Thèse Nouveau Rôle d'Une Protéine de la Réparation des Bases Oxydées dans la Gestion du Stress Réplicatif- Conséquences sur la Réponse Immunitaire Anti-Tumorale. H/F - 75

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health
École doctorale : Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Laboratoire de recherche : Stabilité génétique, Cellules Souches et Radiations
Direction de la thèse : Pascale BERTRAND ORCID 000000029019742X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-03-23T23:59:59

Une accumulation de dommage à l'ADN ou un stress réplicatif entraine la libération de petits fragments d'ADN dans le cytosol. Ces ADN cytosoliques sont reconnus par des senseurs de l'ADN tel que cGAS entrainant l'activation de la voie cGAS-STING aboutissant à la production d'interférons de type I et de facteurs inflammatoires. Ce processus déclenche une réponse immunitaire innée permettant le recrutement de cellules immunes et la mort des cellules tumorales L'exposition des cellules aux radiations ionisantes entrainent la production d'ADN cytosoliques. Ainsi, il a été proposé que l'activation de la voie cGAS-STING participe à l'efficacité de la radiothérapie. De nos jours, les mécanismes moléculaires précis de production des ADN cytosoliques ne sont pas encore élucidés. Le laboratoire désire identifier de nouveaux acteurs moléculaires ou modulateurs pharmacologiques impliqués dans les mécanismes de production d'ADN cytosolique.
Il a été montré que le stress réplicatif pouvait être une source d'ADN cytosoliques et donc d'activation de la voie cGAS-STING. D'autre part, certaines espèces réactives de l'oxygène peuvent induire un stress réplicatif en ralentissant la réplication ou en bloquant les fourches de réplication.

Nous avons donc émis l'hypothèse que la déplétion de certaines protéines de la réparation des bases oxydées (BER ) favoriserait la production d'ADN cytosolique en génèrant un stress réplicatif.
Nous nous sommes focalisées sur les protéines du BER qui répareraient principalement les dommages oxydatifs bloquant pendant la phase S. Nous avons obtenu un grand nombre de résultats préliminaires qui ont renforcé cette hypothèse. Nos données montrent que la déplétion d'un acteur clé du BER augmente l'expression d'ISGs (Interferon stimulated genes) de façon dépendante de la voie cGAS. De plus, nous avons découvert un rôle inattendu de cette protéine dans un mécanisme de rédémarrage des fourches de réplication.
Ce projet s'articule en 3 parties : (1) : Identifier l'origine et la nature ainsi que le mécanisme de production des ADN cytosoliques, de l'IFN de type I et de l'expression des ISGS (Interferon stimulated genes) après déplétion de cet acteur du BER et étudier la déplétion d'autres protéines du BER; (II) caractériser davantage le stress réplicatif engendré par cette déplétion et du nouveau rôle de cet acteur du BER pendant le processus de réplication ; (III) évaluer l'impact de l'inhibition cette protéine sur la tumorigénèse et sur la réponse aux agents anti-tumoraux.
Identifier de nouveaux acteurs et modulateurs de la production d'ADN cytosolique et de la voie cGAS-STING présente des intérêts à la fois fondamentaux et translationnels. Cela permettra d'appronfondir nos connaissances sur les mécanismes de maintien de la stabilité du génome et du lien entre la réparation/réplication et l'immunité anti-tumorale. Cela nous permettrait de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques à associer ou non à la chimiothérapie, à la radiothérapie ou encore à l'immunothérapie et éventuellement d'identifier des biomarqueurs prédictifs de l'efficacité de ces traitements anti-cancéreux.

La recherche de traitement contre le cancer est un enjeu de santé majeur. Actuellement environ 60% des patients atteints d'un cancer sont traités par radiothérapie seule ou combinée avec d'autres traitements anticancéreux. Les stratégies d'association de la radiothérapie avec l'immunothérapie, c'est à dire l'utilisation de molécules augmentant l'activité du système immunitaire vis-à-vis des cellules cancéreuses, représentent un grand espoir dans le traitement anti-tumoral pour un grand nombre de patients. Toutefois des progrès peuvent encore être réalisés pour augmenter l'efficacité ou réduire la toxicité de ces traitements. Des avancées scientifiques ont mis en lien l'efficacité de la radiothérapie avec la libération de fragment d'ADN dans le cytoplasme des cellules. Cette présence d'ADN dans le cytoplasme active le système immunitaire permettant l'élimination de cellules ayant survécu au stress génotoxique 'direct' induit par les irradiations. L'activation de la réponse immunitaire est due à la reconnaissance des fragments d'ADN dans le cytosol par des senseurs spécifiques tels que cGAS. Le senseur cGAS en présence d'ADN cytosolique, active la voie STING-TBK1 qui permet l'expression des gènes d'interféron de type I et la production de cytokines inflammatoires. Plusieurs études ont mis en lien l'efficacité de la radiothérapie et l'activité de la voie cGAS-STING. En effet, l'activation des voies d'inflammation des senseurs de l'ADN cytosolique va pouvoir induire la mort immune des cellules cancéreuses survivantes aux radiations ionisantes. De plus, il a aussi été récemment mis en évidence que l'activation de STING participerait à la réponse à l'immunothérapie. La modulation de STING est proposée comme stratégie thérapeutique en association avec l'immunothérapie. Cependant les mécanismes moléculaires précis de production des ADN cytosoliques après irradiation ne sont pas élucidés.
Différentes données de la littérature ont suggéré que la persistance des dommages de l'ADN et en particulier le stress réplicatif peut aboutir à la présence d'ADN cytosolique et l'activation de la voie cGAS-STING. D'autre part, des données du laboratoire montrent qu'un traitement anti-oxydant diminue la présence d'ADN cyt. Les espèces réactives à l'oxygène (ROS) induites par l'irradiation induisent des modifications de bases , telles que les thymines glycol (TG), des lésions bloquantes de la réplication.
Nous avons émis l'hypothèse qu'une déficience de la réparation de ces dommages par des glycosylases spécialisées pourrait provoquer un stress réplicatif et aboutir à l'activation de la voie cGAS-STING. Nos dernières données sont en accord avec cette hypothèse. Nous montrons qu'une déplétion d'un acteur clé du BER induit la production d'iRF et d'ISGs dépendante de cGAS. Nous avons commencé à caractériser le stress réplicatif induit par cette délétion et nous avons découvert un nouveau rôle de cette protéine dans la gestion du stress réplicatif, problablement en intéragissant avec une protéine qui régule la stabilité de la fourche de réplication.

Le projet de thèse vise à mieux caractériser le mécanisme par lequel ce défaut de réparation des bases oxydées induit l'activation de la voie cGAS-STING et en particulier de caractériser le rôle de cet acteur du BER dans la réplication en particulier dans la stabilité des fourches de réplication. Nous testerons l'impact de la déplétion de cet acteur sur le recrutement de cellules immunitaires in vitro et sur la croissance tumorale dans des modèles de souris immunocompetentes soit en injectant des cellules invalidées pour cet acteur ou en traitant les souris par de nouveaux inhibiteurs dirigé contre cet acteur qui ont été développés par un collaborateur et qui sont en cours de validation.

A terme ce projet permettrait de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques, visant à améliorer l'efficacité des traitements anticancéreux radiothérapie, réponse à l'immunothérapie) en stimulant le système immunitaire..

Ce projet est basé sur des résultats préliminaires et s'articule en 3 parties : (1) : Identifier le mécanisme de production des ADN cytosoliques, et l'activation de la voie cGAS/STING après déplétion d'un acteur clé du BER (II) caractériser le stress réplicatif engendré par cette déplétion et du nouveau rôle découvert récemment dans l'équipe de cet acteur du BER pendant le processus de réplication ; (III) évaluer l'impact de l'inhibition cette protéine sur la tumorigénèse et sur la réponse aux agents anti-tumoraux.
A terme , ce projet pourrait permettre de proposer de nouvelles stratégies thérapeutiques à associer à des agents génotoxiques anti-cancéreux afin de stimuler l'immunité anti-tumorale

Ce projet fera appel à des techniques de biologie cellulaire : transfections cellulaires, immunofluorescence, cytométrie en flux...; de biologie moléculaire et biochimie : Proximity ligation Assay, Fiber-assay (pour caractériser la progression des fourches de réplication, SIRF (pour mesurer le recrutements de protéines clés aux fourches de réplication), Western-Blot, GST pull-down, coimmunoprécipitation, double-hybride...); Test de d'activation/recrutement de cellules immunitaires, Ces recherches bénéficieront de l'environnement scientifique et technologique au sein du DRCM et de différentes collaborations.