Modulation de la stabilité protéique des facteurs de transcription oncogéniques dans la leucémie aiguë lymphoblastique

Abstract

La régulation directe de la stabilité protéique demeure un aspect relativement peu étudié, en dépit des analyses protéomiques systématiques et quantitatives. SCL, un oncogène clé dans la leucémie aiguë lymphoblastique à cellules T (T-ALL), code pour un facteur de transcription à hélice-boucle-hélice basique (bHLH) qui transforme les cellules pro-T normales en cellules souches préleucémiques en formant un complexe pentamérique sur l’ADN pour activer l’expression des gènes associés à l’autorenouvèlement. Cependant, il reste à explorer comment le complexe SCL, comprenant des protéines structurellement hétérogènes comme LMO2, qui est instable, et les facteurs de transcription bHLH très stables, E2A et HEB, présente une stabilité cohérente. Dans cette étude, je propose une nouvelle approche quantitative basée sur le système de Stabilité Globale des Protéines (GPS) pour mesurer directement les indices de stabilité protéique (PSI) de ces facteurs de transcription oncogéniques. Mes résultats révèlent que les PSI sont presque parfaitement corrélés aux demi-vies des protéines obtenues par la méthode classique d’essais à la cycloheximide, confirmant une hiérarchie de PSI dans l’ordre suivant : E2A > SCL > LMO2. J’ai également démontré que les interactions directes entre les protéines au sein du complexe SCL assurent la stabilité protéique cohérente du complexe. Ainsi, SCL augmente le PSI de LMO2 et E2A augmente celui de SCL, mais l’effet inverse n’a pas été observé, ce qui suggère que cette hiérarchie des PSI détermine la stabilité cohérente du complexe SCL. En outre, nous avons précédemment montré que la reprogrammation oncogénique par le complexe SCL nécessite une complémentation génétique par MYC. Dans mon mémoire, j’ai identifié l’effet déstabilisant sur MYC de deux inhibiteurs pharmacologiques des pré-LSC (cellules pré- leucémiques) induites par SCL décrits précédemment. En résumé, mon travail met en lumière l’importance de la régulation de la stabilité des protéines dans les fonctions cellulaires et propose une méthode quantitative pour évaluer la stabilité des protéines dans des cellules vivantes. En outre, mes résultats apportent une compréhension mécanistique de la stabilité cohérente du complexe SCL, déterminées par des interactions protéiques directes au sein du complexe. Ce mécanisme pourrait expliquer les observations selon lesquelles les sous-unités des complexes protéiques possèdent des stabilités cohérentes. In this era of multiomics, the study of protein stability and its regulation remains a relatively understudied aspect. SCL, a key oncogene in T-cell acute lymphoblastic leukemia (T-ALL), encodes a basic helix-loop-helix (bHLH) transcription factor that transforms normal pro-T cells into pre- leukemic stem cells by forming a pentameric complex on DNA to activate a self-renewal gene expression program. However, it remains to be explored how the SCL complex, comprising structurally heterogeneous proteins such as the unstable LMO2, and the highly stable bHLH transcription factors, E2A and HEB, exhibit coherent stability. In this study, I propose a novel quantitative approach based on the Global Protein Stability (GPS) system to directly measure the protein stability indices (PSIs) of these oncogenic transcription factors. My results reveal that PSIs correlate almost perfectly with protein half-lives obtained by the classical cycloheximide assay method, confirming a hierarchy of PSIs in the following order: E2A > SCL > LMO2. I have also demonstrated that direct protein-protein interactions within the SCL complex ensure the coherent stability of the complex. My results show that SCL increases LMO2 PSI and E2A increases SCL PSI, but the opposite was not observed, suggesting that this PSI hierarchy determines the coherent stability of the SCL complex. Furthermore, we have previously shown that oncogenic reprogramming by the SCL complex requires genetic complementation by MYC. In my thesis, I identified how two previously identified pharmacological inhibitors of SCL-induced pre-LSCs, act by destabilizing the MYC protein. My work highlights the importance of regulated protein stability in cellular functions and proposes a quantitative method for assessing protein stability in living cells. My results shed light on a molecular mechanism through which subunits of protein complexes exhibit coherent stabilities in live cells.