Les granules de stress à ARN : une question de vie ou de mort

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1 REVUE Les granules de stress à ARN : une question de vie ou de mort Stress Granules: A matter of life and death Laetitia Coudert, Rachid Mazroui Département de Biologie Moléculaire, Biochimie Médicale, et Pathologie, Faculté de Médecine, Université Laval, Centre de Recherche CHUQ /St-François d Assise Correspondance Rachid Mazroui 10, rue de l Espinay Québec, Québec, G1L 3L5 Canada poste rachid.mazroui@crsfa.ulaval.ca Date de réception : 6 novembre 2013 Date d acceptation : 28 janvier 2013 LAETITIA COUDERT ET COLL. 1

2 Résumé Suite au stress, les cellules eucaryotes activent des mécanismes de défense pour s adapter aux conditions extrêmes imposées par le stress, leur permettant de survivre. Un des mécanismes de défense activés en conditions de stress implique la formation de «granules de stress (SG)» correspondant à des corps cytoplasmiques où des ARNm sont recrutés en condition de stress. La séquestration de certaines molécules de signalisation dans les SG inactive des voies de mort cellulaire, permettant la survie cellulaire. Les SG permettent aussi la protection des ARNm codant pour des fonctions de survie. Une fois le stress éliminé, les ARNm protégés ainsi accumulés sont massivement traduits en protéines de survie assurant la survie cellulaire. Les SG apparaissent donc comme des entités pro-survie, qui, dans le contexte du processus cancéreux peuvent promouvoir la résistance au stress induit par les traitements thérapeutiques, induisant une chimiorésistance. Dans cette revue, les mécanismes de formation des SG sont discutés ainsi que leur rôle dans le contexte de la résistance des cellules cancéreuses aux traitements thérapeutiques. Summary When exposed to environmental stresses, cells rapidly activate pathways that induce a coordinated response of mrna translation and turnover that confers protection against stress-induced damage and promotes their survival. One of these pathways involves the induction of stress granules (SG); cytoplasmic bodies where specifi c mrnas and proteins are recruited. The sequestration of specifi c signaling molecules, in SG, could inactivate cellular death programs, leading to the cellular survival. SG can also assure the protection of mrnas coding for survival functions. Once the inducing stress is relieved, accumulated mrnas are massively translated in proteins, leading to cellular survival. SG seem thus to play key role in cell resistance to stress. Recent advances suggest that the pro-survival function of SG could account for resistance of cancer cells to the stress generated by chemotherapy, inducing chemoresistance. In this review, we discuss recent advances of the role played by SG in promoting cancer cells resistance to therapeutic conditions as well as the molecular mechanisms leading to their formation. LAETITIA COUDERT ET COLL. 2

3 La formation des granules de stress : un événement évolutif et conservé Les granules de stress (SG) sont des entités cytoplasmiques non-membranaires généralement associées au réseau de microtubules. Les SG appartiennent à la famille des granules à ARN [1] qui sont connus comme étant des sites de stockage des ARNm. À la différence des autres granules à ARN, les SG ne sont détectées qu en condition de stress, suggérant un rôle spécifi que de la formation des SG dans les conditions de croissance cellulaire défavorables. La formation des SG est conservée entre les espèces. On peut les observer chez les chloroplastes de plante [2], les levures Saccharomyces cerevisiae [3] et Saccharomyces pombe [4], chez le protozoaire Trypanosoma brucei [5] ainsi que chez le métazoaire Caenorhabditis elegans [6]. On retrouve aussi les SG chez la Drosophila melanogaster, tel que démontré récemment par notre laboratoire, réitérant les observations du laboratoire de P. Silver [7]. De plus, nos résultats récents montrent pour la première fois la formation de SG au sein de tissus isolés de la drosophile. Cette conserva- tion évolutive de la formation des SG témoigne d un rôle important de leur formation dans la réponse cellulaire au stress. La formation des SG chez les cellules de mammifères fut observée en réponse à plusieurs types de stress. Ceux-ci incluent le choc thermique et le stress oxydatif [8], l infection virale [9], les radiations ionisantes [10] ainsi que les traitements chimiothérapeutiques [11]. Dans la plupart de ces études, la formation des SG fut présentée comme un événement important permettant une survie cellulaire face au stress. Nous avons montré, dans le cas du stress généré par les drogues anticancéreuses, que la formation des SG engendrait une résistance des cellules cancéreuses à la mort cellulaire, constituant ainsi un mécanisme de résistance thérapeutique [11, 12]. La majorité des stress induisant la formation des SG inhibent l initiation de la traduction des ARNm. Dans ce contexte, il fut suggéré que les SG pouvaient servir de sites où les ARNm sont stockés, sous forme non-traduite. Une fois le stress éliminé, les SG LAETITIA COUDERT ET COLL. 3

4 se désassemblent et relâchent ces ARNm qui peuvent être rapidement traduits en protéines de survie, permettant à la cellule de recouvrir du stress subit. Composition et rôle des SG dans le contrôle de l expression des ARNm Les SG sont très dynamiques ; leurs composantes y entrent et sortent continuellement comme l ont démontrées les études de photoblanchissement (Figure 1). Ce dynamisme a rendu difficile la caractérisation biochimique des SG. La quasi-totalité des composantes des SG fut identifiée par des études de localisation cellulaire. On distingue deux types de composantes des SG: les composantes core et les molécules de signalisation qui sont recrutées aux SG par le biais des composantes core [1, 13, 14]. Les composantes core des SG incluent les facteurs d initiation de la traduction [8, 15-18] et les petites sous-unités ribosomales [19, 20]. Les grandes sous-unités ribosomales ainsi que certains facteurs d élongation de la traduction sont absents des SG. Ceci exclue la possibilité que les SG soient des sites de la traduction active des ARNm ; les SG seraient plutôt des sites où la traduction des ARNm est réprimée. Des études menées par plusieurs laboratoires ont déterminé grâce à l hybridation in situ (en utilisant des oligos-dt) que plus de 70 % des ARNm totaux sont recrutés au niveau des SG formées dans les cellules de mammifères en condition de stress. Cependant, seule une dizaine d ARNm a été formellement localisée par hybridation in situ spécifi que au niveau des SG. Cette catégorie inclue les ARNm de c-myc et de beta-actine [21], de GAPDH [12, 21], des transcripts régulés par HIF-1 [10], et des ARNm TOP codant les protéines ribosomales [22]. La localisation de ces ARNm au niveau des SG corrèle avec leur accumulation. Récemment, on a démontré que la localisation de l ARNm codant pour la protéine p21 est quantitativement (~80 %) recrutée au niveau des SG (Figure 2), où il s accumule suite à sa stabilisation [12]. La suppression des SG prévient la stabilisation de l ARNm p21, induisant ainsi sa dégradation rapide. Ces résultats démontrent un rôle important des SG dans la protection de la dégradation de certains ARNm, principalement ceux ayant une très courte durée LAETITIA COUDERT ET COLL. 4

5 Figure 1 Les SG sont dynamiques. Les cellules HeLa exprimant le marqueur GFP-FMRP des SG ont été traitées avec l arsenite pour induire la formation des SG. Les SG ont été photoblanchis à l aide de lasers (A ; la zone photoblanchie est indiquée par une fl èche). L intensité de la fl uorescence récupérée après le photoblanchiment est ensuite mesurée (B). Noter que le recouvrement de 50% de la fl uorescence se fait en moins d une minute, démontrant un va et viens rapide des composantes des SG. Analyse produite au sein de notre laboratoire. LAETITIA COUDERT ET COLL. 5

6 Figure 2 Bortezomib induit l accumulation de l ARNm p21 dans les SG comme démontré par la fl uorescence locale (FISH). Les cellules HeLa ont été traitées avec le bortezomib (2 μm) pour induire la formation des SG. Après fi xation et perméabilisation, les cellules ont été incubées avec une sonde ARN anti-sens marquée au Alexa fl uor 488 pour détecter l ARNm p21, ou avec une sonde contrôle sens marquée avec de l Alexa fl uor 488. Les SG ont été détectées en utilisant des anticorps spécifi ques de la protéine du retard mental fragile X (Fragile X Mental Retardation Protein; FMRP), l un des marqueurs des SG. Le pourcentage des SG contenant l ARNm p21 est indiqué. LAETITIA COUDERT ET COLL. 6

7 de vie, induisant leur accumulation en condition de stress. La localisation des ARNm labiles dans les SG serait donc un événement critique permettant à ces ARNm d échapper à l action de la machinerie de dégradation des ARNm. Dans ce contexte, il est important de noter que la plupart des enzymes de dégradation des ARNm sont exclues des SG. Les SG serviraient donc de barrière physique contre les enzymes de dégradation des ARNm, ce qui favoriserait la stabilisation des ARNm labiles présents dans les SG [18, 23]. Des analyses à grande échelle d expression du génome des cellules ne pouvant pas former les SG devraient aider à identifi er les ARNm dont l accumulation dépend de la formation des SG. En accord avec le concept de la protection de la dégradation des ARNm labiles par les SG, plusieurs protéines connues comme étant stabilisatrices d ARN se retrouvent dans les SG. Celles-ci incluent HuR [24], FMRP [20], et TIA [8]. On a démontré que la protéine CUGBP1 est responsable de la localisation de l ARNm p21, induisant son accumulation dans les SG [12]. CUGBP1 fut par contre décrite comme une protéine permettant la dégradation des ARNm dans le cytoplasme des cellules en condition de croissance normale [25, 26]. La localisation de CUGBP1 dans les SG paraît donc critique pour la stabilisation de ses ARNm cibles tels que p21. La localisation dans ces granules des protéines liant l ARN pourrait donc jouer un rôle clé dans l accumulation de leurs ARNm cibles en induisant leur localisation au niveau de ces mêmes SG. Il serait surprenant cependant que CUGBP1 soit le seul facteur responsable de l accumulation de l ARNm p21 dans les SG. Des études futures sont nécessaires pour déterminer comment les ARNm spécifi ques, incluant celui codant pour p21, sont stabilisés au niveau de ces granules. En plus des protéines stabilisatrices des ARNm, certaines composantes des SG sont connues comme étant inhibitrices de la traduction, ce qui supporte l hypothèse selon laquelle les SG servent de sites de répression de la traduction. Cette hypothèse fut cependant défi ée par une étude récente réalisée chez la levure [3]. En effet, les auteurs ont montré que des souches de levure mutantes, incapables de former les SG, LAETITIA COUDERT ET COLL. 7

8 ont maintenu leur capacité à réprimer la traduction des ARNm en condition de stress. Ce résultat n exclut cependant pas que les SG soient importantes pour la répression de la traduction des ARNm de façon spécifi que. Dans ce sens, on a pu établir un modèle cellulaire (Figure 3) pour vérifi er l implication des SG dans la régulation de la traduction de l ARNm p21 [12]. On a montré que le traitement court (4 h) des cellules avec des inhibiteurs de protéasome induit la formation des SG, où l ARNm p21 s accumule. La séquestration de cet ARNm dans les SG empêche cependant son expression comme le démontrent nos analyses en western blot. L ARNm p21 ainsi accumulé est relargué au niveau du cytoplasme pour être traduit suite au Figure 3 Rôle potentiel des SG dans la régulation de l expression de l ARNm p21 Le traitement des cellules HeLa avec les inhibiteurs de protéasome pour 3-4 h induit la formation des SG, où l ARNm p21 s accumule. À cause de sa séquestration dans les SG, l ARNm p21 n est pas traduit. Le traitement prolongé (8-10 h) des cellules avec les inhibiteurs du protéasome induit une dépolymérisation des SG qui libèrent le pool accumulé de l ARNm p21 qui sera massivement traduit en protéines. LAETITIA COUDERT ET COLL. 8

9 désassemblage des SG qui se produit pendant un traitement prolongé (8 h) avec les inhibiteurs de protéasome. Cette étude suggère donc que la séquestration des ARNm au niveau des SG inhibe leur traduction. Deux études récentes ont pu reconstituer in vitro des granules à ARN ressemblant aux granules de stress par leur composition [27, 28]. Le séquençage à haut débit de ces ARNm isolés a permis d identifi er ceux présents dans ces granules et faisant donc potentiellement partie des SG. Des études futures devraient confirmer leur localisation dans les SG, mais surtout d établir le rôle des SG dans la répression de leur traduction. Initiation de la traduction et formation des granules de stress Chez les cellules eucaryotes, la traduction consiste en trois étapes : l initiation, l élongation et la terminaison. L initiation de la traduction est un processus hautement régulé notamment durant la réponse au stress [29]. Cette étape consiste en un assemblage successif d une dizaine de facteurs d initiation de la traduction (eifs) formant des complexes avec les sousunités ribosomales et l ARNm [30]. Cette étape débute par la formation du complexe tertiaire Met eif2.gtp.met-trna i et son recrutement à la sous-unité ribosomale 40S, formant le complexe de pré-initiation 43S. L étape suivante est l association du 43S à l ARNm par le biais des facteurs eif4f and eif3. Le complexe eif4f est composé de trois facteurs : le eif4e, eif4g et le eif4a. eif4e est responsable de la reconnaissance des ARNm en se liant sur leur structure coiffe (5 -m 7 GpppN). Pendant l initiation de la traduction, eif4g joue un rôle de protéine échafaudage pour recruter le 43S à l ARNm grâce à son interaction simultanée avec eif3, lui-même lié au 43S et à eif4e complexé avec l ARNm. Ceci conduit à la formation du complexe de pré-initiation 48S. Les facteurs eif4f et eif2α sont alors relâchés et la sous-unité ribosomale 60S est recrutée pour former le ribosome 80S qui est compétent pour démarrer la traduction. En condition de stress, l initiation de la traduction est régulée principalement par la phosphorylation du facteur eif2α [29], événement également clé dans la formation des SG [8, 31]. LAETITIA COUDERT ET COLL. 9

10 Mécanismes de formation des SG : lien fonctionnel avec l inhibition de l initiation de la traduction Formation des SG dépendante de la phosphorylation du facteur eif2α La phosphorylation du facteur eif2α est la première voie de signalisation démontrée comme étant impliquée dans la formation des SG [8]. La plupart des stress menant à la formation des SG sont connus comme étant des stress qui induisent la phosphorylation du facteur eif2α au niveau de la serine 51 [11, 14]. Cette phosphorylation d eif2α empêche l association du facteur eif2 avec le GTP et inhibe par conséquent la formation du complexe tertiaire eif2. Met GTP.Met-tRNA i [29]. S en suit une accumulation de complexes d initiation de la traduction défi cients et incompétents pour la traduction; l accumulation de ces complexes donnant lieu à l assemblage des SG [19, 32]. La phosphorylation d eif2α apparaît donc comme un événement clé dans l induction de la formation des SG en condition de stress. Cette modifi cation de eif2α est induite par quatre kinases de stress dont le rôle dans la formation des SG est aussi bien établi. La protéine kinase R (PKR) est impliquée dans la formation des SG en réponse aux infections viraux [9, 17] alors que la PKR-like endoplasmic reticulum kinase (PERK) est responsable de la formation des SG en condition du stress du réticulum endoplasmique [16]. La protéine general control non-derepressible-2 (GCN2) est impliquée dans l induction des SG en condition d inhibition du protéasome dans les cellules embryonnaires fi broblastiques de souris [33]. Enfin, la protéine heme-regulated Inhibitor HRI semble être responsable de la formation des SG en condition d arsenite [31]. Nous avons également démontré le rôle majeur de la protéine HRI dans la formation des SG en condition de traitement chimiothérapeutique des cellules cancéreuses, via la phosphorylation d eif2α [11]. Les kinases de stress pourraient donc jouer un rôle non-soupçonné dans la chimiorésistance, en induisant la formation des SG. Nos études en cours permettront de déterminer si HRI pourrait être une cible thérapeutique pour le traitement des cancers chimiorésistants. LAETITIA COUDERT ET COLL. 10

11 Formation des SG dépendantes des autres facteurs d initiation de la traduction Plusieurs inhibiteurs de l initiation de la traduction furent récemment développés. Pateamine A et Hippuristanol ciblent le facteur d initiation de la traduction eif4a [34, 35], 4EG-I inactive le facteur eif4e [36], tandis que MDMP bloque l association entre la sous-unité ribosomale 60S avec la 40S [37]. Notre étude pionnière [17], appuyée par des études menées par plusieurs laboratoires, a démontré que l inactivation du facteur eif4a (soit par la Pateamine A ou par l Hippuristanol) est suffi sante pour induire la formation des SG dans les cellules en culture sans pour autant induire la phosphorylation du facteur eif2α. Ces études démontrent donc l existence de voies de formation alternatives des SG (autre que la voie de formation eif2α-phosphodépendante) et mettent en lumière le concept selon lequel la formation des SG est intimement liée à l inhibition de l initiation de la traduction. La formation des SG ne dépendrait donc pas exclusivement d un apport de stress à la cellule. Plus récemment, un criblage des facteurs d initiation de la traduction a été réalisé pour déterminer ceux dont l inactivation induisait la formation des SG. Notre étude a confi rmé que l inactivation des autres facteurs d initiation de la traduction tels que eif4b, eif4h ainsi qu eif2 était suffi sante pour induire la formation des SG. Cependant, on a identifié dans ce travail [18] deux étapes de l initiation de la traduction, à savoir la formation du facteur eif4f et celle du recrutement de la sous-unité ribosomale 60S, dont l inhibition n induit pas la formation des SG. Ceci démontre que les mécanismes de formation des SG et ceux régulant l inhibition de l initiation de la traduction peuvent être non couplés. L initiation de la traduction étant une cible privilégiée dans le traitement du cancer [38-43], notre étude a ainsi révélé deux étapes clés de l initiation de la traduction qui peuvent être ciblées sans induire la formation des SG et la résistance à la mort cellulaire qui lui est associée. Nous poursuivons nos études pour déterminer si l inactivation de la cible thérapeutique eif4e ainsi que sa voie régulatrice mtor peut prévenir la formation des SG lors de traitements chimiothérapeutiques, sensibilisant ainsi les cellules cancéreuses résistantes à la mort cellulaire. LAETITIA COUDERT ET COLL. 11

12 Rôle des SG dans la survie cellulaire Plusieurs études ont documenté le rôle des SG dans la résistance des cellules aux effets délétères du stress, induisant leur survie. Deux modèles furent élaborés pour expliquer le rôle des SG dans la survie cellulaire : la séquestration des molécules de signalisation de mort cellulaire et la surexpression des facteurs de survie cellulaire. Modèle de résistance par séquestration des molécules de signalisation : TRAF2 La protéine TRAF2 fait partie d un complexe TNFR1 composé du récepteur du TNFα, de la protéine adaptatrice TRADD, et de la kinase RIP1 [44]. L activation de ce complexe est cruciale pour transmettre les signaux menant à l activation du facteur pro-infl ammatoire NF-kB. L étude de l équipe de Jang [45] montre que la séquestration de TRAF2 au niveau des SG (induites par le choc hyperthermique) rend le complexe TNFR1 inactif et donc incapable d activer les réactions pro-infl ammatoires de mort cellulaire NF-kB. Ces travaux suggèrent un rôle cyto-protecteur des SG lors du processus d infl ammation menant à l apoptose. RACK1 (Receptor for Activated C-Kinase1) La protéine RACK1 sert de protéine d échafaudage et d activation pour plusieurs kinases telles que la protéine kinase C (PKC) et certaines kinases (MTK1, MKK7) impliquées dans la voie de signalisation JNK/MAPK. Elle joue un rôle critique dans différents processus biologiques tels que la croissance, la migration et la différenciation cellulaire [46]. Lorsque la cellule subit un stress (c.-à-d. hypoxie, rayons ionisants, dro- gues génotoxiques de type Etoposide), RACK1 se localise dans les SG [47]. Cette séquestration de RACK1 au sein des SG prévient sa liaison avec la kinase MTK1 (faisant partie de la voie apoptotique p38 et JNK-MAPK). Ceci inhibe l activation de la voie MTK1-MAPK et subséquemment empêche l entrée en apoptose de la cellule. Ces travaux ont donc établi que la formation des SG peut interférer avec l activa- LAETITIA COUDERT ET COLL. 12

13 tion des voies de signalisation de mort cellulaire en séquestrant des molécules de signalisation clés, permettant ainsi aux cellules de survivre en cas de stress. RSK2 (Serine/Thréonine p90 ribosomal S6 kinase 2) RSK2 est un facteur régulant différents aspects du processus de prolifération et de survie cellulaire. Il modifie des protéines cibles telles que p27 kip1, TIF-1A [48] par phosphorylation. De plus, il relaie à l intérieur des cellules certains signaux extracellulaires, notamment ceux induits par les facteurs de croissance contrôlant la prolifération cellulaire. En condition de stress oxydatif, RSK2 est recruté par le biais de TIA-1 au niveau des SG [49]. Ainsi séquestré, RSK2 ne peut plus s accumuler dans le noyau et ne peut donc plus induire l expression de la cycline D1 ; un des facteurs clés régulant la phase G1 du cycle cellulaire. De plus, RSK2 (de concert avec TIA-1) semble promouvoir la formation des SG en condition des stress, permettant ainsi à la cellule stressée de survivre. Modèle de résistance par surexpression des facteurs de survie ARNm induit par l hypoxie Il a été démontré que la radiothérapie des tumeurs induit la formation des SG suite aux conditions hypoxiques crées par les radiations [10]. Parallèlement à la formation des SG, l état hypoxique des cellules active la transcription spécifi que d ARNm codant pour des cytokines de survie. Lors de la radiation de la tumeur, ces ARNm sont recrutés au niveau des SG où ils sont protégés de la dégradation et où ils s accumulent. Le mécanisme de reoxygénation des tumeurs qui fait suite à la radiation permet le désassemblage des SG, relâchant le pool accumulé des ARNm alors massivement traduits en cytokines telles que le VEGF. Ces dernières assurent la survie des cellules endothéliales permettant la vascularisation de la tumeur, lui assurant une résistance aux radiations. Cette étude établissant un lien entre la formation des SG et la radiorésistance des tumeurs nous amène à considérer ce «lien fonctionnel» comme une potentielle cible thérapeutique pour le traitement des cancers radio-résistants. LAETITIA COUDERT ET COLL. 13

14 ARNm codant pour les p rotéines du cycle cellulaire La protéine p21 (Cyclin-dependent kinase inhbitor) inhibe le cycle cellulaire en phase G1. De ce fait, elle est impliquée dans la différenciation cellulaire et la sénescence et fut originellement décrite comme inhibitrice de la progression tumorale [50-52]. D autres études ont cependant révélé un rôle anti-apoptotique de la protéine p21 [53-55]. Il fut démontré que les conditions de stress, incluant le traitement thérapeutique anti-cancer, induisaient une surexpression de la protéine. La surproduction de protéine p21 inhibe ensuite l activité de la machinerie apoptotique, permettant la résistance des cellules à la mort engendrée par le stress [53, 56]. Nous avons récemment identifi é un mécanisme permettant la surexpression de la protéine p21 lors de traitement avec l agent chimiothérapeutique bortezomib [12]. Le bortezomib (de son nom clinique Velcade) est un agent approuvé pour le traitement des tumeurs liquides [57, 58], de type «inhibiteurs du protéasome». Les tumeurs solides sont résistantes au bortezomib [59, 60] et nous avons observé que cette chimiorésistance impliquait la surexpression de la protéine p21 facilitée par les SG [12]. Dans ces travaux, nous avons d abord montré qu un traitement court (4 h) des cellules cancéreuses au bortezomib (2uM) induisait la formation des SG, constituant la première démonstration que les drogues anticancéreuses peuvent conduire à la formation des SG. La formation des SG, en condition de bortezomib (2uM) est réversible, car les SG se désassemblent suite à un traitement prolongé (> 8 h) avec cet agent chémothérapeutique. De plus, la suppression des SG en éliminant le facteur HRI sensibilise les cellules cancéreuses chimiorésistantes au traitement bortezomib, suggérant un rôle important de la formation des SG dans cette chimiorésistance. Notre étude subséquente a révélé un rôle majeur des SG dans la stabilisation et l accumulation de l ARNm p21, induisant ainsi la surexpression de la protéine p21. Nos études d hybridation in situ ont montré que plus de 80 % de l ARNm p21 produit s accumulait dans les SG. Cette accumulation dépend de la protéine CUGBP1 qui permet la stabilisation de l ARNm LAETITIA COUDERT ET COLL. 14

15 p21 dans les SG. Ce pool d ARNm p21 ainsi accumulé est relâché dans le cytoplasme après la dépolymérisation des SG où il va abondement être converti en protéine. La surproduction de p21 interfère avec la mort cellulaire, induisant ainsi une chimiorésistance. Notre travail a donc révélé la protéine p21 comme cible thérapeutique pour le traitement de cancer résistant au bortezomib. Le développement de drogues qui empêcherait la formation des SG de façon spécifi que serait aussi une approche prometteuse pour le traitement de cancers résistants. En plus de l ARNm p21, nos données récentes (encore non publiés) ont identifi é d autres ARNm dont la surexpression en condition de bortezomib dépend des SG. L étude du rôle des protéines codées par ces ARNm dans la chimiorésistance est en cours et pourrait aboutir à l identifi cation de nouvelles cibles thérapeutiques. Il est très peu probable que ce mécanisme de chimiorésistance, médié par les SG, soit spécifi que au bortezomib. Des études sont en cours pour identifi er des agents chimiothérapeutiques induisant la formation des SG tout en permettant aux cellules cancéreuses de survivre à ces traitements. Conclusion L exposition des cellules au stress peut perturber le déroulement de processus intracellulaires essentiels. En effet, la formation des SG corrèle généralement avec une diminution globale de la traduction et la répression ciblée d ARNm particuliers tels que ceux codant pour des fonctions du cycle cellulaire ou de la survie. Dans ce contexte particulier de stress, l assemblage des SG représente vraisemblablement un mécanisme d adaptation cellulaire important pouvant être qualifi é de pro-survie. De par cette capacité, les SG peuvent participer aux décisions «de vie ou de mort» des cellules en détresse, en régulant de façon sélective l activation des protéines de signalisation ainsi que l expression des ARNm impliqués dans la survie cellulaire et l apoptose. Ceci est particulièrement important dans le cadre de la résistance des cellules cancéreuses aux thérapies. Cependant, les événements moléculaires menant à leur assemblage/ LAETITIA COUDERT ET COLL. 15

16 désassemblage ne sont pas encore totalement connus. Il serait donc primordial d explorer ces mécanismes afi n d avoir une meilleure compréhension de la biogenèse des SG. Par cette connaissance, nous serions capables de déve- Mazroui. L. Coudert est une étudiante au doctolopper des drogues pouvant cibler spécifiquement la formation des SG. L utilisation de ces suppresseurs des SG pourrait être combinée aux traitements conventionnels pour prévenir la chimiorésistance. Remerciements et Financements Cette revue est supportée par la subvention Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (MOP-CG095386) de R. rat au laboratoire de R. Mazroui. R. Mazroui est récipiendaire de la bourse salariale Nouveaux chercheur IRSC. Référ ences 1. Buchan, J.R. and R. Parker, Eukaryotic stress granules: the ins and outs of translation. Molecular cell, (6): p Uniacke, J. and W. Zerges, Stress induces the assembly of RNA granules in the chloroplast of Chlamydomonas reinhardtii. J Cell Biol, (4): p Buchan, J.R., D. Muhlrad, and R. Parker, P bodies promote stress granule assembly in Saccharomyces cerevisiae. The Journal of cell biology, (3): p Nilsson, D. and P. Sunnerhagen, Cellular stress induces cytoplasmic RNA granules in fi ssion yeast. RNA, (1): p Kramer, S., et al., Heat shock causes a decrease in polysomes and the appearance of stress granules in trypanosomes independently of eif2(alpha) phosphorylation at Thr169. Journal of cell science, (Pt 18): p Jud, M.C., et al., Large P body-like RNPs form in C. elegans oocytes in response to arrested ovulation, heat shock, osmotic stress, and anoxia and are regulated by the major sperm protein pathway. Dev Biol, (1): p Farny, N.G., N.L. Kedersha, and P.A. Silver, Metazoan stress granule assembly is mediated by P-eIF2alpha-dependent and -independent mechanisms. RNA, (10): p Kedersha, N.L., et al., RNA-binding proteins TIA- 1 and TIAR link the phosphorylation of eif-2 alpha to the assembly of mammalian stress granules. J Cell Biol, (7): p McInerney, G.M., et al., Importance of eif2alpha phosphorylation and stress granule assembly in alphavirus translation regulation. Mol Biol Cell, (8): p Moeller, B.J., et al., Radiation activates HIF-1 to regulate vascular radiosensitivity in tumors: role of reoxygenation, free radicals, and stress granules. Cancer Cell, (5): p LAETITIA COUDERT ET COLL. 16

17 11. Fournier, M.J., C. Gareau, and R. Mazroui, The chemotherapeutic agent bortezomib induces the formation of stress granules. Cancer cell international, : p Gareau, C., et al., p21(waf1/cip1) upregulation through the stress granule-associated protein CUGBP1 confers resistance to bortezomib-mediated apoptosis. PloS one, (5): p. e Anderson, P. and N. Kedersha, Stress granules: the Tao of RNA triage. Trends Biochem Sci, (3): p Anderson, P. and N. Kedersha, RNA granules: post-transcriptional and epigenetic modulators of gene expression. Nature reviews. Molecular cell biology, (6): p Kedersha, N., et al., Stress granules and processing bodies are dynamically linked sites of mrnp remodeling. J Cell Biol, (6): p Kimball, S.R., et al., Mammalian stress granules represent sites of accumulation of stalled translation initiation complexes. Am J Physiol Cell Physiol, (2): p. C Mazroui, R., et al., Inhibition of ribosome recruitment induces stress granule formation independently of eukaryotic initiation factor 2alpha phosphorylation. Mol Biol Cell, (10): p Mokas, S., et al., Uncoupling stress granule assembly and translation initiation inhibition. Molecular biology of the cell, (11): p Kedersha, N., et al., Evidence that ternary complex (eif2-gtp-trna(i)(met))-defi cient preinitiation complexes are core constituents of mammalian stress granules. Mol Biol Cell, (1): p Mazroui, R., et al., Trapping of messenger RNA by Fragile X Mental Retardation protein into cytoplasmic granules induces translation repression. Hum Mol Genet, (24): p Stohr, N., et al., ZBP1 regulates mrna stability during cellular stress. J Cell Biol, (4): p Damgaard, C.K. and J. Lykke-Andersen, Translational coregulation of 5 TOP mrnas by TIA-1 and TIAR. Genes & development, (19): p Kedersha, N. and P. Anderson, Mammalian stress granules and processing bodies. Methods Enzymol, : p Gallouzi, I.E., et al., HuR binding to cytoplasmic mrna is perturbed by heat shock. Proc Natl Acad Sci U S A, (7): p Lee, J.E., et al., Systematic analysis of cis-elements in unstable mrnas demonstrates that CUGBP1 is a key regulator of mrna decay in muscle cells. PloS one, (6): p. e Vlasova, I.A., et al., Conserved GU-rich elements mediate mrna decay by binding to CUG-binding protein 1. Molecular cell, (2): p Han, T.W., et al., Cell-free formation of RNA granules: bound RNAs identify features and components of cellular assemblies. Cell, (4): p Kato, M., et al., Cell-free formation of RNA granules: low complexity sequence domains form dynamic fi bers within hydrogels. Cell, (4): p Holcik, M. and N. Sonenberg, Translational control in stress and apoptosis. Nature reviews. Molecular cell biology, (4): p LAETITIA COUDERT ET COLL. 17

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