand impact pour le diagnostic et le pronostic des carcinomes folliculaires et papillaires de la thyroïde : il s’agit des mutations ponctuelles de BRAF et de RAS et des réarrangements de RET/PTC et de PAX8/ PPARγ. Les mutations constitutionnelles de RET permettent de distinguer les formes familiales et les formes sporadiques des carcinomes médullaires de la thyroïde. La mutation activatrice V600E du gène BRAF est l’évènement oncogénique le plus fréquent et le plus spécifique des carcinomes papillaires (CP). Les miARN devraient rapidement avoir un intérêt diagnostique des tumeurs folliculaires sur cytoponction, grâce aux travaux récents explorant un plus grand nombre de classes tumorales et notamment des groupes de tumeurs histologiquement atypiques.

Les tyrosines kinases de la famille Jak (Tyk2, Jak1-3) sont impliquées dans la signalisation par les cytokines hélicoïdales. Une partie de ma thèse a porté sur l’étude de Pot1, un nouvel interacteur de Tyk2. Afin d’évaluer le rôle de Pot1 dans la voie de signalisation de l’IFN, j’ai mesuré la réponse à l’IFN de cellules déplétées en Pot1 en évaluant la phosphorylation des STATs et l’induction d’un gène rapporteur. La diminution de l'expression de Pot1 n’a pas d’effet sur la signalisation par l’IFN. La deuxième partie de mon travail a porté sur l’étude de la substitution V678F dans la Tyk2. Nous avons établi, à partir de cellules Tyk2-déficientes, des clones stables exprimant la protéine sauvage ou mutante. Nous avons aussi analysé le mutant Tyk2V678F associé à un récepteur artificiel de type homodimérique. Nos résultats montrent que la mutation V678F augmente in vivo et in vitro la capacité de Tyk2 à s’auto-phosphoryler, cela plus fortement dans le cas du récepteur homodimérique. De plus, le mutant acquiert la capacité de phosphoryler STAT3 en absence de ligand mais n’affecte pas la réponse à l’IFN en terme de phosphorylation de Jak1 et STAT1/2
Tyk2 is a member of the Jak family of tyrosine kinases (Jak1, Jak2, Jak3 and Tyk2), which are indispensable components of -helical cytokine signaling cascades. Receptors for - helical cytokines are mostly made of two transmembrane subunits that associate with Jaks. Ligand bridging of two receptor chains brings together the associated Jaks, enabling their activation by transphosphorylation. Activated Jaks phosphorylate the STATs (Signal Transducer and Activator of Transcription) which translocate into the nucleus to drive gene expression. The Jaks have an N-terminal FERM (band 4. 1-ezrin-radixin-moesin) domain, followed by an "SH2-like" domain and two kinase domains: a kinase-like (KL) domain and the catalytic tyrosine-kinase domain. The FERM and SH2-like domains are necessary for receptor binding. The KL domain has no catalytic activity, but plays an important regulatory role. The laboratory is particularly interested in the type I interferon (IFN/) receptor, made of two subunits IFNAR1 and IFNAR2, which bind Tyk2 and Jak1, respectively. During the first part of my thesis, I analyzed a new Tyk2 interacting protein, Pot1 (Partner of Tyk2). Pot1 was isolated in a yeast two-hybrid screen using the Tyk2 FERM domain as bait. To assess the role of Pot1 in IFNsignaling, I monitored IFN-induced response in Pot1-depleted cells by measuring STAT phosphorylation and the induction of a reporter gene. These experiments showed that, in this system, Pot1 depletion had no effect on IFN-induced signaling. A two-hybrid screen was performed with Pot1 as bait. Among the 14 proteins found with high interaction confidence, we focused on GIT1 (G protein-coupled receptor kinase interactor 1), an adaptor protein implicated in a number of cellular processes, like cell migration, receptor internalization and EGF and angiotensin II signaling. To analyze the role of GIT1 in IFNsignaling, I monitored IFN-induced receptor internalization, STAT phosphorylation and the induction of a reporter gene in GIT1-depleted cells. The results obtained allow us to exclude a role for GIT1 in type I IFN signaling. During the second part of my thesis, I analyzed the effect of the V678F substitution on Tyk2 function. This mutation, located in the KL domain, corresponds to the V617F mutation of Jak2 found at the origin of Polycythemia vera. To study the effect of the V678F mutation on Tyk2 activity, I reconstituted Tyk2-deficient cells with Tyk2 WT or the V678F mutant and monitored IFN-induced response. Our results show that the V678F mutation augments basal Tyk2 kinase activity measured in vitro. This gain-of-function leads to an increase of the basal STAT3 phosphorylation level, but has no effect on IFN-induced Jak1 and STAT1/2/5 phosphorylation. As opposed to Jak2, Tyk2 has been implicated only in signaling via heterodimeric receptor complexes. Interestingly, it has been shown that Jak2V617F needs the coexpression of a cognate homodimeric receptor to fully exert its transforming activity in the BaF3 cellular model system. Therefore, we analyzed the effect of Tyk2V678F on signaling via an artificial homodimeric receptor. To this end, we used Tyk2-deficient cells that express a chimeric receptor containing the extracellular domain of erythropoietin receptor fused to the intracellular region of IFNAR1. These cells were stably reconstituted with Tyk2WT or the V678F mutant. In this context, Tyk2V678F confers ligand hypersensitivity as seen by STAT1/3/5 phosphorylation. Moreover, the ensemble of these data point to STAT3 as a preferred substrate of Tyk2

Les récepteurs des cytokines à structure α-hélicoïdale sont pour la plupart composés de deux sous-unités transmembranaires associées aux protéine tyrosine kinases de la famille Janus (Tyk2, Jak1, Jak2 et Jak3). La fixation de la cytokine à son récepteur induit une dimérisation des sous-unités ce qui entraîne l'activation des Jak par transphosphorylation. Les Jaks ainsi activées phosphorylent les facteurs de transcription STAT (Signal Transducer and Activator of Transcription) qui transloquent dans le noyau. Les tyrosine kinases Jak présentent en position N-terminale un domaine FERM (4.1-ezrin-radixin-moesin), suivi par un domaine dit 'SH2-like' et deux domaines kinases: un domaine dit 'kinase-like' (KL) à fonction régulatrice et un domaine catalytique de type tyrosine kinase en position C-terminale. L'association au récepteur se fait par la région N-terminale. Le laboratoire s'intéresse particulièrement au récepteur de l'interféron de type I (IFNα/β) composé de deux chaînes, IFNAR1 et IFNAR2, et aux kinases Tyk2 et Jak1 auxquels elles s'associent respectivement. La première partie de ma thèse a porté sur l'étude d'un nouveau partenaire de Tyk2, la protéine Pot1 (Partner of Tyk2) et de son rôle potentiel dans la voie de signalisation de l'IFNα. Plusieurs ADNc partiels de Pot1 avaient été isolés dans le laboratoire par criblage double-hybride utilisant comme appât le domaine FERM de Tyk2. Un ADNc complet de Pot1 avait été reconstruit donnant lieu à une protéine de 1003 acides aminés (aa). L'interaction entre cette protéine et les domaines FERM de Tyk2 et de Jak1 avait été confirmée par des expériences in vitro. L'analyse par northern blot de Pot1 montre une expression faible dans plusieurs tissus. L'étude de la localisation de la protéine Pot1 surexprimée avait montré une localisation cytoplasmique au niveau de vésicules non identifiées. Un des aspects de mon travail sur Pot1 a été de déterminer si l'ADNc reconstruit dans le laboratoire, appelé 'lab cDNA', correspond à un vrai transcrit. En effet, les banques de données recensent plusieurs autres transcrits issus du gène Pot1, avec une portion 3' commune et identique au 'lab cDNA', mais une région 5' divergente. Ces transcrits donnent lieu à deux isoformes ne possédant pas les 200 aa ou 250 aa en position N-terminale par rapport à la protéine de référence codée par le 'lab cDNA'. De plus, l'unique protéine murine (mPot1) recensée dans les banques de données ne possède pas les 100 aa en N-terminal par rapport à la protéine humaine de référence. Pour analyser l'expression de différents transcrits, j'ai amplifié l'ADNc de cellules humaines HEK293T avec des primers me permettant de 12 distinguer les différents transcrits. Ces expériences ont permis de confirmer l'expression du transcrit correspondant au 'lab cDNA' et codant pour une isoforme de 1003 aa (112 kDa). Par la suite j'ai étudié la localisation de la protéine Pot1 murine dans les cellules surexprimant mPot1. J'ai observé que mPot1 se trouve dans des vésicules cytoplasmiques, tout comme la protéine humaine, et semble être associée à la membrane de ces vésicules. Toutefois, nous ne pouvons pas écarter la possibilité de localisation inadéquate dû à la forte surexpression de mPot1. Il sera nécessaire de confirmer cette observation par l'analyse de la localisation de la protéine endogène. A ce jour les anticorps disponibles ne permettent pas sa détection. Afin d'évaluer le rôle de Pot1 dans la voie de signalisation de l'IFNα, j'ai mesuré la réponse à l'IFNα de cellules déplétées en Pot1 par interférence à l'ARN. J'ai mesuré la phosphorylation des protéines STAT et l'induction d'un gène rapporteur. Ces expériences ont montré que, dans ce système, la diminution de l'expression de Pot1 n'a pas d'effet sur la signalisation par l'IFNα. Afin d'éclairer la fonction de Pot1, de nouveaux interacteurs de Pot1 ont été recherchés par criblage double-hybride. Parmi les 14 protéines identifiées à haut niveau de confiance, nous nous sommes particulièrement intéressés à GIT1 (G protein-coupled receptor kinase interactor), une protéine adaptatrice impliquée dans de nombreux processus cellulaires, tels que l'internalisation de récepteurs, la signalisation induite par l'EGF (epidermal growth factor) et l'angiotensine II ainsi que la migration cellulaire. Afin d'analyser le rôle éventuel de GIT1 dans la signalisation par l'IFNα, j'ai mesuré plusieurs paramètres (internalisation des sous-unités du récepteur, phosphorylation des STAT, induction d'un gène rapporteur) dans des cellules surexprimant ou déplétées en GIT1. Les résultats obtenus ont écarté l'hypothèse d'une implication de GIT1 dans la réponse transcriptionnelle à l'IFNα. La deuxième partie de mon travail a porté sur l'étude de la mutation V678F introduite dans la protéine Tyk2.Cette substitution est située dans le domaine KL et correspond à la mutation V617F de Jak2, décrite comme étant à l'origine de la Polycythemia vera. La P. vera, ou maladie de Vaquez, est une maladie myéloproliférative caractérisée par une hyperproduction d'érythrocytes et leur hypersensibilité à l'érythropoiétine (Epo). Il a été montré que la mutation V617F induit une augmentation de l'activité kinase de base de Jak2. De même, Jak2V617F induit une prolifération indépendante de facteurs de croissance des cellules murines BaF3, confirmant son potentiel transformant. Toutefois, il a été montré que 13 Jak2V617F nécessite la coexpression d'un récepteur homodimérique, tel que récepteur à l'Epo, pour exercer une activité transformante maximale. Les questions que nous nous sommes posées sont les suivantes: 1) quel est l'effet de la substitution V678F sur l'activité catalytique de Tyk2? 2) quel est l'effet du mutant Tyk2V678F sur la signalisation par l'IFNα? 3) le mutant Tyk2V678F aurait-il un effet plus marquant ou délétère s'il est placé dans un contexte de récepteur homodimérique? A cet effet, nous avons établi, à partir de cellules Tyk2-déficientes, des clones stables exprimant la protéine sauvage ou mutante. Nos résultats montrent que la mutation V678F augmente in vivo et in vitro la capacité de Tyk2 à s'auto-phosphoryler. Par la suite, j'ai mesuré la phosphorylation sur tyrosine des protéines STAT en réponse à l'IFNα. Aucune différence de niveau de phosphorylation de STAT1/2/5 n'a pu être décélée entre les cellules exprimant la protéine sauvage et les cellules exprimant le mutant Tyk2V678F. Par contre, j'ai mis en évidence une phosphorylation basale de STAT3 augmentée en présence de Tyk2V678F. Pour déterminer si cette phosphorylation basale de STAT3 corrèle avec une augmentation de son activité transcriptionnelle, j'ai analysé l'activité transcriptionelle de STAT3 à l'aide d'un gène rapporteur. Les résultats montrent que, dans les cellules exprimant le mutant Tyk2V678F, STAT3 possède une activité transcriptionelle augmentée. Afin d'étudier l'effet du mutant Tyk2V678F placé dans un contexte de récepteur homodimérique, j'ai utilisé des cellules exprimant un récepteur chimérique comprenant l'ectodomaine du récepteur à l'Epo fusionné aux régions transmembranaire et cytoplasmique de la chaîne IFNAR1 (EpoR/R1). A l'aide de ces cellules, j'ai pu confirmer que l'expression du mutant Tyk2V678F engendre une phosphorylation basale de STAT3. De plus, dans ce contexte de récepteur homodimérique, suite à stimulation par le ligand Epo, le mutant Tyk2V678F induit une augmentation ultérieure de la phosphorylation de STAT1, STAT3 et STAT5. Nous avons aussi voulu comparer directement le niveau de phosphorylation de Tyk2V678F et de STAT3 dans différents contextes de récepteurs. Les résultats obtenus montrent que la protéine Tyk2V678F est plus phosphorylée basalement dans les cellules exprimant le récepteur homodimérique EpoR/R1. Ceci est probablement la conséquence d'une transphosphorylation plus efficace de deux kinases mutantes juxtaposées. Par contre, la phosphorylation de STAT3 ne corrèle pas directement avec le niveau d'expression du mutant Tyk2V678F, ce qui suggère une absence de corrélation linéaire entre l'activation de Tyk2 et et de STAT3. 14 En conclusion, nous avons montré que la mutation V678F augmente l'activité catalytique de Tyk2. De plus, le mutant acquiert la capacité de phosphoryler STAT3 et ceci en absence du ligand. Cependant, le mutant Tyk2V678F n'affecte pas la réponse à l'IFNα en terme de phosphorylation de Jak1, STAT1 et STAT2. Ces résultats démontrent une interaction fonctionnelle étroite entre Tyk2 et STAT3. Etant donné que STAT3 constitutivement actif exerce des propriétés oncogéniques et que STAT3 est phosphorylé dans de nombreux cancers, il est possible de prédire aussi un rôle oncogénique pour Tyk2 constitutivement active. Récemment, il a été suggéré qu'un polymorphisme de Tyk2, P1104A, pourrait être associé à la présence de tumeurs. Cette substitution est située dans le domaine tyrosine kinase au sein d'une hélice α présente uniquement dans les membres de la famille Jak. Nous avons introduit cette mutation dans Tyk2 et analysé son effet sur l'activité kinase. Les résultats montrent que le mutant Tyk2P1104A est incapable de s'autophosphoryler in vitro. Toutefois, en réponse à l'IFNα, aucune différence du niveau de phosphorylation de STAT1/2 /3 n'est décélée dans les cellules exprimant Tyk2P1104A par rapport aux cellules exprimant la protéine sauvage. Ces résultats suggèrent que la mutation P1104A abolit la capacité autophosphorylante de l'enzyme, mais n'affecte pas l'activité enzymatique induite par l' l'IFNα envers d'autres substrats in vivo. Ces résultats préliminaires devront être renforcés par des études plus approfondies de l'effet de la mutation P1104A sur la fonction que Tyk2 exerce au sein du récepteur de l'IFNα/β ainsi qu'au sein d'autres récepteurs de cytokines de la réponse immune.

Les thérapies ciblées révolutionnent actuellement la prise en charge des patients atteints de cancer, à la condition qu’ils présentent une altération moléculaire ciblable responsable de la progression tumorale. Les récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) présentant des mutations activatrices sont les cibles majeures des thérapies ciblées avec, comme exemple représentatif, l’EGFR dont les mutations conduisent à son activation constitutive le rendant indépendant d’une stimulation par son ligand.Le récepteur MET, un autre RTK de cette famille, présente des mutations activatrices dans le cancer du rein et le cancer du poumon. En effet, le carcinome rénal papillaire de type I (HPRC), un cancer héréditaire peu fréquent, a la particularité de présenter dans plus de 80 % des cas des mutations activatrices de MET. En revanche, dans le cancer du poumon non à petites cellules (CBNPC), les mutations de MET conduisent au saut de l’exon 14 codant pour le domaine juxtamembranaire (mutations MET ex14). Ce saut d’exon conduit à la perte du domaine juxtamembranaire, un domaine régulateur impliqué dans la régulation négative du récepteur. De façon originale par rapport à d’autres mutations de RTK, ces mutations nécessitent toujours une stimulation par l’HGF, le ligand de MET, plaçant la production d’HGF comme un paramètre à considérer dans la stratification des patients pouvant bénéficier de thérapies ciblées.Des inhibiteurs de tyrosine kinase (TKI) dirigés contre MET ont été approuvés très récemment pour une utilisation en clinique, offrant un véritable espoir pour les patients présentant ces mutations.Grâce au développement du séquençage haut-débit pour le diagnostic et l’émergence de nouvelles mutations de résistance suite aux traitements par les thérapies ciblées, le spectre des mutations affectant les RTK s’élargit considérablement. L’enjeu actuel n’est plus la détection de ces mutations mais leur interprétation fonctionnelle, pouvant démontrer leur caractère activateur ou leur ciblage par des TKI.Dans ce contexte, mon objectif de thèse a été d’exploiter les données de séquençage de patients souffrant d’un HPRC ou d’un CBNPC afin d’identifier de nouvelles mutations activatrices de MET et de caractériser leurs mécanismes d’activation afin de déterminer leur éligibilité pour un traitement potentiel par des TKI.Grâce à une collaboration avec l'Institut Gustave Roussy qui centralise les données de séquençage des patients atteints d’HPRC, nous avons identifié dans une cohorte de 158 patients, 8 mutations non décrites jusqu'à présent, touchant le domaine extracellulaire (V37A et R426P), le domaine juxtamembranaire (S1018P et G1086E) et le lobe N-terminal de la kinase de MET (H1086L, I1102T, C1125G et L1130S). En parallèle, grâce à notre collaboration avec le CHU de Lille, qui centralise les données de 2808 patients atteint d’un CBNPC, nous avons identifié 2 mutations du domaine kinase non décrites.Dans un premier temps, nous avons démontré dans un modèle de transformation de fibroblastes que les quatre mutations du lobe N-terminal, répertoriées dans les HPRC, sont potentiellement des mutations activatrices de MET. De façon intéressante, bien qu’elles soient localisées dans la kinase, ces mutations conservent une dépendance à l’HGF pour induire la transformation cellulaire. De plus, ces quatre mutations sont sensibles aux TKI dirigés contre MET.Dans un second temps, afin de mieux caractériser ces nouvelles mutations activatrices, nous avons établis des lignées cellulaires épithéliales T47D exprimant deux des nouvelles mutations activatrices (H1086L et I1102T) que nous avons comparé à MET sauvage et MET ex14, connue pour conserver sa dépendance à l’HGF. Nos résultats confirment que ces deux mutations nécessitent une activation par l’HGF pour l’activation des voies de signalisation en aval et l’induction de réponse comme la mobilité cellulaire [...]
Targeted therapies are currently revolutionizing the management of cancer patients, provided they present a targetable molecular alteration responsible for tumor progression. Receptor tyrosine kinases (RTKs) with activating mutations are major targets of targeted therapies, with EGFR as a representative example, whose mutations lead to its constitutive activation, making it independent of stimulation by its ligand.The MET receptor, another RTK in this family, has activating mutations in kidney and lung cancer. Indeed, type I papillary renal cell carcinoma (HPRC), an uncommon hereditary cancer, is unique in that over 80% of cases have MET activating mutations. In contrast, in non-small cell lung cancer (NSCLC), MET mutations lead to skipping of exon 14 encoding the juxtamembrane domain (MET ex14 mutations). This exon skipping leads to the loss of the juxtamembrane domain, a regulatory domain involved in the negative regulation of the receptor. In an original way from other RTK mutations, these mutations always require stimulation by HGF, the ligand of MET, making HGF production a parameter to be considered in the stratification of patients eligible for targeted therapies.Tyrosine kinase inhibitors (TKIs) directed against MET have very recently been approved for clinical use, offering real hope for patients with these mutations.Thanks to the development of high-throughput sequencing for diagnosis and the emergence of new resistance mutations following treatment with targeted therapies, the spectrum of mutations affecting TKIs is expanding considerably. The current challenge is no longer the detection of these mutations, but their functional interpretation, which can demonstrate their activating character or their targeting by TKIs.In this context, my thesis objective was to exploit sequencing data from patients suffering from HPRC or NSCLC to identify new MET activating mutations and characterize their activation mechanisms in order to determine their eligibility for potential treatment by TKIs.Thanks to a collaboration with the Institute Gustave Roussy, which centralizes sequencing data from HPRC patients, we have identified 8 previously undescribed mutations in a cohort of 158 patients, affecting the extracellular domain (V37A and R426P), the juxtamembrane domain (S1018P and G1086E) and the N-terminal lobe of MET kinase (H1086L, I1102T, C1125G and L1130S). In parallel, thanks to our collaboration with the Lille University Hospital, which centralizes data on 2808 NSCLC patients, we have identified 2 undescribed kinase domain mutations.First, we demonstrated in a fibroblast transformation model that the four N-terminal lobe mutations identified in HPRC are potential MET-activating mutations. Interestingly, although localized to the kinase, these mutations retain a dependence on HGF to induce cell transformation. Moreover, all four mutations are sensitive to TKIs directed against MET.In a second step, to better characterize these new activating mutations, we established T47D epithelial cell lines expressing two of the new activating mutations (H1086L and I1102T), which we compared with wild-type MET and MET ex14, known to retain its dependence on HGF. Our results confirm that both mutations require activation by HGF for activation of downstream signaling pathways and induction of responses such as cell motility. Transcriptomic analysis reveals significant similarities between the transcriptional programs of the MET I1102T, H1086L and MET exon14 mutations, highlighting their involvement in extracellular matrix remodeling and invasion. Xenografts of cells expressing these new mutations in mouse models demonstrate their ability to promote tumor growth [...]