Projet ANR-06-JCJC-0080 – DRUGMET : DNA methylation and tumorigenesis: study of the mechanism and design of specific drugs.
Programme : Programme "Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs" (JCJC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR EST (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ILE-DE-FRANCE SECTEUR EST)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique
Montant : 150000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 48 mois
Résumé : L'objectif de ce projet est de concevoir de nouvelles molécules capables de réactiver spécifiquement des gènes impliqués dans les cancers et dont l'expression a été inhibée par méthylation de leur promoteur. Les modifications épigénétiques, dont le rôle dans les processus de tumorigénèse a été largement démontré, constituent une nouvelle génération de cibles pour développer des agents anticancereux. Dans de nombreux cancers, l'inactivation de certains gènes, en particulier les suppresseurs de tumeurs, est liée à la méthylation de l'ADN, catalysée par des ADN méthyltransférases (DNMT), sur les îlots CpG présents dans leur promoteur. Si la réactivation de ces gènes est possible par des inhibiteurs de DNMT, cette stratégie reste limitée par le manque de spécificité de ces molécules. En effet, l'inhibition des DNMT induit une hypométhylation générale du génome qui peut conduire à l'activation aléatoire de certains gènes et en particulier d'oncogènes. Dans ce contexte, nous proposons de concevoir de nouvelles molécules capables de réactiver spécifiquement les gènes d'intérêts afin soit d'induire l'apoptose, soit de sensibiliser des cellules résistantes aux chimiothérapies. Pour cela, nous allons dans un premier temps coupler covalemment les inhibiteurs validés de DNMT à des ligands spécifiques de l'ADN, afin d'induire la déméthylation uniquement au site de fixation du ligand sur le promoteur du gène d'intérêt. Le modèle d'étude choisi étant le cancer de la prostate, nous avons sélectionné 8 gènes qui sont fréquement inactivés dans les tumeurs par hypermethylation de leurs promoteurs. Après avoir synthétisé et caractérisé les conjugués inhibiteur-ligand in vitro, ils seront testés sur deux lignées cellulaires de cancer de la prostate, DU145 et LNCaP, afin de déterminer leur capacité à réactiver spécifiquement le gène cible par démethylation de l'ADN. En parallèle, nous développerons un essai à haut débit afin de rechercher dans des chimiothèques de nouveaux inhibiteurs.  La deuxième partie de ce projet porte sur l'étude du processus spécifique d'hypermethylation des îlots CpG dans les cellules cancéreuses. Il a en effet été observé dans les cellules cancéreuses que certains promoteurs de gènes, en particulier des gènes supresseurs de tumeurs, sont hyperméthylés alors que le reste du génome est globalement hypomethylé. Le mécanisme qui permet de diriger spécifiquement la méthylation de novo sur des promoteurs de gènes ciblés n'est pas encore connu. Les DNMT doivent être guidées sur leur cible par des intermédiaires qui pourraient être, selon nous: (i) une séquence d'ADN spécifique ou une structure secondaire particulière adoptée par l'ADN lui-même; (ii) des protéines spécifiques; (iii) un ARN qui pourrait cibler certaines régions par homologie de séquence. Ces trois intermédiaires ne sont pas mutuellement exclusifs. Notre expérience dans l'étude du rôle de séquences d'acides nucléiques et de structures secondaires dans la régulation des gènes et leur interaction avec des protéines nous permettra de développer une approche moléculaire pour identifier ces partenaires. Une première analyse bioinformatique nous a déjà permis de sélectionner des motifs sur et sous-représentés dans les îlots CpG hyperméthylés des cellules tumorales. Ces séquences vont être caractérisées et leur capacité à former des structures particulières et à interagir avec les DNMT étudiée. La caractérisation de partenaires protéiques dans le complexe de methylation va être entrepris dans les cellules par des expériences d'immunoprécipitation, suivie de la spectrométrie de masse.  Notre objectif est de fonder un groupe automne autour de ce nouveau sujet dans le laboratoire. Notre expérience dans l'étude des topoisomérases et la synthèse d'inhibiteurs spécifiques (P.B. Arimondo et D. Guianvarc'h), l'étude d'interactions entre séquences particulières d'ADN et protéines in vitro et dans les cellules (A.L. Guieysse-Peugeot et P.B. Arimondo) et l'analyse bioinformatique des