Role of alternative splicing in resistance to anti-cancer therapies in a breast cancer study model

Malgré les progrès colossaux effectués en thérapie anti-cancéreuse, l’éradication de la maladie métastatique reste un défi pour les prochaines décennies. Récemment, des études soulignent l’existence d’une sous-population de cellules tumorales résiduelles, indétectables par les techniques d’imagerie médicales. La grande plasticité de ces cellules appelées « persistantes » leur permet de tolérer la thérapie en ralentissant leur prolifération, restant en état de « dormance » pendant des mois, voire des années après la fin du traitement. L’émergence de cette sous-population cellulaire phénotypiquement et métaboliquement distincte est responsable des récidives observées en clinique. L’identification et la caractérisation de l’hétérogénéité des cellules tumorales en réponse aux traitements, apparaît donc essentielle pour comprendre les mécanismes sous-jacents à l’établissement des lignées persistantes. L’objectif de cette thèse a été de contribuer à une meilleure caractérisation moléculaire des cellules persistantes (CP) en étudiant un modèle cellulaire de cancer du sein traité au paclitaxel (PTX). Le travail réalisé au cours de cette thèse a permis d’identifier une sous-population peu proliférative dans des lignées de cancer mammaire (MDA-MB231). Il est également montré que le PTX induit des variations de l’épissage alternatif de plusieurs centaines de gènes de façon dépendante des facteurs d’épissage TRA2A et TRA2B. En outre, il est montré que de nombreuses modifications d’épissage induites par le PTX « persistent » plusieurs jours après le retrait de la chimiothérapie. Ces modifications de l’épissage conséquentes à l’exposition au traitement constituent une « signature moléculaire » des CP qui résistent au PTX, qui ouvre de nouvelles perspectives thérapeutiques. En effet, la modulation des évènements d’épissage identifiés pourrait empêcher l’émergence des CP, contournant ainsi la résistance aux thérapies anti-cancéreuses.Despite the huge progress made in cancer therapy, the eradication of metastatic disease remains a challenge for the coming decades. Recently, studies have highlighted the importance of a subpopulation of residual tumour cells, undetectable by medical imaging techniques. The great plasticity of these so-called "persister" cells allows them to tolerate therapy by slowing down their proliferation, remaining in a state of "dormancy" for months or even years after the end of treatment. The emergence of this phenotypically and metabolically distinct cell subpopulation is responsible for the relapses observed in the clinic. The identification and characterisation of tumour cell heterogeneity in response to treatment is therefore essential to understand the mechanisms underlying the establishment of persistent lineages. The objective of this PhD work was to contribute to a better molecular characterisation of persister cells (CP) by studying a breast cancer cell model treated with paclitaxel (PTX). The work carried out during this thesis allowed the identification of a slow cycling subpopulation in breast cancer cell lines (MDA-MB231). It is also shown that PTX induces alternative splicing variations of several hundred genes in a TRA2A and TRA2B splicing factor dependent manner. Furthermore, it is shown that many PTX-induced splicing changes "persist" for several days after withdrawal of chemotherapy. These splicing changes resulting from treatment exposure constitute a "molecular signature" of PTX-resistant CPs, which opens new therapeutic perspectives. Indeed, modulation of the identified splicing events could prevent the emergence of CPs, thus circumventing resistance to anti-cancer therapies