Évaluation de l'impact des variants CHEK2 sur la prédisposition héréditaire aux cancers // Impact of CHEK2 variants on hereditary predisposition to cancers

Le gène CHEK2 est un gène suppresseur de tumeur activé en réponse à des dommages à l'ADN, et impliqué dans la réparation de l'ADN, l'arrêt du cycle cellulaire et l'apoptose. Actuellement seuls les variants tronquants de CHEK2 sont reconnus comme induisant une augmentation du risque de cancer du sein (risque relatif compris entre 2 et 4). Les études actuelles regroupent les autres variants du gène CHEK2 en variants faux-sens, pour lesquels aucune augmentation significative du risque de cancer n'a été observée.
En effet, le classement en variant neutre ou variant pathogène est une étape difficile en l'absence d'analyse fonctionnelle : la protéine CHK2 est une sérine-thréonine kinase à nombreuses cibles et dont l'activation passe par une dimérisation et une autophosphorylation. Tout variant dans ces domaines peut donc conduire à une modification de l'efficacité globale de la protéine, aussi bien en l'inhibant, en l'activant ou en ayant aucune conséquence. L'essentiel des études ne distinguent donc pas les différents degrés de sévérité des variants CHEK2 et « diluent » les variants réellement pathogènes dans un grand nombre de variants probablement bénins voire activateurs. Il en résulte que le calcul du risque induit par les variants pathogènes de CHEK2 est probablement sous-estimé, par un facteur très variable d'une étude à l'autre. De plus le risque associé aux variants pathogènes CHEK2 n'a pas été déterminé pour d'autres types de cancers tels que le colon, la thyroïde, la prostate ou le rein.
Le but de cette thèse est donc d'établir une valeur fiable de sur-risque lié aux variations du gène CHEK2, pour différentes localisations de cancer. Nous proposons d'utiliser la grande collection de variants disponible au Laboratoire OncoGènAuvergne du Centre Jean Perrin. Ce laboratoire possède en effet une expertise reconnue au niveau national pour l'analyse diagnostique du gène CHEK2.
L'effet fonctionnel de l'ensemble de ces variants sera quantifié par différents tests in vitro que nous développerons au laboratoire en collaboration avec l'Institute of Molecular Genetics of the Czech Academy of Sciences à Prague. Afin de se démarquer de cette équipe qui se concentre sur l'activité kinase de la protéine, nous évaluerons plutôt son activité globale au travers de phénotypes cellulaires sur la réparation des cassures double brin de l'ADN, le blocage du cycle cellulaire et la prolifération.
Pour cela, nous souhaitons implanter au laboratoire une méthode d'édition génomique afin de créer des lignées cellulaires portant les différents variants de CHEK2 à étudier. Les techniques basées sur le système CRISPR/Cas9 nous permettront en effet de développer des modèles cellulaires beaucoup plus spécifiques pour l'étude de variants génétiques que les modèles de sur ou sous-expression utilisés actuellement. Ces modèles permettront ainsi de répondre plus précisément à la question de la pathogénicité des variants du gène CHEK2 et de mieux les prendre en compte lors de prédisposition familiale au cancer.
Alors que les recommandations sur l'utilisation du gène CHEK2 en conseil génétique varient au niveau international, les travaux de cette thèse devraient fournir un état des lieux sur ce gène, afin de considérer l'intérêt des variants faux sens dans le cadre de la prédisposition héréditaire, aussi bien pour le cancer du sein, que pour d'autres localisations.
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The CHEK2 gene is a tumor suppressor gene activated in response to DNA damage and involved in DNA repair, cell cycle arrest, and apoptosis. Currently, only truncating variants of CHEK2 are recognized as inducing an increased risk of breast cancer (relative risk between 2 and 4 times). Current studies group other variants of the CHEK2 gene into missense variants, for which no significant increase in cancer risk has been observed.
Indeed, classifying them as neutral or pathogenic variants is a difficult step in the absence of functional analysis: the CHK2 protein is a serine-threonine kinase with multiple targets and whose activation involves dimerization and autophosphorylation. Any variant in these domains can therefore lead to a change in the overall efficacy of the protein, either by inhibiting it, activating it, or having no consequences. Most studies therefore do not distinguish between the different degrees of severity of CHEK2 variants and 'dilute' the truly pathogenic variants into a large number of likely benign or even activating variants. As a result, the calculation of the risk induced by pathogenic CHEK2 variants is likely underestimated, by a factor that varies greatly from one study to another. Furthermore, the risk associated with pathogenic CHEK2 variants has not been determined for other types of cancer such as colon, thyroid, prostate, or kidney.
The aim of this thesis is therefore to establish a reliable excess risk value linked to variations in the CHEK2 gene, for different cancer locations. We propose to use the large collection of variants available at the OncoGènAuvergne Laboratory of the Jean Perrin Center. This laboratory has nationally recognized expertise in the diagnostic analysis of the CHEK2 gene. The functional effect of all these variants will be quantified using various in vitro tests that we will develop in the laboratory in collaboration with the Institute of Molecular Genetics of the Czech Academy of Sciences in Prague. To differentiate ourselves from this team, which focuses on the protein's kinase activity, we will instead assess its overall activity through cellular phenotypes related to DNA double-strand break repair, cell cycle blockage, and proliferation.
To this end, we hope to implement a genome editing method in the laboratory to create cell lines carrying the different CHEK2 variants to be studied. Techniques based on the CRISPR/Cas9 system will allow us to develop much more specific cellular models for the study of genetic variants than the over- or under-expression models currently used. These models will thus make it possible to more precisely answer the question of the pathogenicity of CHEK2 gene variants and better account for them in familial predisposition to cancer. While recommendations on the use of the CHEK2 gene in genetic counseling vary internationally, the work of this thesis should provide an overview of this gene, in order to consider the interest of missense variants in the context of hereditary predisposition, both for breast cancer and for other locations.
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Début de la thèse : 01/11/2025

Financement d'un établissement public Français

Université Clermont Auvergne

65 Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement

Master 2 obtenu avec une note >12/20, et un classement dans la première moitié de la promotion de master. Compétences en Biologie Cellulaire, Moléculaire et Génétique Humaine
Master degree obtained with a grade >12/20 (>60%), and a ranking in the first half of the master's class. Skills in Cellular and Molecular Biology, and Human Genetics