"Régulation de l'apoptose dépendante de p53 par le FGF1 intracellulaire: caractérisation des mécanismes d'action" par Elisabeth DELMAS

Résumé

L’apoptose, ou mort cellulaire programmée, joue un rôle majeur au cours du développement embryonnaire et dans le maintien de l’homéostasie tissulaire chez l’adulte. La voie mitochondriale de l’apoptose est principalement activée par la protéine oncosuppressive p53. Le FGF1 est un facteur de croissance atypique, majoritairement intracellulaire et nucléaire qui induit la prolifération, la différenciation et la survie cellulaires. Dans les cellules PC12, le FGF1 présente des activités neurotrophique et anti-apoptotique vis-à-vis de l’apoptose dépendante de p53. De plus, il interagit avec la protéine p53. La localisation nucléaire du FGF1 semble nécessaire à ses activités intracellulaires ainsi qu’à son interaction avec p53.
Au cours de ma thèse, j’ai étudié les activités neurotrophique et anti-apoptotique de différentes formes mutantes du FGF1. J’ai entrepris l’étude de l’activité intracellulaire de la forme FGF1K132E, forme mutante dont les activités extracellulaires sont inhibées. La mutation du résidu lysine 132 pourrait modifier la phosphorylation du résidu sérine 130 du FGF1, j’ai donc également étudié deux autres formes mutantes : le FGF1S130A, dont la phosphorylation est inhibée et le FGF1S130D dont la phosphorylation est mimée. Les résidus mutés (K132 et S130) sont situés dans le domaine C-terminal du FGF1.
Cette étude nous a permis de montrer que la phosphorylation du FGF1 inhibe son activité anti-apoptotique mais ne modifie pas son activité neurotrophique, et que le domaine C-terminal du FGF1 est fortement impliqué dans la régulation de ses activités intracellulaires. Toutes ces formes mutantes sont capables d’être transloquées dans le noyau ce qui suggère que la localisation nucléaire du FGF1 soit nécessaire mais insuffisante pour ses activités intracellulaires. Par ailleurs, p53 peut interagir avec le FGF1WT et certaines formes mutantes, toutefois cette interaction n’est pas strictement corrélée à l’activité anti-apoptotique du FGF1, ce qui suggère l’existence d’autres régulations nucléaires qui restent à caractériser.
Mes travaux ont permis pour la première fois de mettre en évidence le rôle de la phosphorylation du FGF1 et de son domaine C-terminal dans la régulation de ses activités intracellulaires. La poursuite de cette étude permettra de mieux caractériser le rôle nucléaire de ce facteur de croissance et de caractériser ses éventuelles interactions avec des protéines nucléaires comme p53.

Mots-clé : FGF1, p53, apoptose, phosphorylation, différenciation cellulaire

Abstract
Apoptosis, a form of programmed cell death, is required for embryonic development and tissue homeostasis. The mitochondrial pathway of apoptosis is mainly induced by p53, an oncosuppressor that acts as a transcription factor. FGF1 is one of the two prototypic members of the FGF family. Contrarily to most FGFs, FGF1 lacks a secretion peptide signal and acts mainly in an intracellular and nuclear manner. Intracellular FGF1 induces cell proliferation, differentiation and survival. In PC12 cells, FGF1 inhibits p53-induced apoptosis and interacts with p53. FGF1 nuclear localization seems to be required for its intracellular activities and its interaction with p53.
To better characterize the FGF1 intracellular pathway, we studied neurotrophic and anti-apoptotic activities of several mutant forms of FGF1: the FGF1K132E that could affect FGF1 phosphorylation, and two phosphorylation-site mutant forms, i.e. the FGF1S130A (preventing phosphorylation) and the FGF1S130D (mimicking phosphorylation). All these mutations are localized in the C-terminal domain of FGF1. This study showed that phosphorylation inhibits FGF1 anti-apoptotic activity but not its neurotrophic activity in PC12 cells and that the FGF1 C-terminal domain is strongly involved in the regulation of its intracellular activities. Despite their different activities, all mutant forms are localized both in the cytosol and the nucleus. Therefore, nuclear localization is required but insufficient for FGF1 to display its intracellular activities.
Besides, p53 can interact with wild-type and some of the mutant forms of FGF1. This interaction does not strictly correlate with FGF1 anti-apoptotic activity. Thus, the nuclear mechanisms regulating FGF1 intracellular activities remain to be characterized.
Our study highlights for the first time the role of the phosphorylation and the C-terminal domain of FGF1 on the regulation of its intracellular activities. This work must continue on to further characterize FGF1 nuclear activities and its interactions with nuclear proteins such as p53.

Keywords: FGF1, p53, apoptosis, phosphorylation, cell differentiation
 

Membres du jury :

Madame Alicia Torriglia, Directrice de Recherche, Centre de Recherche des Cordeliers, Paris – Rapporteur
Monsieur Hervé Prats, Professeur des Universités, Oncopole de Toulouse– Rapporteur
Monsieur Jean-Luc Vayssière, Professeur des Universités, Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines – Directeur de thèse
Madame Flore Renaud-Païtra, Maître de Conférences, Ecole Pratique des Hautes Etudes, Paris– Co-directrice de thèse
Monsieur Bruno Blondel, Directeur de Recherche, Institut Pasteur, Paris – Examinateur
Madame Frédérique Braun, Maître de Conférences, Université de Paris 7– Examinateur