Thèse Rôles Non-Canonique des Protéines Orai dans la Cancérogenèse H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Protéomique, Réponse Inflammatoire et Spectrométrie de Masse
Direction de la thèse : Charlotte DUBOIS ORCID 0000000162313748
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

ORAI3 est un canal calcique localisé au niveau de la membrane plasmique qui participe au SOCE (Store-Operated Calcium Entry), un mécanisme déclenché par la déplétion du Ca² du réticulum endoplasmique. En effet, ORAI3 peut former des canaux hétéromériques avec ORAI1, activés par les protéines STIM1/STIM2 qui sont des protéines réticulaires sensibles aux variations de calcium réticulaire. ORAI3 participe ainsi à la génération de signaux calciques essentiels à la prolifération ou encore à la survie cellulaire. La protéine ORAI3 est également impliquée dans entrée calcique indépendante des stocks (non-SOCE). En effet, un rôle majeur et distinctif d'ORAI3 réside dans sa capacité à former, avec ORAI1, des canaux ARC/LRC (Arachidonate- / Lipid-Regulated Ca² channels). Ces canaux sont activés par des lipides membranaires, notamment l'acide arachidonique, indépendamment de la déplétion calcique du réticulum. Cette voie permet une entrée rapide et localisée de Ca² et ORAI3 est indispensable à cette modalité de signalisation calcique, qui n'est pas assurée par ORAI1 seul. Les travaux de l'équipe ont grandement participé à une meilleure connaissance des rôles de cette protéine ORAI3 dans la cancérogenèse (Vanden Abeele et al., 2002 Cancer Cell ; Dubois et al., 2014 Cancer Cell).
Dans ce contexte, des données préliminaires issues de l'équipe suggèrent aujourd'hui l'existence de rôles non canoniques de cette protéine ORAI3. En effet, des résultats obtenus par interatomique ont révélé de nouvelles localisations intracellulaires possibles pour les protéines ORAI et en particulier pour ORAI3. Ces résultats suggèrent l'existence de fonctions cellulaires indépendantes de son rôle classique de canal calcique à la membrane plasmique. En particulier, l'équipe a identifié une nouvelle localisation intracellulaire associée à un changement métabolique majeur des cellules cancéreuses, caractérisé par une reprogrammation du métabolisme énergétique, compatible avec un phénotype tumoral plus agressif. Ces observations ouvrent la voie à une hypothèse novatrice selon laquelle ORAI3 agirait comme un régulateur clé du métabolisme tumoral, au-delà et indépendamment de son rôle dans l'homéostasie calcique.
L'objectif principal de ce projet de thèse est d'élucider les rôles non canoniques d'ORAI3 dans un modèle de cancer pertinent, en caractérisant précisément sa nouvelle localisation subcellulaire (fractionnement cellulaire, microscopie électronique), ses partenaires moléculaires (BioID) et les voies de signalisation impliquées (analyses avec annotation fonctionnelle de base, enrichissement en voies de signalisation, construction de réseaux d'interactions et enfin validation fonctionnelle ciblée. Dans un premier temps, des approches de biologie cellulaire et d'imagerie par super-résolution (STED (Stimulated Emission Depletion) ; PALM / STORM (Single-Molecule Localization Microscopy)) seront utilisées afin de confirmer et de décrire finement cette localisation atypique. Dans un second temps, des analyses protéomiques et biochimiques permettront d'identifier les interacteurs d'ORAI3 impliqués dans cette régulation métabolique. Enfin, des approches fonctionnelles, combinant analyses métaboliques (seahorse), mutagenèse dirigée (collaboration laboratoire MITHICS, Bordeaux) et modèles tumoraux, permettront de déterminer l'impact de ces fonctions non-canoniques sur la plasticité métabolique, la prolifération et l'agressivité tumorale.
Ce projet ambitionne de mettre en lumière un rôle inédit d'ORAI3 dans la reprogrammation métabolique des cellules cancéreuses et de redéfinir sa contribution à la progression tumorale. À terme, ces travaux pourraient ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques en ciblant ces fonctions non canoniques d'ORAI3, distinctes de son activité de canal calcique, et ainsi contribuer au développement de stratégies innovantes en oncologie.

Le cancer de la prostate neuroendocrine (NEPCa) constitue une entité rare mais extrêmement agressive, associée à une résistance aux thérapies standards et à un pronostic très défavorable. Son émergence, notamment après traitements ciblant l'axe androgénique, illustre une plasticité tumorale encore largement incomprise. Malgré des avancées récentes, les mécanismes moléculaires responsables de cette agressivité et de cette adaptation tumorale restent mal caractérisés, limitant le développement de stratégies thérapeutiques efficaces.
Des travaux préliminaires menés par notre équipe, reposant sur des modèles murins de xénogreffes classiques ainsi que sur plusieurs lignées cellulaires de cancer de la prostate, ont permis d'identifier des altérations protéiques et fonctionnelles associées à un phénotype tumoral agressif. Ces résultats suggèrent l'implication de mécanismes biologiques non conventionnels, insuffisamment explorés dans le contexte du NEPCa. Leur validation dans des modèles précliniques à forte pertinence clinique constitue désormais une étape clé.