Thèse Reprogrammation Métabolique Médiée par les Modifications Q de l'Arnt dans les Cancers H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé Laboratoire de recherche : IRCM - Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier Direction de la thèse : Alexandre DAVID ORCID 0000000333651339 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59 État de l'art et question en oncologie

Le microbiote intestinal, souvent décrit comme un « organe métabolique », s'adapte aux variations environnementales et alimentaires. Les métabolites dérivés du microbiote jouent un rôle clé dans les maladies systémiques, y compris le cancer ; cependant, les bases moléculaires des interactions microbiote-cancer restent encore mal comprises, limitant leur exploitation thérapeutique.

La queuosine (Q), située en position wobble (G34) de quatre ARNt (ARNtTyr/His/Asn/Asp), illustre un axe unique hôte-microbiote. Son précurseur, la queuine (q), est une base 7-déazaguanine exclusivement dérivée de l'alimentation et du microbiote, incorporée dans les ARNt par le complexe eucaryote QTRT1/QTRT2. Sur le plan fonctionnel, Q améliore la lecture des codons se terminant par C/U, stabilise les ARNt en conditions de stress et module des programmes de traduction impliqués dans la différenciation, le vieillissement et les réponses au stress.

Une hypomodification des ARNt en Q est fréquemment observée dans les cancers et corrélée à un mauvais pronostic dans les tumeurs pulmonaires et ovariennes, bien que ses bases mécanistiques restent à élucider. Le statut en Q influence la traduction mitochondriale, l'efficacité de la phosphorylation oxydative (OXPHOS) et l'équilibre redox : un faible niveau de Q favorise la glycolyse et le stress oxydant, caractéristiques du phénotype de Warburg.

Hypothèse

Nous posons l'hypothèse que le métabolisme q/Q constitue un axe régulateur conservé reliant modification de l'ARN, traduction et fonction mitochondriale, permettant l'adaptation au stress oxydatif et métabolique.

La modification Q établit un lien entre l'épitranscriptome et le métabolisme tumoral. Dans une cohorte de patients atteints de cancers cérébraux (n=58) et de patients non cancéreux (n=19), les niveaux de Q diminuent progressivement du gliome de bas grade au glioblastome (métabolisme plus glycolytique), avec une corrélation inverse à l'agressivité tumorale. En revanche, les niveaux circulants de queuine restent inchangés, suggérant une dérégulation intrinsèque à la tumeur de la modification Q, associée à la progression du cancer.
Stratégies d'analogues synthétiques
Nous avons récemment mis en évidence les propriétés antiprolifératives de la preQ1, qui entre en compétition avec la modification Q. En collaboration avec D. Varlet (Synthenova), nous avons synthétisé une première série d'analogues de la queuine visant à inhiber cette modification. Parmi 12 candidats, deux analogues (5 et 15, confidentiels) présentent une forte activité antiproliférative sur des cellules de cancer colorectal, avec une réponse dose-dépendante linéaire, une efficacité compétitive accrue et une toxicité ainsi qu'un stress cellulaire limités. Définir comment le métabolisme de la Q régule la traduction et la fonction mitochondriale dans des modèles de gliome et de leucémie.
Déterminer comment le remodelage épitranscriptomique dépendant de la Q contribue à la progression tumorale.
Développer des inhibiteurs compétitifs à faible toxicité des modifications Q afin d'altérer le métabolisme des cellules cancéreuses et de ralentir la progression tumorale. - Génération et validation de modèles cellulaires : invalidation de QTRT1/QTRT2 par siRNA ou CRISPR-Cas9 dans des lignées de gliome et de leucémie

- Caractérisation mitochondriale et bioénergétique : analyse de l'expression OXPHOS, quantification de l'ATP, ratios NAD/NADH et NADP/NADPH, espèces réactives de l'oxygène (ROS), MitoSOX et rapport GSH/GSSG.

- Définition de la reprogrammation traductionnelle dépendante de Q-ARNt : analyse de la traduction globale (puromycine/SUnSET), profilage des polysomes et ribosome profiling (Ribo-seq) pour cartographier l'occupation des codons par les ribosomes cytosoliques et mitochondriaux.

- Conséquences métaboliques de la traduction dépendante de Q : métabolomique ciblée des intermédiaires du cycle de Krebs, des pools nucléotidiques et lipidomique.

- Modulation pharmacologique des phénotypes dépendants de Q : évaluation des analogues 5 et 15 sur la prolifération, la migration, la progression/différenciation et le métabolisme de cellules de myélome et de gliome.

- Analyse structurale par cryo-EM : étude des interactions entre les analogues et le complexe QTRT1/QTRT2 afin de guider la conception rationnelle de composés plus puissants.

- Validation in vivo des inhibiteurs de la modification Q : études en xénogreffes de modèles de gliome et de leucémie à la plateforme animale RHEM (IRCM), avec suivi de la croissance tumorale et de la survie.

Compétences essentielles

- Solide formation en biologie moléculaire et cellulaire, biochimie ou biologie du cancer.
- Expérience pratique en culture de cellules de mammifères et en techniques de manipulation génétique (siRNA, CRISPR-Cas9, tests de viabilité cellulaire).
- Maîtrise des techniques d'extraction et d'analyse des protéines et des ARN (western blot, qPCR).
- Bonne compréhension du métabolisme du cancer et de la fonction mitochondriale.

Compétences souhaitées

- Expérience en criblage de composés ou en tests pharmacologiques sur des systèmes cellulaires.
- Expérience des modèles in vivo (ex : xénogreffes) appréciée.
- Compétences en programmation ou en bioinformatique pour l'analyse de données omiques (R, Python).