DECOUVRIR LES VOIES NON-CANONIQUES DE SIGNALISATION RELAYEES PAR L'ACIDE RETINOÏQUE IN VIVO: LA CELLULE DE SERTOLI COMME MODELE D’ETUDE – ARESSERC

Chez les vertébrés, l’acide rétinoïque tout-trans (ATRA), le métabolite actif de la vitamine A, est un médiateur clé de la différenciation cellulaire pendant le développement embryonnaire, pour la fonction de reproduction chez le mâle et chez la femelle et pour l’homéostasie des tissus chez l’adulte. Chez l’homme, la carence en vitamine A provoque diverses pathologies et l’ATRA et ses analogues fonctionnels (appelés rétinoïdes) sont utilisés comme agent thérapeutiques, notamment pour le traitement de cancers et de l’acné. Ses applications sont néanmoins limitées du fait de ses effets secondaires mal compris. Il est donc fondamental de connaitre tous les mécanismes moléculaires par lesquels l’ATRA exerce ses effets biologiques in vivo. Nos approches génétiques et pharmacologiques chez la souris, ont démontré que l’ATRA agit, notamment pendant le développement embryonnaire, par l’intermédiaire des récepteurs nucléaires (RN) RARA, RARB and RARG (appelés collectivement RAR), hétérodimérisés avec d’autres RN appelés récepteurs des rexinoides (RXR) (mécanisme « canonique »). Des études in vitro ont cependant indiqué que les RAR peuvent aussi exercer des fonctions via des mécanismes non-canoniques, comme par exemple l’heterodimerization avec un RN autre que RXR ou avec des facteurs de transcription autres qu’un RN. Les RAR sont également capables de relayer des actions non-génomiques par l’intermédiaire de cascades dépendantes de kinases.

Notre modèle expérimental, l’épithélium séminifère, composé de cellules somatiques (les cellules de Sertoli, CS) et des cellules germinales, représente un excellent paradigme pour étudier les effets pléiotropiques de l’ATRA in vivo, car il combine plusieurs problématiques importantes comme le renouvellement des cellules souches, la prolifération et le destin cellulaire, le passage du mode de division mitotique au mode méiotique, la mort cellulaire programmée et des signalisations paracrines. Dans ce système biologique remarquable, la voie canonique de signalisation de l’ATRA relayée par des hétérodimères RAR/RXR s’applique aux cellules germinales, mais pas aux CS. En effet, en montrant que l’ablation des RAR dans les CS provoque des anomalies de l’épithélium séminifère différentes de celles résultant de l’ablation des RXR, nous avons apporté la première preuve génétique que des voies non canoniques, encore inconnues, sont relayées par l’ATRA in vivo.

En concentrant les efforts sur les CS, le projet ARESSERC est construit pour caractériser ces voies de signalisation. Pour atteindre ce but, nous proposons de tester si RARA relaye des effets non-génomiques dans les CS et de mettre à l’épreuve l’hypothèse que nous formulons, selon laquelle RARA agirait en s’hétérodimérisant avec le RN SF-1 et/ou avec le factor de transcription GATA4. De plus, en combinant des expériences d’immunoprécipitation des complexes protéiques contenant RARA-à leur analyse par spectrométrie de masse, nous identifierons de nouveaux partenaires avec lesquels RARA interagit pour relayer le message convoyé par l’ATRA. Enfin, des expériences de RNA-seq et de ChIP-seq combinées à des analyses bioinformatiques nous permettront d'identifier les gènes cibles de RARA dans les CS. Notre étude, qui se focalisera d’abord sur des lignées de CS en culture, se prolongera ensuite in vivo, grâce à la collection unique de souris mutantes pour les RAR, les enzymes de synthèse de l’ATRA ou les RN que nous sommes les seuls au monde à posséder.

Décoder les voies de signalisation non-canoniques par lesquelles l’ATRA exerce ses fonctions in vivo est d'une importance capitale, dans la mesure où celles-ci peuvent coupler des voies différentes, et représentent donc des cibles potentielles pour développer des stratégies pharmaceutiques visant à moduler l'action de l’ATRA, notamment dans des situations pathologiques.