Functional consequences of overexpression of the short isoform of the Polycomb-like protein hPCL3, hPCL3SS, in prostatic tumors

Le complexe Polycomb PRC2 permet le dépôt de la marque épigénétique répressive H3K27me3 par sa sous unité catalytique, EZH2. Selon les types de cancers, EZH2 est soit surexprimée (prostate) ou fait l’objet de mutations perte ou gain de fonction, ce qui aboutit à des niveaux aberrants d’H3K27me3. In vitro, un tetramère constitué du « coeur » de PRC2, EZH2, SUZ12, EED et RBBP4 est suffisant pour catalyser la triméthylation d’H3K27. Par contre, in vivo, plusieurs facteurs modulant l’activité enzymatique du complexe PRC2 ou participant à son recrutement et/ou à sa stabilisation au niveau des régions génomiques adéquates ont été identifiés. Parmi ceux-ci, se trouve la protéine PCL3/PHF19, l’une des trois orthologues humains avec PHF1 et PCL2 de l’unique protéine Polycomb-like (PCL) de Drosophile. Ces protéines partagent un domaine N-terminal structuré consistant en l’enchaînement d’un domaine TUDOR, de deux domaines PHD (Plant Homeo Domain) suivi d’un domaine de type «Winged-helix » impliqué dans la fixation à l’ADN. En outre, hPCL3 fixe la marque activatrice H3K36me3 via son domaine TUDOR grâce à une «cage aromatique» constituée par les Acides Aminés W50, Y56, F74 et Y80 et permet ainsi l’intrusion de PRC2 dans l’euchromatine, l’activation d’EZH2 et le dépôt d’H3K27me3. En raison des différents sites de polyadénylation et d’événements d’épissage alternatifs, le locus humain hPCL3 / PHF19 code pour deux isoformes : une protéine de longueur totale hPCL3L/ PHF19L (580 AA) et une courte isoforme, hPCL3S/PHF19S (207 AA) contenant uniquement le domaine TUDOR, le premier des deux domaines PHD, le PHD1 et une région C-terminale spécifique à hPCL3S. Le domaine PHD1 est faiblement conservé parmi les 3 orthologues humains et pourrait être associé à des fonctions spécifiques de chaque orthologue, comme la stabilisation de P53 dans le cas de PHF1.Des expériences de RT-qPCR sur une cohorte de 25 tumeurs prostatiques ont révélé que hPCL3S est surexprimée dans 75% des cas. De plus, hPCL3S est surexprimée dans les lignées hormono-insensibles DU145 et PC3 mais pas dans la lignée hormono-sensible LNCaP. Dans des tests de blessure sur tapis confluents de cellules «Wound Healing assays », nous avons montré que l’inactivation spécifique par siARN de hPCL3S ralentit la prolifération et la migration des cellules DU145 qui le surexpriment. Inversement, la transfection stable de hPCL3S dans des LNCaP accroit ces propriétés. Ces effets reposent en partie sur la surexpression de gènes connus pour être importants pour la prolifération et/ou la migration de cellules cancéreuses de la prostate telles que S100A16, PlexinA2 et Spondin1. La transfection stable d’un mutant ponctuel de hPCL3S, W50A, incapable de fixer H3K36me3 se traduit par une prolifération accrue des LNCaP comme dans le cas de hPCL3S-WT. Ceci suggère que cet effet ne dépend pas de la fixation à la marque épigénétique H3K36me3 du domaine TUDOR. Par contre, une mutation dans le domaine PHD1 abolit l’effet sur la croissance. Ce domaine PHD1 est un domaine d’interaction protéine-protéine qui est très divergent entre les 3 orthologues Polycomb-like, et pourrait donc avoir des fonctions différentes. Ces résultats nous ont permis de mettre en évidence un rôle de hPCL3S dans la progression tumorale prostatique et suggèrent que hPCL3S soit une nouvelle cible thérapeutique potentielle dans les cancers de la prostate résistant à la castration.