Exploration de l’hétérogénéité au sein des populations de cellules sénescentes

Abstract

En réponse à divers stress ou dommages génotoxiques les cellules normales peuvent entrer en état de sénescence caractérisé principalement par un arrêt stable et permanent du cycle cellulaire et par la formation d’un phénotype pro-inflammatoire dit SASP (phénotype sécrétoire associé à la sénescence). De nombreux autres phénotypes sont associés à la senescence mais dans une population de cellules sénescentes une importante hétérogénéité morphologique et fonctionnelle peut être observé au niveau individuel. Par exemple, des signes d’instabilités génomiques (i.e micro-noyaux) ne sont observés que dans la moitié des fibroblastes sénescents induits par irradiation. Les cellules sénescentes sont de plus en plus ciblées dans le cadre de thérapies anti-âge et anti-cancéreuses notamment via l’utilisation d’une nouvelle classe de molécules éliminant spécifiquement les cellules sénescentes dit sénolytiques. Bien que très efficaces, les sénolytiques ne sont généralement pas capable d’éliminer toutes les cellules sénescentes. Notre hypothèse est que l’hétérogénéité des cellules sénescentes pourraient contribuer à la résistance face aux sénolytiques. Ainsi nous avons comparé des populations de f ibroblastes humains sénescents induit par irradiation traitées ou non par le sénolytique ABT-263. Dans nos conditions, l’ABT263 élimine 70% de fibroblastes sénescents. Nous avons comparé les caractéristiques des cellules résistantes au traitement avec celles des cellules sensibles pour différents marqueurs clé de sénescence tel que l’instabilité génomique, les foyers de dommage a l’ADN, les régulateurs d’arrêt du cycle cellulaire et le SASP. De manières surprenantes, nos résultats ne montrent pas de différences majeures entre la population de cellules résistantes et sensibles à l’ABT-263 via a vis du nombre de micro-noyaux ou du nombre de foyers de dommages à l’ADN. De même, aucune différence majeure fut observée dans la distribution des phases du cycle cellulaire entre ces populations de cellules. Par conséquent les résultats obtenus à ce jour ne nous permettent pas encore de définir les caractéristiques spécifiques aux cellules résistantes a l’ABT 263. Néanmoins par des approches plus poussées (i.e. séquençage d’ARN en cellules individuelle, immunofluorescence multiplexe) nous espérons mieux comprendre l’hétérogénéité des cellules sénescentes afin d’identifier de nouvelles cibles et de nouveaux sénolytiques potentiels. In response to various stresses or genotoxic damage, normal cells can enter a state of senescence characterized mainly by a stable and permanent arrest of the cell cycle and by the formation of a pro-inflammatory phenotype called SASP (senescence associated secretory phenotype). Many other phenotypes are associated with senescence but in a population of senescent cells, significant morphological and functional heterogeneity can be observed at the single level. For example, signs of genomic instabilities (i.e. micronuclei) are only observed in half of the senescent fibroblasts induced by irradiation. Senescent cells are increasingly targeted in the context of anti-aging and anti-cancer therapies, particularly by using a new class of molecules that specifically eliminate senescent cells called senolytics. Although very effective, senolytics are generally not capable of eliminating all senescent cells. Our hypothesis is that the heterogeneity of senescent cells could contribute to resistance to senolytics. Thus, we compared populations of senescent human fibroblasts induced by irradiation treated or not with the senolytic ABT-263. Under our conditions, ABT263 eliminates 70% of senescent fibroblasts. We compared the characteristics of treatment-resistant cells with those of sensitive cells for different key markers of senescence such as genomic instabilities, DNA damage foci, cell cycle arrest regulators and SASP. Surprisingly, our results do not show major differences between the population of cells resistant and sensitive to ABT-263 regarding the number of micronuclei or the number of DNA damage foci. Likewise, no major differences were observed in the distribution of cell cycle phases between these cell populations. Consequently, the results obtained to date do not yet allow us to define the specific characteristics of cells resistant to ABT-263. However, through more advanced approaches (i.e. RNA sequencing in individual cells, multiplex immunofluorescence) we hope to better understand the heterogeneity of senescent cells in order to identify new targets and new potential senolytics.