Projet 3
Régulation du métabolisme cellulaire par de nouvelles protéines alternatives
La glucuronidation par les enzymes Uridine diphospho-GlucuronosylTransférase (UGT)
est l’une des principales voies d’élimination d’une multitude de molécules non-polaires
et lipophiles. Cette réaction enzymatique consiste en l’ajout d’un sucre soluble, l’acide
glucuronique, à un groupement réactif présent sur le substrat. L’activité de
glucuronidation influence le niveau d’exposition à différentes substances de nature
endogène, comme la bilirubine et les hormones stéroïdiennes, ou encore exogène,
incluant des composés toxiques ou carcinogéniques, ainsi que des médicaments de
toutes classes. La variabilité de cette voie métabolique affecte la susceptibilité de
l’individu à différentes maladies tels les cancers hormono-dépendants et ceux associés
à l’exposition à des composés toxiques (colon, vessie, poumon). Une étude approfondie
du locus UGT1, codant pour la moitié des 19 enzymes humaines, a permis de mettre en
évidence un évènement d’épissage alternatif entraînant la production de neuf nouvelles
protéines de 45 kDa, tronquées en C-terminal et nommées isoformes 2 ou i2. Bien que
dépourvues d’activité enzymatique, ces protéines i2 peuvent moduler l’activité de
glucuronidation des enzymes UGT1A_i1 (55 kDa), situées au réticulum endoplasmique,
par le biais d’interactions protéiques. Ceci constitue un nouveau mécanisme de
régulation de la voie de glucuronidation, corroboré par l’immuno-localisation des
protéines i1 et i2 dans les mêmes structures tissulaires du foie, du rein, de l’estomac,
de l’intestin et du côlon. De plus, en lien avec l’observation d’une localisation
cytoplasmique des protéines i2, nous avons récemment identifié de nouveaux
partenaires de ces protéines par une approche protéomique.
Le premier objectif du projet est de déterminer l’effet de la modulation des niveaux des
isoformes i2 sur la réponse cellulaire à divers stimuli exogènes, tels des médicaments
et des carcinogènes étant des substrats des enzymes UGT1A. Approche : Nous
utiliserons des lignées cellulaires cancéreuses représentant divers contextes
biologiques et dans lesquelles les formes i2 sont réprimées ou surexprimées. Divers
phénotypes cellulaires en lien avec les molécules testées seront étudiés, notamment la
prolifération cellulaire, la migration, l’apoptose, ainsi que des mesures spécifiques aux
composés étudiés. Nous espérons montrer que le niveau d’expression des protéines i2
influence la réponse cellulaire à divers composés, démontrant ainsi leur pertinence
pharmaceutique et toxicologique. Le deuxième objectif est d’étudier l’implication des
formes alternatives i2 dans la modulation d’autres voies métaboliques, dans lesquelles
de nouveaux partenaires protéiques ont été récemment identifiés. Approche : En
utilisant les modèles cellulaires mentionnés ci-haut, 1) nous évaluerons le statut
métabolique de cellules ayant des niveaux variables des protéines i2 par le biais d’une
approche métabolomique ; 2) nous évaluerons l’influence des formes i2 sur des voies
enzymatique spécifiques, notamment la glycolyse, où plusieurs partenaires ont été
identifiés ; et 3) nous étudierons le lien entre ces paramètres et les phénotypes
cellulaires établis à l’objectif 1. Les nouvelles protéines alternatives UGT1A_i2
pourraient jouer un rôle important dans la régulation de diverses voies du métabolisme
cellulaire, ainsi que dans la reprogrammation métabolique, la régulation du métabolisme
énergétique et l’accumulation de biomasse durant la tumorigenèse.