Regulatory networks driving bladder cancer

La carcinogenese est une consequence de la continuelle activation de la proliferation cellulaire. Dans les cellules normales, les signaux mitogeniques sont traites par un reseau complexe d’interactions proteiques et de reactions enzymatiques, appelees voies de signalisation. Dans certains cas, le signal peut induire l’activation de nouveaux genes et ainsi declencher la mitose. Lors du developpement ou de la cicatrisation, cette regulation du phenotype cellulaire controle etroitement le nombre et le comportement des cellules contribuant ainsi au maintien d’un tissu fonctionnel sain. A partir de profils genomiques, transcriptomiques et proteomiques de tumeurs de la vessie ainsi que des transcriptomes de cellules urotheliales normales dans differents etats de proliferation et de differenciation, j’ai mis au point de nouvelles methodologies pour caracteriser les voies de signalisation et de regulation responsables des cancers de la vessie. Dans un premier temps, j’ai developpe des outils pour l’identification et la visualisation des programmes transcriptionnels specifiques a une tumeur ou a un sous-type tumoral et ce, par l’inference d’un reseau de co-regulation et la prediction de l’activite des facteurs de transcription. Ces methodes sont disponibles dans un package Bioconductor, CoRegNet (bioconductor.org). La mesure de l’activite transcriptionnelle est basee sur l’influence d’un facteur de transcription sur l’expression de ses genes cibles. Cette mesure a ete utilisee pour identifier les regulateurs les plus actifs de chaque sous-type de cancer de la vessie. L’integration de profils genomiques a mis en avant deux facteurs de transcription genetiquement alteres et ayant des roles oncogenes dans les tumeurs luminales et basales. L’un d’entre eux a ete valide experimentalement dans ce travail.L’utilisation de CoRegNet a mis en evidence une large utilisation dans les tumeurs,des reseaux normaux de la differenciation et de la proliferation des cellules normales. Un regulateur de la proliferation normale est identifie comme etant active de fa¸con constitutive par des alterations genetiques dans les tumeurs. Son impact sur la proliferation des cellules tumorales de la vessie a ete experimentalement valide. Par ailleurs, il a ete constate que l’un des regulateurs de la differenciation urotheliale presentant une baisse d’activite dans la quasi-totalite des tumeurs, est frequemment mute. De plus amples analyses ont mis en avant son role majeur dans les tumeurs differenciees. Dans le but de caracteriser les voies de signalisation a partir de donnees proteomiques d’experiences d’immunoprecipitations, j’ai developpe un nouvel algorithme visant a construire un reseau dense a partir d’une liste de proteines d’interet et d’un ensemble d’interactions proteiques connues. L’algorithme est propose sous la forme d’une application Cytoscape et s’intitule Pepper: Protein Complex Expansion using Protein-Proteininteraction networks (apps.cytoscape.org) Enfin, en utilisant a la fois le profil proteomique d’une experience d’immunoprecipitation de FGFR3 ainsi que le profil transcriptomique des genes qu’il regule en aval, j’ai applique Pepper pour caracteriser la voie de signalisation de FGFR3 depuis ses partenaires proteiques jusqu’aux facteurs de transcription en aval. Enfin, ce travail a plus particulierement permis d’identifier un lien de regulation entre FGFR3 et le gene suppresseur de tumeurs TP53.