​Par Ali Nasrallah​​​
Équipe Biomicrotechnologie et Génomique Fonctionnelle (Biomics)​

Le groupe C de la xérodermie pigmentaire (XP-C) est une protéine multifonctionnelle de reconnaissance des dommages de l'ADN impliquée dans la voie de réparation des excisions nucléotidiques du génome (GG-NER). Les cellules mammifères utilisent cette voie pour éliminer les lésions volumineuses de l'ADN causées par des agents mutagènes tels que les radiations UV. Les mutations de perte de fonction dans le gène XPC conduisent à diverses malignités, y compris les cancers de la peau. La photosensibilité et l'accumulation de dommages à l'ADN peuvent tous deux définir le phénotype des cellules des patients atteints de XP-C.
Nous avons effectué, pour la première fois, une édition du gène XPC dans plusieurs types de cellules cutanées humaines immortalisées (kératinocytes, fibroblastes et mélanocytes) en utilisant la technologie CRISPR-Cas9 avec des ribonucléoprotéines, où nous avons obtenu une efficacité d'édition considérable. La caractérisation de la mutation du gène XPC a été validée aux niveaux de l'ARNm et de l'expression protéique, ainsi qu'au niveau de l'ADN par séquençage. Nous avons montré que les cellules cutanées humaines éditées pour le gène XPC reproduisent les phénotypes des mutations XPC : photosensibilité et altération de la réparation des dommages causés par les UV.
Ensuite, des kératinocytes XPC KO et sauvages ont été utilisés pour quantifier l'activité de phosphorylation des kinases à l'état basal et après une exposition précoce aux radiations UVB. Une heure après l'irradiation aux UVB, 104 protéines kinases de tyrosine pourraient être dysrégulées dans les kératinocytes XPC KO par rapport aux kératinocytes sauvages.
Pour mieux décrypter les voies de signalisation impliquées, la protéomique quantitative basée sur la spectrométrie de masse a analysé les protéomes totaux des cellules sauvages et XPC KO soumises ou non à une irradiation aux UVB à un stade tardif d'exposition. Après l'analyse bioinformatique de tous les ensembles de données significatifs et la validation par western blot, nous avons identifié une dysrégulation unique et complète de la réponse aux interférons de type 1 médiée par la signalisation JAK/STAT chez les kératinocytes XPC KO. Pour identifier de nouvelles cibles thérapeutiques, une bibliothèque de siARN ciblant toutes les phosphatases humaines a été utilisée pour cribler les kératinocytes XPC KO, et ensuite pour détecter si un renversement phénotypique se produit en augmentant la photo-résistance suite à l'irradiation aux UVB. Parmi les 894 siARN distincts traités, 27 siARN différents ont été sélectionnés en fonction de leur capacité à augmenter la viabilité cellulaire par rapport aux témoins au moyen de valeurs de z-score solides (>2). En effet, certaines de ces cibles semblent être des régulateurs négatifs de la voie EGFR-MAPK, et leur inhibition tend à favoriser la restauration de la prolifération. De plus, les résultats préliminaires d'un dépistage des kinases ont identifié deux kinases, LATS1 et PIK3C3, qui peuvent améliorer le potentiel de réparation des fibroblastes mutés XPC. Une kinase, PIK3C3, n'avait aucun effet sur les cellules normales et n'avait d'impact que sur la photoprotection des fibroblastes mutés XPC. Les résultats ont été confirmés sur les kératinocytes XPC KO. Enfin, pour mieux imiter le contexte de la maladie, des kératinocytes XPC KO, des fibroblastes et des mélanocytes ont été utilisés pour construire un modèle de peau XPC KO reconstruit en 3D. Ce modèle a montré un comportement inflammatoire et l'exposition aux UVB a été capable de provoquer des invasions de la partie épidermique à la partie dermique et une différenciation épidermique extensive. Sur la base de nos données et observations, la maladie XP-C est un excellent modèle pour comprendre l'initiation du cancer de la peau, car elle est accélérée dans ces cellules. En comprenant l'étiologie, nous pouvons donc trouver des moyens de retarder ou de prévenir l'initiation du cancer.