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21 février 2012 2 21 /02 /février /2012 07:36
Les protéines Hsp ou heat shock proteins sont des protéines chaperons très conservées au cours de l’évolution (depuis les bactéries les plus primitives), dont Hsp70 est le prototype. Cette fonction de chaperon (médiée par l’ATP) est nécessaire aux repliements conformationnels de certaines protéines, à la formation de complexes multiprotéiques, au transport protéique à travers des membranes et au ciblage de certaines d’entre elles en vue de leur dégradation lysosomale. Il existe chez l’homme au moins 8 protéines Hsp très homologues mais très inégalement exprimées et réparties au sein de différents types cellulaires. Hsp70, la plus ubiquitaire, est peu exprimée en l’absence de stress cellulaire mais voit sa concentration augmenter fortement à la suite de stimuli physiques et chimiques ; elle est généralement considérée comme un marqueur principal du stress cellulaire. Dans le contexte oncologique qui nous intéresse ici, on sait depuis le milieu des années 1990 que Hsp70 est abondamment exprimée dans des cellules cancéreuses (lignées et tumeurs) selon un patron qui est corrélé à une faible différenciation, à une capacité de prolifération élevée, à une propension aux métastases et à la résistance à divers agents cytotoxiques. À l’inverse, la suppression de Hsp70 par différentes techniques incluant l’ARN interférence, dans des lignées tumorales et dans des greffes orthotopiques, induit la mort cellulaire. Une équipe danoise vient de montrer que les protéines Hsp70 et Hsp70-2 interviennent dans la croissance tumorale par des mécanismes moléculaires originaux [1]. En préalable à des études fonctionnelles, un travail par RT-PCR quantitative a permis de confirmer une expression différentielle des principaux membres de la famille. Deux gènes, HSPA8 et HSPA2, codant respectivement les protéines Hsc70 et Hsp70-2, étaient surexprimés dans une variété de lignées tumorales ainsi que dans des lignées immortalisées. On retrouvait aussi une surexpression du gène HSPA2 (normalement exprimé dans les seuls testicules) dans des biopsies de cancers du sein. Pour supprimer l’expression de ces deux protéines, les auteurs ont recouru à la technique d’interférence par des ARNi afin de définir les effets de ces interférences sur la prolifération, la morphologie de cellules tumorales et non tumorales. Ces opérations contrôlées très spécifiquement ont démontré que le blocage de la production de Hsp70, Hsc70 et Hsp70-2 dans des cellules HeLa en culture entraînait des modifications morphologiques majeures (phénotype sénescent, détachement de la paroi, aplatissement des cellules, etc.) accompagnant un arrêt prolifératif prononcé. En revanche, des cellules épithéliales du sein immortalisées (lignée HBL100) ne subissaient aucune de ces modifications. Par ailleurs, une étude du cycle de ces cellules a montré que l’absence d’Hsc70 et d’Hsp70-2 conduisait à un arrêt en G2/M et G1 respectivement. Ces effets étaient accentués en présence d’inhibiteurs intervenant à différentes phases du cycle (nocodazole et lovastatine). Pour aller plus loin, les auteurs ont établi une signature moléculaire des effets de la suppression des deux gènes HSP à l’aide de puces Affymétrix. Des profils d’expression différentielle ont été observés selon que les gènes HSPA8 ou HSPA2 étaient inhibés. Un gène MIC1 appartenant à la famille TGFβ était le plus stimulé par la disparition de HSPA2. Ce résultat est très intéressant car MIC1 stimule l’expression de p21cip qui est un inhibiteur bien connu des CDK cycline-dépendantes. De manière caractéristique, l’inhibition de l’expression de Hsp70-2 augmentait l’expression de MIC1 dans les lignées tumorales mais pas dans les lignées immortalisées de type HBL100. Mieux, l’induction d’un gène HSP70-2 rendu réfractaire par la présence de deux mutations qui supprimaient l’effet inhibiteur de son ARNi spécifique a rétabli l’effet négativant sur le gène MIC1. De plus, les changements morphologiques décrits plus haut à la suite de la suppression de Hsp70-2 ont été abolis par l’introduction simultanée dans ces cellules d’un ARNi bloquant spécifiquement le gène MIC1. Compte tenu de ce qui précède, personne ne s’étonnera d’apprendre que la disparition de Hsp70-2 dans les cellules a induit une surexpression spécifique de p53 alors que la disparition d’autres protéines HSP dans les mêmes cellules n’avait aucun effet. En outre, les deux protéines MIC1 et p53 sont impliquées dans un rétrocontrôle positif en jouant sur leur expression mutuelle. Un dernier aspect a été étudié qui consistait à montrer l’existence d’une synergie entre les protéines Hsp70 et Hsp70-2. Une inhibition simultanée par ARN interférence des deux protéines entraînait une mort massive par apoptose. A contrario, ce fait démontre une synergie inverse jouant sur le maintien de la prolifération. Toutes ces données font sens pour démontrer le rôle essentiel joué par Hsp70-2 dans la prolifération incontrôlée des cellules tumorales. Il est intéressant de constater que ces effets résultant de la disparition de l’expression de ce gène (HSP70-2) n’existent pas dans des cellules immortelles (mais non tumorales), ce qui montre que les effets de la protéine Hsp70-2 s’exercent non sur l’induction d’une prolifération indéfinie mais sur le maintien d’une dérégulation du cycle dans les cellules tumorales. En raisonnant en termes moléculaires, les auteurs spéculent que l’une des fonctions de Hsp70-2 pourrait résider au niveau de kinases du cycle cellulaire, voire d’une kinase spécifique. Mais d’autres gènes négativement contrôlés par la protéine sont directement sous les feux de la rampe : MIC1 est évidemment de ceux-là puisqu’il est un régulateur négatif majeur de la progression des cellules en cycle. Le rôle de p53 a également été mis en valeur dans ces contrôles. Finalement, la complexité des mécanismes s’alourdit chaque jour davantage en même temps que sont démontrées les interactions presque infinies entre les différents acteurs de la régulation du cycle. Mais, dans le même temps, on voit surgir des cibles plus intéressantes que d’autres pour contrôler, voire bloquer, le processus prolifératif. Hsp70-2 semble être l’une de ces cibles sélectives et entretient donc l’espoir de traitements spécifiques des tumeurs malgré l’absence actuelle de résultats encourageants sur les essais cliniques déjà réalisés avec des inhibiteurs de la protéine Hsp90. Références 1. Rohde M, Daugaard M, Jensen MH, Helin K, Nylansted J, Jäätelà M. Members of the heat-shock protein 70 family promote cancer cell growth by distinct mechanisms. Genes Dev 2005 ; 19 : 570-82. Publiée dans la revue : Bulletin du Cancer. Mai 2005. Volume 92Numéro 5, Auteur: Christian‐Jacques Larsen

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Published by Chronimed - dans Concept
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