Nouvelles approches pour interférer avec la régulation des télomères : épigénétique, petites molécules de synthèse et AsiDNA

Interférer avec la régulation des télomères présente un double intérêt : d’une part, cela permet de mieux comprendre la régulation des télomères, et d’autre part, cela constitue une approche potentielle contre la prolifération des cellules cancéreuses. 

La figure ci-dessous illustre les résultats majeurs de nos études.

Interfering with telomeres: epigenetic and ligands

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©P. Alberti

Épigénétique. Les extrémités des chromosomes sont transcrites en de longs ARN non codant, appelés TERRA (Telomeric Repeat-containing RNA), qui contribuent à la régulation des télomères. La transcription de TERRA débute dans les régions subtélomériques. Pour étudier la régulation épigénétique de l’expression de TERRA, nous avons utilisé le système CRISPR/dCas9 pour adresser une déméthylase de l’ADN aux îlots CpG subtélomériques présents dans les promoteurs de TERRA dans une lignée cellulaire humaine. Nous avons découvert que la déméthylation ciblée entraînait une augmentation de l’expression de TERRA dépendante de NRF1  (doi: 10.3390/ijms20112791).

Ligands G4 et ligands de la jonction duplex-G4 télomérique. Les ligands de G4 sont à la fois des outils pour étudier la régulation des télomères et des agents anticancéreux potentiels. Nous avons conçu et synthétisé un ligand G4 dimérique, (360A)2A. Nous avons montré que in vitro ce ligand interfère plus efficacement avec la liaison de RPA aux télomères que sa contrepartie monomérique 360A. En particulier, nous avons montré que ce ligand dimérique des G4 est capable non seulement de limiter la liaison de RPA à l’ADN télomérique, mais également de la déplacer  (doi: 10.1039/c7cc07048a).

Nous avons également conçu et synthétisé des ligands de la jonction duplex/G4 télomérique, composés d’un ligand du petit sillon du duplex télomérique et d’un ligand G4 (thèse de Pauline Lejault (Pauline Lejault’s PhD thesis).

Nous avons la technique du STELA (Single Telomere Length Analysis) pour étudier l’impact des ligands de G4 sur la longueur des télomères, à la résolution du télomère unique. Nous avons montré, pour la première fois, que les ligands de G4 peuvent induire des événements rares de délétion télomérique (TDE) dans les cellules. La fréquence des TDE était légèrement plus élevée dans les cellules traitées avec le ligand dimérique (360A)2A par rapport aux cellules traitées avec sa contrepartie monomérique360A (doi: 10.3390/molecules24030577).

AsiDNA. Des télomères trop courts peuvent subir des réparations aberrantes conduisant à des fusions télomériques et contribuant ainsi à l’instabilité génomique. La molécule AsiDNA est constituée de molécules d’ADN qui imitent une cassure double brin (DSB) et détournent le recrutement des protéines impliquées dans les voies de réparation de l’ADN. Nous avons montré que le AsiDNA réduisait la fréquence des fusions télomériques dans une lignée cellulaire cancéreuse, modèle d’un état de crise caractérisée par des fusions télomériques  (doi: 10.1093/hmg/ddab008).

Interfering with telomeres: AsiDNA

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©: P. Alberti