Study of the transcriptome of human endogenous retroviruses and functional implications : applications to the search for diagnostic markers of cancers

Le génome humain contient environ 200 000 séquences d'origine rétrovirale (HERV), intégrées au fil de l'évolution et organisées aujourd'hui en familles multicopies complexes globalement réprimées par un contrôle épigénétique. L'étude du transcriptome HERV au niveau locus est compliquée par les similarités phylogénétiques au sein d'une famille et par la profusion des sites d'intégration, deux propriétés inhérentes aux éléments transposables. Dans ce travail, nous avons utilisé une méthode de conception de sondes de détection de 25 mer afin d'adresser la question de l'expression individuelle des HERV. Une puce à ADN haute densité intégrant plus de 5 500 séquences HERV et permettant une lecture fonctionnelle de l'activité de leurs LTRs a été utilisée sur un panel de tissus sains et cancéreux. Cela a permis d'identifier 1 718 séquences HERV actives, dont 326 LTRs promotrices et 209 LTRs polyA. L’étude de l’environnement génomique a mis en évidence une fenêtre d’environ 8 kb en amont des LTRs promotrices, caractérisée par une sous-représentation en gènes cellulaires en orientation sens. Nous avons également montré que le transcriptome des rétrovirus endogènes humains suit des règles de tropisme d’expression, qu’il est sensible aux états de différenciation cellulaire et qu’il ne semble pas être corrélé à l’âge des familles. Une première tentative d’exploitation de ce répertoire HERV dans un contexte clinique a visé à rechercher de nouveaux marqueurs diagnostiques du cancer de la prostate à partir de prélèvements urinaires, par la réalisation d’une étude pilote sur 45 patientsThe human genome contains around 200,000 endogenous retroviral sequences (HERV) integrated during the evolution and which are nowadays organized into complex multicopy families, globally repressed by epigenetic control. The study of the HERV transcriptome at the locus level is complicated by phylogenetic similarities within one family and by the profusion of integration sites, two inherent characteristics of transposable elements. In this work, we used a method aiming to optimally characterize individual loci associated with 25 mer probes. A custom microarray dedicated to more than 5,500 HERV sequences and allowing a functional interpretation of the LTRs expression was used on a panel of normal and tumor tissues. We therefore identified 1,718 active HERV sequences, including 326 promoter LTRs and 209 polyA LTRs. The study of the genomic environment has highlighted an approximately 8 kb zone upstream of promoter LTRs characterized by a drastic reduction in sense cellular genes. We also showed that the HERV transcriptome follows tropism rules, is sensitive to the state of cell differentiation and, unexpectedly, seems not to correlate with the age of the families. In a first attempt to use the HERV repertoire in clinical, we sought to identify new markers of prostate cancer from urine samples. This goal was pursued by conducting a pilot study on 45 patient