Une stratégie innovante pour déterminer la contribution directe des hybrides ADN:ARN à la stabilité du génome dans les cellules humaines en culture

Résumé de la thèse

L’intégrité de l’information génétique des cellules est fréquemment altérée dans les cancers. Cette instabilité du génome favorise l’apparition et la progression de la maladie en permettant aux cellules tumorales d’accumuler de nouvelles anomalies génétiques. Pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques, il est donc essentiel de mieux comprendre les mécanismes responsables de cette instabilité.

Lorsqu’une cellule se divise, elle doit copier l’ensemble de son ADN afin de transmettre fidèlement son patrimoine génétique aux cellules filles. Ce processus complexe peut être perturbé par différentes contraintes, regroupées sous le terme de « stress réplicatif ». Très fréquent dans les cellules cancéreuses, ce stress favorise l’apparition de dommages à l’ADN et contribue à l’instabilité génétique. Parmi les mécanismes susceptibles de provoquer ce stress figurent notamment les conflits transcription/réplication, qui surviennent lorsque les cellules tentent simultanément de lire et de copier une même région de leur ADN.

Des structures particulières, appelées hybrides ADN:ARN, semblent jouer un rôle important dans la réponse cellulaire au stress réplicatif. Cependant, leur origine précise ainsi que leur contribution directe à la stabilité du génome restent mal comprises. Jusqu’à présent, un obstacle technique majeur limitait leur étude : l’absence d’outils permettant de manipuler rapidement et spécifiquement ces structures dans les cellules humaines.

Le projet de thèse d'Amandine Basille vise à surmonter cette difficulté en développant une approche innovante basée sur l’utilisation de particules pseudo-virales. Celles-ci permettront d’introduire rapidement dans les cellules des outils moléculaires capables de détecter ou de modifier les hybrides ADN:ARN à des moments précis. Grâce à cette stratégie, nous pourrons étudier directement le rôle de ces structures lors du stress réplicatif et comprendre comment elles influencent l’apparition de dommages à l’ADN et l’instabilité du génome.

Ce projet contribuera ainsi à mieux comprendre les mécanismes fondamentaux à l’origine de l’instabilité génétique dans les cancers et pourrait, à terme, ouvrir la voie à de nouvelles approches thérapeutiques.

An innovative strategy to identify the direct contribution of RNA:DNA hybrids to genome stability in human cells

The integrity of a cell’s genetic information is frequently compromised in cancer. This genomic instability promotes the development and progression of the disease by allowing cancer cells to accumulate new genetic alterations. To develop more effective therapies, it is therefore essential to better understand the mechanisms responsible for this instability.

Whenever a cell divides, it must accurately copy its entire DNA so that genetic information can be passed on to daughter cells. This process can be disrupted by a variety of challenges collectively known as replication stress. Replication stress is particularly common in cancer cells and can lead to DNA damage and genome instability. One important source of replication stress arises when cells attempt to read and copy the same region of DNA at the same time, creating situations known as transcription–replication conflicts.

Specialized structures called DNA:RNA hybrids appear to play an important role in the cellular response to replication stress. However, their precise origin and their direct contribution to genome stability remain poorly understood. Progress in this field has been limited by the lack of tools that allow these structures to be manipulated rapidly and specifically in human cells.

Amandine Basille's PhD project aims to overcome this challenge by developing an innovative approach based on virus-like particles. These particles will rapidly deliver molecular tools into cells, allowing DNA:RNA hybrids to be detected or modified at specific moments. Using this strategy, we will be able to directly investigate the role of DNA:RNA hybrids during replication stress and determine how they influence DNA damage and genome instability.

This project will provide new insights into the fundamental mechanisms that drive genomic instability in cancer and may ultimately contribute to the development of novel therapeutic approaches.