IRIC – Institut de recherche en immunologie et en cancérologie de l’Université de Montréal

Publié le 25 février 2020

Les équipes des chercheurs Pierre Thibault et Gregory Emery de l’IRIC viennent d’ouvrir une nouvelle piste pour mieux comprendre comment les cellules cancéreuses migrent et se déplacent. Ceux-ci ont publié dans Nature Communications un article qui détaille leur découverte, dans laquelle ils ont mis à profit la spectrométrie de masse et des essais de motilité cellulaire.

L’histoire a commencé lorsque les chercheurs se sont intéressés à PIAS1, une protéine de la famille des « SUMO ligases », qui a pour rôle d’attacher une petite protéine, nommée « SUMO », à d’autres protéines de façon spécifique. La conséquence de cette modification reste à déterminer dans chaque cas, mais jusqu’ici, on en a déjà identifié plusieurs, allant de la relocalisation des protéines dans la cellule à leur dégradation, en passant par la régulation du cycle cellulaire.

Des études ont aussi révélé que PIAS1 est surexprimé dans différents types de cancer, notamment les cancers de la prostate et des poumons, ainsi que des lymphomes et myélomes multiples. Est-ce que cette surexpression contribuerait à la progression du cancer? C’est pour répondre à cette grande question que les chercheurs ont mené une série d’expériences impliquant PIAS1, à commencer par une étude à grande échelle pour identifier les protéines « sumoylées » lorsque PIAS1 est surexprimé.

Un crible fructueux

Pour ce faire, l’équipe de l’IRIC a comparé le contenu en protéines sumoylées de cellules qui surexprimaient ou pas la protéine PIAS1. Ils ont ensuite purifié les protéines « marquées » d’une ou de plusieurs unités SUMO, puis les ont identifiés par spectrométrie de masse.

Mais cette approche laisse place à beaucoup de bruit de fond, plusieurs protéines étant « sumoylées » par d’autres protéines que PIAS1. Pour contourner le problème, les chercheurs ont utilisé une technique de quantification utilisant des isotopes stables afin d’identifier les protéines dont la sumoylation dépendait de la présence de PIAS1. La stratégie leur a permis de raffiner leurs résultats : des 544 protéines sumoylées qu’ils avaient identifiées dans leur crible, 62 dépendaient de PIAS1.

Et du lot, une protéine a particulièrement attiré leur attention : la vimentine.

Une candidate intrigante

La vimentine est une protéine qui s’assemble avec ses congénères pour former de longs filaments dans les cellules et qui forme le cytosquelette des cellules avec les microtubules et les filaments d’actine. Pourquoi se retrouve-t-elle sumoylée ? Est-ce que cette modification aurait un lien avec la progression des cancers ? C’est à ces questions que les chercheurs se sont ensuite attaqués.

Ceux-ci ont d’abord comparé le comportement de cellules qui exprimaient soit une forme normale de vimentine, soit une forme mutante où les sites de sumoylation avaient été éliminés. En réalisant une expérience de migration cellulaire, les équipes de Pierre Thibault et Gregory Emery ont conclu que la vimentine devait être sumoylée afin de stimuler la migration et la motilité des cellules. Dans une autre série d’expérience, ils ont compris pourquoi : la sumoylation de la vimentine facilite l’assemblage et le désassemblage des filaments de vimentine.

Par ces travaux, les chercheurs de l’IRIC ont dissipé quelques nuages au-dessus d’une nouvelle piste à explorer pour comprendre le comportement des cellules cancéreuses. D’autres travaux seront toutefois requis pour saisir l’importance que cette voie pourrait prendre dans le développement de molécules thérapeutiques pour combattre le cancer.