Identification of TET1-positive nuclear bodies in colorectal cancer cells : how Vitamin C and herbicides could both impact DNA demethylation in solid tumors
Identification de corps nucléaires TET1-positifs dans les cellules tumorales coliques : comment la vitamine C et les herbicides pourraient avoir un impact sur la déméthylation de l'ADN dans les tumeurs solides
Résumé
Ten-eleven translocation proteins (TET1-3) are key regulators of the active DNA demethylation pathway via triggering a series of oxidation reactions. TET proteins play an essential role in controlling gene expression and in modulating multiple cellular mechanisms. These proteins are frequently downregulated in many cancers, including colorectal cancer (CRC).Moreover, some dietary and environmental factors have been identified as capable of influencing the activity and/or expression of TETs. Vitamin C (VitC), a therapeutic adjuvant, is well known to actively induce demethylation, but the molecular mechanisms involved are not clearly elucidated. On the other hand, Linuron, a phenyl-urea herbicide, is known for its genotoxicity, yet its effects on TETs have not been studied.The main objective of this thesis was to study the subcellular distribution of TETs, in particular of TET1, in non-tumoral and tumoral colonic cells and to evaluate the impact of VitC and Linuron on this subcellular distribution. Immunofluorescence assays, detected novel compartmentalization of TET1 and its demethylation mark, 5hydroxymethylcytosine (5hmC), characterized by their recruitment into coarse nuclear bodies (NBs) in the nucleoplasm of CRC cells. While studying the potential cross-talk between TET1/5hmC-NBs and nuclear-body forming proteins in CRC cells, we observed their colocalization with Cajal bodies (CBs) but not with those positively stained for the promyelocytic leukemia protein (PML). CRC cells treated with VitC revealed stimulation in the number and size of 5hmC-NBs, PML-NBs, and CBs. Interestingly, confocal imaging, revealed that VitC enhanced the interaction of 5hmC-NBs with both PML- and Cajal bodies. Conversely, confocal analysis of TET1 revealed that exposure to Linuron induced a significant decrease in the number of TET1-NBs in CRC associated with an increase in cellular proliferation and invasiveness.This work identified new nuclear bodies concentrating TET1 and 5hmC in CRC cells and demonstrated that the number, size, and dynamic properties of these nuclear bodies are inversely modulated by VitC and Linuron. These results highlight new biological functions for TET1 and open new research perspectives in digestive oncology.
Les protéines Ten – Eleven Translocation (TET1-3) sont des régulateurs clés de la voie active de déméthylation de l'ADN. Ces enzymes déclenchent une série de réactions d’oxydation qui jouent un rôle essentiel dans le contrôle de l’expression des gènes et, de fait, dans le contrôle de multiple mécanismes cellulaires y compris la prolifération et la différenciation cellulaire. Dans de nombreux cancers y compris dans certains cancers solides tels que le cancer colorectal (CRC), l’expression et l’activité des TETs sont fréquemment diminuées. Certains facteurs alimentaires, métaboliques et environnementaux ont été identifiés comme capables d’influencer l'activité et/ou l'expression des TETs. La VitC est bien reconnue pour son rôle stimulant de la déméthylation de l’ADN mais les mécanismes moléculaires impliqués ne sont pas clairement élucidés. D’autre part, le Linuron, un herbicide à base de phénylurée, est connu pour sa génotoxicité, mais ses effets sur les TETs n'ont pas été étudiés.L'objectif principal de cette thèse a été d’étudier la distribution subcellulaire des TETs et en particulier de TET1 dans les cellules coliques non tumorales et tumorales et d'évaluer l'impact de la VitC et du Linuron sur cette distribution subcellulaire. Une étude par immunofluorescence a mis en évidence une nouvelle compartimentation de TET1 et le marqueur de son activité de déméthylation, la 5hydroxyméthylcytosine (5hmC), dans des corps nucléaires des cellules de CRC. En étudiant l'interaction potentielle entre TET1/5hmC et les protéines formant des corps nucléaires dans les cellules CRC, nous avons observé leur colocalisation avec les corps de Cajal (CB) mais pas avec ceux marqués positivement pour la protéine de leucémie promyélocytaire (PML). De plus, les cellules CRC traitées à VitC ont révélé une augmentation du nombre et de la taille des corps nucléaires de 5hmC, PML et CBs. Fait intéressant, l'imagerie confocale a révélé que la VitC potentialisait l'interaction des corps de 5hmC avec les corps de PML et de Cajal. A l’inverse, l'analyse confocale de TET1 a révélé que l'exposition au Linuron induisait une diminution significative du nombre de corps nucléaires de TET1 ainsi qu’une augmentation de la prolifération et de l'invasivité des cellules tumorales coliques.Ce travail a permis d’identifier de nouveaux corps nucléaires concentrant TET1 et 5hmC dans les cellules tumorales coliques et de démontrer que le nombre, la taille et les propriétés dynamiques de ces corps nucléaires sont inversement modulées par la VitC et le Linuron. Ces résultats mettent en évidence de nouvelles fonctions biologiques pour TET1 et ouvrent de nouvelles perspectives de recherche en oncologie digestive.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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