Conséquences d’une atteinte des télomères par un ligand des G-quadruplexes dans des cellules humaines normales et cancéreuses
Institution:
Versailles-St Quentin en YvelinesDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Telomeres are essential for chromosome replication and genome integrity. Telomeric G-overhangs adopt in vitro conformations, such as G-quadruplexes inhibiting telomerase. Reactivated in most tumors, telomerase is thought to enable cancer cells to proliferate in an unlimited manner by maintaining telomeres. We investigated chromosomal binding and the cellular effects induced by new pyridine derivatives G-quadruplex ligands in human normal and tumor cells. We showed that these G-quadruplex ligands bound preferentially terminal regions of chromosomes in tumor cells. These compounds induced DNA damage signals in a strictly ATM-dependant manner inhibited cell proliferation and induced apoptosis. We showed by FISH and chromosome orientation-FISH, that these compounds induced specific telomere aberrations occurring during or after replication, mainly consisting in sister telomere fusions and also recombination that involved preferentially the lagging strand telomeres. We have also demonstrated that ATM reduced telomere instability independently of apoptosis suggesting its direct role in preventing inappropriate DNA repair at telomeres. We also demonstrated that, even at elevated concentrations, G-quadruplex ligands have limited effects on proliferation of normal cells, in which they did not induced apoptosis or telemore aberrations. Interestingly, we observed induction of reversible premature senescence in primary fibroblasts. All together, our results suggest that protein composition and/or organization of telemores differs markedly between normal and cancer cells, providing to normal cells higher telemore stability.
Abstract FR:
Les télorèmes régulant la prolifération et contribuant à préserver l’intégrité du génome, forment in vitro des G-quadruplexes qui inhibent la télomérase, spécialisée dans l’élongation des télomères et réactivée dans 90% des cancers. Nous avons donc étudié la localisation intracellulaire d’un ligand des G-quadruplexes, ses effets sur les télomères et leurs conséquences dans des cellules humaines normales et cancéreuses. Par autoradiographie, nous avons montré la fixation préférentielle d’un ligand tritié aux extrémités chromosomiques des cellules cancéreuses. L’effet anti-prolifératif irréversible du ligand s’accompagne d’une réponse aux dommages de l’ADN dépendante d’ATM et d’une mort par apoptose. Le marquage des télomères (FISH et CO-FISH) a montré que le ligand provoquait surtout des aberrations télomériques pedant ou après la réplication, principalement des fusions télomériques entre chromatides sœurs et des recombinaisons impliquant le brin G télométrique matriciel. Enfin, l’augmentation des aberrations télomériques, induite par la déficience d’ATM, suggère le rôle protecteur de cette kinase au niveau des télomères en empêchant une réparation inappropriée. Au contraire, dans les cellules normales traitées même à fortes doses, le présence du ligand aux extrémités chromosomiques n’induit qu’un ralentissement de la croissance cellulaire sans augmentation de mortalité, ni instabilité télomérique. En revanche, il active une sénescence réversible dans les fibroblastes primaires. Au total, ces résultats suggèrent que l’organisation et/ou la réponse aux dommages télomériques différent significativement entre les cellules normales et cancéreuses.