• Langue : Français
• Discipline : Sciences de la vie et de la santé
• Identifiant : 2024ULILS116
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 12/12/2024

Résumé en langue originale

Un déséquilibre de la dynamique de O-GlcNAcylation est reporté dans divers cancers, y compris le cancer colorectal. La surexpression de la O-GlcNAc transférase (OGT) et l'hyper O-GlcNAcylation de protéines nucléaires et cytoplasmiques modifient leur stabilité, leur activité ou l'assemblage de complexes multiprotéiques, participant à l'agressivité des cellules cancéreuses. Notre équipe a montré que la suppression de l'OGT réduit l'adhésion et la migration des cellules coliques cancéreuses, et modifie le profil de glycosylation membranaire. En particulier, l'extinction de l'OGT augmente les glycoconjugués sialylés à la surface des cellules cancéreuses HT29 et HCT116, mais les diminue dans les cellules non cancéreuses CCD841CoN. Dans ce contexte, mes travaux de thèse visaient à étudier l'effet de la perturbation de la O-GlcNAcylation sur le trafic des glycoprotéines (GPs) et à identifier les GPs membranaires impactées.Nous avons utilisé l'ingénierie métabolique des oligosaccharides (MOE) avec le précurseur non naturel de l'acide sialique, le ManNAz, dans les lignées coliques traitées avec des inhibiteurs ou siRNA ciblant l'OGT ou la O-GlcNAcase (OGA). Après réaction de chimie-click (CuAAC), l'analyse en cytométrie en flux et Western blot a révélé que le marquage membranaire des GPs sialylées (SiaNAzGPs) est plus impacté par la perturbation de la O-GlcNAcylation dans les cellules cancéreuses que non cancéreuses. Les expériences de pulse-chase et d'imagerie confocale révèlent que l'inhibition de l'OGT perturbe le transport vésiculaire des SiaNAzGPs, avec une augmentation de la taille des vésicules, dont certaines colocalisent avec les marqueurs d'endosomes tardifs Rab7 et CD63. L'analyse du trafic synchronisé des cargos TNFα et CD59 par la méthode RUSH confirme que l'inhibition de l'OGT affecte le transport intracellulaire de ces deux GPs sialylées, de manière dépendante du cargo. De plus, la vidéomicroscopie du trafic post-Golgi dépendant de Rab6 montre que la perte de l'activité de l'OGT diminue la vitesse et le déplacement des vésicules GFP-Rab6+. Enfin, l'analyse protéomique des SiaNAzGPs affectées par le déséquilibre de O-GlcNAc nous a permis d'identifier des GPs impliquées dans la migration cellulaire et le transport de nutriments.Mes travaux de thèse mettent en lumière l'importance de la dynamique O-GlcNAc pour la régulation du trafic post-Golgi et endosomal des GPs. Ils offrent de nouvelles perspectives sur le rôle de l'OGT dans la progression du cancer colorectal à travers le remodelage de la glycosylation de surface qui permet aux cellules de s'adapter aux changements métaboliques et à leur microenvironnement.

Résumé traduit

Abnormal O-GlcNAcylation has been reported in various cancers, including colorectal cancer. Over-expression of O-GlcNAc transferase (OGT) and hyper-O-GlcNAcylation of nuclear and cytoplasmic proteins affect their stability, activity or the assembly of multi-protein complexes, contributing to the aggressiveness of cancer cells. Our team has shown that suppression of OGT reduces adhesion and migration of colon cancer cells, and alters the profile of membrane glycosylation. OGT silencing increases sialylated glycoconjugates on the surface of HT29 and HCT116 cancer cells, but decreases them in CCD841CoN non-cancer cells. In this context, the aim of my thesis was to study the effect of disruption of O-GlcNAcylation on glycoprotein (GP) trafficking and to identify the membrane GPs affected.We used metabolic engineering of oligosaccharides with the non-natural precursor of sialic acid, ManNAz, in colon lines treated with inhibitors or siRNA targeting OGT or O-GlcNAcase (OGA). Following a chemical click reaction (CuAAC), flow cytometry and Western blot analysis reveal that membrane labelling of sialylated GPs (SiaNAzGPs) was more affected by disruption of O-GlcNAcylation in cancer cells than in non-cancer cells. Pulse-chase and confocal imaging experiments show that OGT inhibition disrupts vesicular trafficking of SiaNAzGPs, with an increase in vesicle size, some of which colocalise with the late endosome markers Rab7 and CD63. Analysis of synchronised trafficking of TNFα and CD59 cargoes using the RUSH method confirms that OGT inhibition affects the intracellular transport of these two sialylated GPs in a cargo-dependent manner. Moreover, video microscopy of Rab6-dependent post-Golgi trafficking shows that loss of OGT activity reduces the speed and movement of GFP-Rab6+ vesicles. Finally, proteomic analysis of SiaNAzGPs affected by O-GlcNAc imbalance allowed us to identify GPs involved in cell migration and nutrient transport.My thesis highlights the importance of O-GlcNAc dynamics in regulating the post-Golgi and endosomal trafficking of GPs. It provides new insights into the role of OGT in colorectal cancer progression through the remodelling of cell surface glycosylation, that allows cells to adapt to metabolic changes and their microenvironment.