123 - La sénescence cellulaire : rôle physiologique et pathologique

Sénescence et vieillissement

Lors de cette première session du Symposium, nous dissèquerons les processus moléculaires qui conduisent la cellule vieillissante et endommagée à entrer en sénescence plutôt qu’en apoptose à partir de données collectées chez l’humain et dans des modèles expérimentaux. Une des différences entre ces deux voies, qui in fine conduisent toutes les deux à l’élimination de la cellule endommagée, est dans la chronologie : dans le dernier cas, l’élimination est rapide, alors que dans le second, elle est plus lente, la cellule sénescente s’incrustant avant d’être éliminée. Lors de cette résidence temporaire, les cellules sénescentes sécrètent de nombreux facteurs tels des protéases restructurant le milieu extracellulaire, des facteurs de croissance et chemo-attractants des cellules souches réparatrices, et des facteurs inflammatoires recrutant les cellules immunitaires qui ultimement vont les phagocyter pour les éliminer. Nous verrons par quelles méthodes il est possible de disséquer les voies moléculaires impliquées dans la sénescence cellulaire, la conséquence pathophysiologique de la sénescence liée au vieillissement et s’il existe un dysmorphisme sexuelle de la sénescence cellulaire.

• Communication orale 09 h 10
  EFFETS DIFFERENTIELS DU VIEILLISSEMENT SUR LA SIGNATURE TRANSCRIPTOMIQUE ARTÉRIELLE DES PATIENTS ET PATIENTES ATTEINT(E)S D’UNE MALADIE CORONARIENNE SÉVÈRE
  Pauline Mury (UdeM - Université de Montréal)

  La dysfonction endothéliale précède le développement de la plaque d’athérosclérose, et il a été suggéré que la protection relative procurée par le sexe féminin était liée à l’apparition plus tardive de cette dysfonction. D’autre part, l’accumulation des cellules endothéliales (CE) sénescentes (Sn) est proportionnelle à l’historique d’exposition aux facteurs de risque de la maladie athéromateuse. Nous émettons l'hypothèse que l'accumulation de CESn artérielles contribue au dysfonctionnement endothélial, et que cette accumulation est moindre chez la femme.

  La fonction dilatatrice endothéliale à l’acétylcholine (ACh) a été évaluée dans des segments d’artères mammaires de 65 patient(e)s. La relaxation maximale (Emax) et la concentration d’ACh induisant 50% de relaxation (EC50) ont été calculées. La signature transcriptomique de l’artère mammaire a été analysée pour 11 patient(e)s par single-nuclei RNA sequencing.

  Alors que l’âge et les facteurs de risque étaient similaires entre les deux sexes, l’EC50 était significativement plus basse chez les femmes, illustrant une meilleure sensibilité de l’endothélium à l’acétylcholine. L’analyse des 36569 noyaux a montré des différences de composition cellulaire entre les sexes, ainsi que des patterns d’expression génique différents. Ces résultats suggèrent que l’origine moléculaire de la progression de la maladie coronarienne est très différente entre les deux sexes

• Communication orale 09 h 30
  Le rôle de la senescence cellulaire dans le remodelage vasculaire
  Malika Oubaha (UQAM - Université du Québec à Montréal)

  Un réseau vasculaire fonctionnel est un pré-requis au développement embryonnaire normal, à la réparation et à l'ingénierie tissulaire. Déchiffrer les mécanismes cellulaires et moléculaires qui initient et régulent la croissance et la régression des vaisseaux sanguins dans la rétine dans des conditions homéostatiques est essentiel pour comprendre les rétinopathies vasculaires. Nous utilisons des méthodes de séquençage d’ARN à l’échelle d’une celle unique combinées à l'imagerie par microscopie et à l'analyse biochimique pour identifier les facteurs ¨angiocrines¨ régulant différents aspects du remodelage des vaisseaux sanguins dans l'œil. Nous avons découvert récemment que la sénescence cellulaire peut survenir dès les premiers stades du développement embryonnaire et influencer la fonction des cellules endothéliales. Comprendre les mécanismes cellulaires et moléculaires de la sénescence développementale et l'identification de nouvelles signatures moléculaires régulant la plasticité et la spécification des cellules endothéliales est d'un grand intérêt afin de manipuler ces voies pour contrer les rétinopathies vasculaires.

  Source(s) de financement / Financement: CRSNG, CRC-IRSC, VHRN, FCI.

  Mots-clés / Keywords: Angiogenèse, cellules endothéliales, sénescence, rétine, vaisseaux sanguins.

• Communication orale 09 h 50
  Crible CRISPR pour caractériser le rôle de gènes associés avec la maladie coronarienne dans la fonction endothéliale
  Guillaume Lettre (UdeM - Université de Montréal)

  Des études d'association pan-génomiques (GWAS) ont identifié plus de 250 variants génétiques associées à la maladie coronarienne (CAD), mais les variants causaux, les gènes et les mécanismes moléculaires restent largement inconnus. Nous avons effectué des cribles CRISPR/Cas9 pour tester l'impact de ces variants génétiques associés à la CAD sur les fonctions des cellules endothéliales vasculaires. Nous avons ciblé 1998 variants sur 83 locus CAD pour évaluer leurs effets sur trois protéines d'adhésion (sélectine E, ICAM1, VCAM1) et trois fonctions endothéliales clés (production d'oxyde nitrique et de radicaux libres, signalisation calcique). À un taux d’erreur ≤10 %, nous avons identifié des perturbations CRISPR importantes à proximité de 42 variants situées dans 26 locus CAD. La caractérisation détaillée de l'un de ces nouveaux loci a impliqué l'hélicase à ARN DHX38 dans la sénescence des cellules endothéliales vasculaires. Ainsi, nos résultats supportent un lien causal entre la sénescence des cellules endothéliales, une variation inter-individuelle dans la fonction endothéliale vasculaire, et le risque de développer un CAD.

• Communication orale 10 h 10
  Cibler les cellules sénescentes dans les maladies de l’œil : du labo à la clinique.
  Mike (przemyslaw) Sapieha (UdeM - Université de Montréal)

Télomères et dommage à l’ADN

Toutes les cellules doivent maintenir l'intégrité de leur matériel génétique (ADN), qui se trouve sur les chromosomes, pour vivre, croître et se diviser. Les extrémités des chromosomes sont appelés télomères. Une fonction efficace des télomères est nécessaire pour la fonction des cellules souches embryonnaires et adultes et donc pour la fonction des tissus tout au long de la vie. La fonction essentielle des télomères est soulignée par le fait que les défauts dans les gènes qui contrôlent la fonction des télomères conduisent à un certain nombre de maladies, y compris les syndromes de vieillissement précoce, caractérisé par une insuffisance de prolifération d'une variété de tissus et par la mort. Le maintien des télomères est essential pour l’immortalité replicative des cellules cancéreuses, et le raccourcissement des télomères a été établie comme l’une des douze caractéristiques du vieillissement. La senescence cellulaire, une autre caractérisique du vieillissement, est liée au raccourcissement des télomères ainsi qu’aux télomères non protégés et perçues commes des dommages à l’ADN. Dans certains contextes cellulaires, le raccourcissement des télomères peut entraîner une instabilité chromosomique entraînant la mort cellulaire ou la promotion de cellules cancéreuses. Lors de la session ‘Télomères et dommage à l’ADN’ nous aurons l’occasion d’entendre parler des recherches les plus récentes dans le domaine.

• Communication orale 11 h 00
  Dyskérine, un lien entre la biogenèse de la télomérase, les télomères et le vieillissement prématuré
  Chantal Autexier (Université McGill)
• Communication orale 11 h 20
  Nouveau mécanisme des cellules cancéreuses pour éviter la sénescence: accélérer la réparation des dommages oxydatifs à l’ADN
  Alain Nepveu (Université McGill)

  Les cellules cancéreuses dont la voie de signalisation de la kinase phosphatidylinositol-3 (PI3K) est activée suite à une mutation dans un gène de cette voie (RAS, NF1, PIK3CA, PTEN) produisent un excès de radicaux libres, lesquels causent des dommages oxydatifs à l’ADN. La présence continue de ces dommages à l’ADN mène ultimement à la sénescence cellulaire, qui dans ce contexte agit pour supprimer le développement de tumeur. Malheureusement, de rares cellules parviennent à s’adapter à l’excès de radicaux libres. Un mécanisme d’adaptation bien connu est la surexpression d’antioxydants. Nous avons découvert un second mécanisme d’adaptation. Certaines cellules cancéreuses augmentent leur capacité à réparer les dommages oxydatifs à l’ADN en élevant l’expression d’enzymes de la voie de réparation des bases ainsi que de facteurs de transcription qui fonctionnent comme facteurs auxiliaires de cette voie, stimulant les activités enzymatiques d’une glycosylase et de la polymérase Pol β. Nous avons répertorié les facteurs de transcription CUX1, CUX2, SATB1, BCL11A et BCL11B. Chacun de ces facteurs est surexprimé dans un type de cancer où son activité dans la réparation de l’ADN est essentielle à la survie des cellules cancéreuses. En effet, l’inhibition de leur expression a un effet de létalité synthétique dans ces cellules cancéreuses.

• Communication orale 11 h 40
  La protéine de liaison de l’ADN simple-brin SUB1 : une nouvelle vulnérabilité des cancers ALT
  Alexandre Maréchal (UdeS - Université de Sherbrooke)
• Communication orale 12 h 00
  Impact de mutations pro-cancérigènes de POT1 sur le recrutement de la télomérase aux télomères
  Mouna Ferdebouh (UdeM - Université de Montréal)

  La longueur des télomères est maintenue par une enzyme spécialisée appelée télomérase. Dans les cellules somatiques, l'expression de la télomérase diminue, laissant les télomères de plus en plus courts. Les cellules entrent alors en sénescence, caractéristique du vieillissement. Dans 90% des cancers, la télomérase est réactivée et rallonge les télomères, rendant ainsi les cellules immortelles. L’homéostasie des télomères est modulée par le complexe shelterin qui comprend la protéine POT1 qui lie l’extrémité simple-brin des télomères et contrôle l’activité de la télomérase et de la kinase ATR. Or, des mutations de POT1 ont été répertoriées dans plusieurs cancers, causant une élongation anormale des télomères, selon un mécanisme encore inconnu.

  Notre équipe a développé une approche d’imagerie de molécules uniques de l'ARN de la télomérase hTR, qui permet d’observer les particules de hTR et le complexe télomérase par microscopie à fluorescence en temps réel afin de quantifier la colocalisation de la télomérase aux télomères. Nous avons ainsi pu montrer que POT1 contrôle l’accès et la dynamique de la télomérase aux télomères. Nos résultats montrent que certains mutants pro-cancérigènes de POT1 favorisent l’accès de la télomérase aux télomères, mais que cet accès est réduit lorsque ces cellules sont traitées avec un inhibiteur d’ATR. Cette étude permettra de mieux comprendre comment des mutations dans POT1 affectent l’homéostasie des télomères et l’immortalisation cellulaire.

Dîner

Sénescence et cancer

• Communication orale 13 h 30
  Crochet-uppercut en cancer de l’ovaire, un aller-retour clinique paillasse
  Francis Rodier (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 13 h 50
  Identification de cibles moléculaires pour contrer les effets négatifs de la sénescence sur la réponse immunitaire contre le cancer
  Christian Beausejour (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 14 h 10
  L'évasion de la sénescence cellulaire conduit à la progression du médulloblastome, une tumeur du cerveau pédiatrique.
  Frederic Charron (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 14 h 30
  Dissection des mécanismes de réponse aux dommages de l'ADN contrôlant les programmes de sénescence
  Nicolas Malaquin (UdeM - Université de Montréal)

  La senescence cellulaire est un mécanisme suppresseur de tumeur pouvant être activé dans les cellules normales mais aussi cancéreuses suite à certaines thérapies anti-cancéreuses. Bien que bénéfique dans un premier temps (blocage de la prolifération), les cellules sénescentes peuvent présenter un risque de résistance aux traitements et de rechute notamment par leurs propriétés de forte résistance à l’apoptose et de production d’un sécrétome pro-inflammatoire (senescence-associated secretory phenotype= SASP). Il est donc important de trouver des moyens d’éliminer les cellules sénescentes (par des agents sénolytiques) ou de manipuler spécifiquement leurs propriétés néfastes, en particulier le SASP. Nous cherchons à mieux comprendre les différentes étapes du processus menant à l’expression du SASP en réponse aux dommages à l’ADN. Nous avons pu montrer qu’après un premier blocage du cycle et une phase de réparation de l’ADN active, les cellules peuvent re-proliférer en présence que dommages résiduels provoquant une forte instabilité génomique, un arrêt de prolifération stable et l’apparition des phénotypes de sénescence. Par l’utilisation d’inhibiteurs ciblant ces différentes étapes, nous montrons qu’il est possible de diminuer spécifiquement le SASP pro-inflammatoire sans pour autant empêcher l’arrêt de prolifération. Une meilleure utilisation et combinaison des agents anti-cancéreux pourrait permettre de d’améliorer les thérapies induisant la sénescence.

Biologie de la sénescence

• Communication orale 15 h 10
  Métabolisme du cholestérol et rétinopathie: Rôle du phénotype sécrétoire associé à la sénescence
  Romain Villot (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 15 h 30
  Role de la ribogènese dans la senescence
  Véronique Bourdeau (UdeM - Université de Montréal)
• Communication orale 15 h 50
  TTF1 détermine la prolifération cellulaire via l’occlusion du promoteur par un lncRNA
  Frédéric Lessard (Université Laval)

  Le facteur de terminaison de la transcription 1 (TTF1) est une protéine de liaison à l’ADN qui est impliqué dans l’initiation et la terminaison de la transcription par la polymérase I (PolI). Le suppresseur de tumeur p19ARF, connu pour son rôle dans la sénescence, régule la localisation cellulaire de TTF1.

  Nous avons généré un modèle dans lequel les niveaux de TTF1 peuvent être modulés de manière réversible pour déterminer comment TTF1 contrôle l’activité de la PolI et la croissance cellulaire. Nous avons constaté que le niveau de TTF1 détermine la prolifération cellulaire et que sa déplétion induit une diminution de la transcription de l’ADNr ainsi qu’un arrêt du cycle cellulaire en G1/S.

  La cartographie DCHiP-sep a montré que TTF1 est nécessaire pour la terminaison du pré-ARNr 47s et que sa déplétion augmente la progression de la transcription au-delà du site de terminaison. La déplétion de TTF1 induit la transcription d’un lncRNA à partir d’un promoteur en amont et qui interfère avec la formation du complexe de pré-initiation sur le promoteur du 47S et explique la diminution de la transcription observée. Ce lncRNA s’accumule aussi dans des cellules primaires de passages tardifs qui accumulent naturellement ARF et déplacent TTF1 du nucléole.

• Communication orale 16 h 10
  Atlas de C.elegans, les différentes routes du vieillissement d’un organisme multicellulaire
  Antoine Roux (Calico Life Sciences LLC)

  Le nématode C. elegans offre un modèle d'étude accessible pour défricher les mécanismes biologiques fondamentaux comme ceux du vieillissement. Dans cette étude, nous avons établi un atlas des cellules de vers au cours de leur vieillissement, d’une résolution et d’une qualité qui dépasse les atlas de vieillissement de mammifères existants. Les mécanismes cellulaires, régulés avec l'âge de manière universelle dans tous les organes, existent mais sont rares. Ils sont reliés au métabolisme énergétique. Les différents types cellulaires ont souvent des trajectoires de vieillissement de natures différentes, incluant des différences dans les fonctions de réponse au stress. Il est apparu que les types cellulaires peuvent aussi vieillir à des vitesses variées. Enfin, nous avons fait une étude des régulations des facteurs de transcription et avons trouvé une signature commune aux facteurs de transcription de la longévité, ainsi que de nouveaux régulateurs du vieillissement.

Affiches

• Communication par affiche 16 h 01
  LA PERFUSION CÉRÉBRALE DÉTERMINE LES PERFORMANCES COGNITIVES DE SOURIS ATHÉROSCLEROTIQUES VIEILLISSANTES
  Melanie Lambert (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 02
  L’ANGIOPOÏÉTINE-LIKE 2 EST ASSOCIÉE À LA SÉNESCENCE CELLULAIRE EMBRYONNAIRE INDISPENSABLE À LA FORMATION DE LA VALVE AORTIQUE CHEZ LA SOURIS
  Pauline Labbé (UdeM - Université de Montréal)

  Les anomalies au cours du développement embryonnaire de la valve aortique constituent un risque majeur de développement d'une sténose de la valve aortique (AVS) et d'événements cardiaques au cours du vieillissement.

  Nos résultats identifient un rôle inattendu dans la valvulogénèse de l’angiopoïétine-like 2 (ANGPTL2), une protéine pro-inflammatoire sécrétée par les cellules sénescentes. À un stade embryonnaire avancé (jour embryonnaire 18: E18), les souris knockdown pour Angptl2 (Angptl2-KD) présentent un épaississement prématuré des feuillets de la valve aortique, associé à une dérégulation de l'équilibre fin entre l'apoptose, la sénescence et la prolifération cellulaires au cours du remodelage de la valve à E14,5. Ces anomalies structurelles et moléculaires conduisent au développement d’une AVS spontanée caractérisée par un gradient trans-aortique élevé chez les souris adultes, mâles et femelles. De plus, l’expression de l’ANGPTL2 est détectée transitoirement dans les valves semi-lunaires fœtales humaines, et est associée aux voies moléculaires impliquées dans le cycle cellulaire et la sénescence.

  Ces résultats suggèrent que l’ANGPTL2 est essentielle au développement de la valve aortique, et identifient les souris Angptl2-KD comme un nouveau modèle animal pour étudier l'AVS, une pathologie avec une prévalence croissante et un besoin urgent de nouvelles cibles thérapeutiques – le remplacement de la valve par chirurgie étant le seul traitement à ce jour.

  Affiche
• Communication par affiche 16 h 03
  L'impact de la région N-terminale de la dyskérine dans la biogenèse des complexes ribonucléoprotéiques H/ACA et la fonction de la télomérase
  Alexandre Garus (Université McGill)

  Dyskérine est un des composants du complexe de la télomérase, et est une protéine hautement conservée qui est impliquée dans plusieurs réseaux cellulaires. Son importance est évidente dans la dyskératose congénitale liée au chromosome X (X-DC), une maladie de vieillissement prématuré causée par des mutations du gène qui code pour la dyskérine. Cette protéine remplit diverses fonctions cellulaires en formant un complexe ribonucléoprotéique (RNP) avec une molécule d'ARN contenant un motif H/ACA, comme l’ARN de la télomérase (hTR). La dyskérine est essentielle pour la santé humaine, cependant les mécanismes complexes de la biogenèse du RNP H/ACA ne sont pas encore totalement compris, surtout quand on considère le rôle de l'extrémité N-terminale de la dyskérine dans ces processus. Donc, dans un de nos projets, nous caractérisons fonctionnellement la région N-terminale de la dyskérine. Nos résultats d’expériences de co-immunoprécipitation et de qPCR suggèrent que cette région joue un rôle important dans les étapes intermédiaires et tardives de la biogenèse des RNP H/ACA. Malgré que les mutations pathologiques que nous avons testé dans cette région présentent des défauts d'interaction plus bénin, nous avons observé que le la région N-terminale dans son ensemble a un impact significatif sur l'interaction avec hTR. Ces résultats préliminaires permettent de mieux comprendre la fonction de la dyskérine et du complexe de la télomérase.

• Communication par affiche 16 h 04
  Cibler les vulnérabilités des cellules cancéreuses sénescentes pancréatiques pour contrer la résistance aux thérapies conventionnelles
  Audrey Langlois (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 05
  Fondements épigénétique de la sénescence
  Saad Menggad (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 06
  Déchiffrer la régulation de p21 dans les cellules sénescentes du cancer de l’ovaire selon le statut p53
  Erwan Goy (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 07
  Exploration du rôle de la sénescence dans la carcinogenèse du cancer épidermoïde bucca
  Jessica Bourbonnais (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 08
  Avatars de réponse au traitement en cancer de l’ovaire
  Jade Montpetit (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 09
  Détermination des rôles de la DDR canonique et non canonique au cours des communications paracrines des cellules sénescentes
  Jordan Desmul (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 10
  Rôle des Topoisomérases de l’ADN dans la régulation du sécrétome des cellules sénescentes
  Meriem Harrar (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 11
  Hétérogénéité du phénotype sécrétoire et de la régulation de NF-kB au sein d’une population sénescente
  Manon Van Den Abbeel (Université de Namur)
• Communication par affiche 16 h 12
  L’implication de p16INK4a dans l’établissement du phénotype sécrétoire de fibroblastes normaux humains sénescents induits par irradiation
  Hugo Paulus (UdeM - Université de Montréal)
• Communication par affiche 16 h 13
  Caractérisation moléculaire de la sénescence induite par la thérapie dans des modèles précliniques de cancer de l’ovaire
  Sarah Saoudaoui (UdeM - Université de Montréal)

  Nous avons décrit une nouvelle combothérapie OC en deux étapes : 1ère, l’induction d’un arrêt de prolifération de sénescence dans les cellules cancéreuses à l’aide d’un inhibiteur de PARP, suivie de la 2ème par l’induction de la sénolyse dans les cellules cancéreuses sénescentes à l’aide de l’inhibiteur de la famille Bcl-2 ABT263, qui redirige les cellules sénescentes vers l’apoptose. Nous avons comparé les combinaisons en deux étapes à l’aide de modèles de xénogreffes précliniques OV1946 traités avec Olaparib et ABT263 ou carboplatine/paclitaxel (CP) combinés avec ABT263. Comme prévu, PARPi-ABT263 a entraîné un ralentissement significatif de la croissance tumorale par rapport à chaque médicament seul. Cependant, la PC seule était la condition la plus efficace pour la régression tumorale ne montrant aucune synergie avec ABT263. Pour explorer les décisions de devenir cellulaire spatio-temporel dans ces contextes, une analyse du parcours temporel a été effectuée pour γ-H2AX (dommages à l’ADN), caspase3 clivée (apoptose), DAPI / CD31 (système vasculaire), cytokératine (18/07/19; épithélium), coloration SA-βgal et perte de LaminB1 (sénescence) en utilisant une pathologie moléculaire à résolution unicellulaire sur des tumeurs congelées par OCT. Un deuxième modèle de xénogreffe HGOSC, OV4453, traité avec de l’olaparib ou du PC de référence, a été utilisé pour valider le résultat. Les résultats préliminaires de cette analyse seront discutés.

• Communication par affiche 16 h 14
  Rôle de EphrinB2 et EphB4 dans le remodelage vasculaire et la sénescence dansl’œil
  Ariane Megne (UQAM - Université du Québec à Montréal)
• Communication par affiche 16 h 15
  Caractérisation de la sénescence cellulaire embryonnaire chez l’axolotl
  Jenny Hiep

  La sénescence est associée au vieillissement et la détérioration des fonctions cellulaires. Cependant, deux études (Storer et al et Muñoz-Espín et al 2013) suggèrent que la sénescence joue un rôle dans le développement embryonnaire. Cette forme de sénescence diffère du type pathologique observé lors du vieillissement et de la culture cellulaire. Durant la sénescence développementale, le labo Roy a observé une diminution d’interleukine-6 (il-6) qui est une cytokine inflammatoire et une augmentation il-10 qui est anti-inflammatoire. Pour certains aspects du développement embryonnaire, la sénescence peut être avantageuse étant donné que les cellules peuvent activement influencer la matrice extracellulaire et sont éliminées plus lentement que des cellules apoptotiques. Parmi les gènes enrichis au niveau des pronéphros sénescents chez l’axolotl, le laboratoire s’est intéressé au Raf kinase inhibitor protein (RKIP), qui fait partie de la voie MAP kinases. Notre hypothèse est que RKIP est impliquée dans le contrôle de la senescence développementale et influence le développement des organes transitoires. Afin d’étudier cet impact des embryons d’axolotls ont été traités l’inhibiteur de RKIP, locostatine, puis colorés à la β-galactosidase acidique. Les axolotls traités avec une haute dose de locostatine démontraient une diminution de cellules sénescentes. Nos résultats supportent l’hypothèse que la sénescence ait initialement évoluée pour jouer un rôle lors du développement.