Arrêt de l'élongation de la traduction d'IGF-1R par blocage stérique dans les cellules

Les Peptide Nucleic Acids (PNA), analogues synthétiques d acides nucléiques, interfèrent par blocagestérique avec diverses machineries impliquées dans la régulation des gènes. Dans des systèmesacellulaires, il a été montré que certaines séquences de PNA ciblant les régions codantes d ARNmessagers arrétent l élongation de la traduction. Ces séquences riches en pyrimidines ont laparticularité de former des triplex PNA 2 :ARN. Grâce aux liaisons Hoogsteen, les bases pyrimidiquesd un deuxième brin de PNA peuvent s hybrider aux purines de l ARN d un duplex ARN:PNA. Si lestriplex sont suffisamment stables, ils résistent à la forte activité hélicase des ribosomes et arrêtent lamachinerie ribosomale. Le but de ce travail était d arrêter l élongation de la traduction du récepteur àl'Insulin-like Growth Factor de type 1 (IGF-1R) dans des cellules cancéreuses humaines en utilisantdes séquences de PNA riches en pyrimidines. IGF-1R est un récepteur aux effets antiapoptotiques etmitogéniques, et surexprimé dans de nombreux cancers. Il est une cible thérapeutique largementétudiée et la diminution de son expression a pour effet d'inhiber la croissance tumorale et d induire larégression des tumeurs préétablies. Nous avons commencé par un criblage dans un système acellulairequi nous a permis de sélectionner deux séquences de PNA efficaces. Ce criblage montre que lastratégie peut s appliquer à un ARN très long et que les PNA efficaces contiennent un bloc central depyrimidines avec une très forte proportion en thymine. Ces PNA ont ensuite été testés dans descellules issues d un carcinome de la prostate. Une inhibition forte et spécifique de l'expression durécepteur a été observée. La mesure du niveau du messager par RT-PCR quantitative montre qu iln est pas affecté par le traitement. L ARNm n est donc pas dégradé et l inhibition se fait bien auniveau traductionnel. La diminution de l expression du récepteur est corrélée à une inhibition del activation de ses voies de signalisation en aval et à l inhibition de la transformation des cellules decancer de la prostate. Nous avons donc montré pour la première fois que l arrêt de l élongation de latraduction par des PNA est réalisable dans les cellules, et nous avons développé une nouvelle stratégiepour inhiber l activité du récepteur à l IGF-1.Peptide Nucleic Acids (PNA), synthetic analogs of nucleic acids, intefere by steric blockade withcellular machineries involved in gene regulation. In cell-free system, some PNA sequences targetingcoding regions of mRNAs halted the translation elongation. Theses pyrimidine-rich sequences havethe ability to form triplex PNA 2 :ARN. Thanks to Hoogsteen bonds, pyrimidine residues of a secondstrand of PNA can hybridize to purines of a RNA:PNA duplex. If the triplex are stable enough, theyresist to the strong helicase activity of the ribosomes and halt the ribosomal machinery during thetranslation elongation. Our aim was to block the translation elongation of the Insulin-like GrowthFactor 1 receptor (IGF-1R) in human cancer cells by using 17-mer pyrimidine-rich PNAs. IGF-1R is areceptor with antiapoptotic and mitogenic effects, and is overexpressed in many cancers. It is a widelystudied therapeutic target and its down-regulation induces tumor growth decrease and tumorregression. We started with a screening in a cell-free system, which enabled the selection of twoefficient PNA sequences. This screening indicated that the strategy can be carried out with a longRNA and that efficient PNAs have a central block of pyrimidines with a large proportion of thymines.These PNAs have then been used in prostate carcinoma cells. A strong and specific downregulation ofthe receptor was observed. The measure of the mRNA level by quantitative RT-PCR showed that ithas not been affected by the treatment. Therefore, IGF-1R mRNA is not degraded and the proteindownregulation is at a translational level. The inhibition of the receptor was correlated to inhibitions ofits downstream signaling pathways and of cell transformation. Therefore, we showed for the first timethat arrest of translation elongation by PNAs in cells could be a new strategy to inhibit IGF-1Ractivity.PARIS-BIUP (751062107) / SudocSudocFranceF