Soutenance mémoire
Développement d’un cancer
Voie de signalisation de la PI3K
L’importance de la molécule phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) a été démontrée dans la croissance d’une variété de types cellulaires [88]. Plusieurs évidences suggèrent également le rôle proéminent de la voie de signalisation de la PI3K dans le développement de divers cancers. Son activation met en œuvre une cascade de transduction qui promeut la croissance et la survie des cellules cancéreuses [89, 90]. La voie de la PI3K est activée par phosphorylation via les récepteurs tyrosine kinase (RTK) à la suite de la liaison de facteurs de croissance, d’insuline, de cytokines ou de différents oncogènes tels que Ras [91]. Une fois activée, la PI3K phosphoryle à son tour les lipides membranaires phosphatidylinositol 4,5-biphosphate (PIP2) afin de générer du phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate (PIP3), un important second messager intracellulaire [92]. Le niveau de PIP3 est régulé par la «phosphatase and tensin homologue» (PTEN) qui a pour rôle de retirer le groupe phosphate en position 3-0H des PIP3 et ainsi antagoniser la signalisation de la PI3K [93]. La protéine PTEN dérive du gène suppresseur de tumeur portant le même nom. Certaines mutations dans ce gène résultent en la suractivation de la PI3K, ce qui est observé dans de nombreux types de cancer. Il s’agit d’ailleurs de l’altération génétique la plus fréquemment observée à ce jour dans les cancers endométriaux. En effet, des études ont démontré qu’environ 50 % des cancer endométriaux présentent un gène PTEN portant une ou plusieurs mutations sur chacun de ses allèles [94]. Il a également été démontré que l’insertion du gène PTEN sauvage dans des cellules de cancer endométrial ayant un gène PTEN muté a pour effet de diminuer le niveau de pAkt, d’inhiber la croissance cellulaire et d’induire l’apoptose [95]. La sous-unité catalytique de la PI3K, appelée pIlOu, est également dysfonctionnelle dans de nombreux cas de cancer de l’ endomètre. Des mutations somatiques gain de fonction dans le gène PI3KCA sont à l’origine de cette dysfonction et représentent environ 30 % des cancers endométriaux [96]. De récentes études ont démontré qu’en plus d’être oncogéniques, des mutations dans le gène PI3KCA promouvaient la croissance cellulaire et l’invasion in vitro et in vivo [97]. De plus, la coexistence de mutations dans les gènes PTEN et PI3KCA dans les cancers endométriaux a été démontrée dans de nombreuses études [98-100].
La protéine Akt
Akt est l’une des protéines effectrices majeures activées directement par la voie de la PI3K. Aussi connue sous le nom de protéine kinase B (PKB), il s’agit d’une protéine sérine/thréonine kinase impliquée dans plusieurs processus cellulaires tels que la survie, le métabolisme, la prolifération, la croissance et l’angiogenèse (revu dans [101]). La régulation aberrante de l’un ou l’autre de ces processus peut mener au développement tumoral, ce qui fait de cette protéine une cible thérapeutique importante dans la recherche sur le cancer [91, 102, 103].
La protéine Akt est formée d’un domaine d’homologie pleckstrine (PH) en position N-terminale, d’un domaine kinase central et d’un domaine régulateur hydrophobe en position C-terminale [104, 105]. C’est le domaine kinase, au centre de la protéine, qui lui confère un haut degré de similarité avec les protéines kinases A et C (PKA et PKC) [104]. Akt est une protéine cytosolique, maintenue dans un état inactif par une liaison intramoléculaire entre son domaine PH et son domaine kinase [106, 107]. Suite à l’activation de la PI3K, Akt est recmtée à la membrane plasmique et se lie aux phospholipides membranaires via son domaine PH, long d’ environ 100 acides aminés. Cette liaison provoque un changement de conformation de la protéine qui entraine l’exposition de ses deux sites de phosphorylation, soit la thréonine 308 (Thr309 chez Akt3) et la sérine 473 (Ser474 chez Akt2 et Ser472 chez Akt3) [108].
La «phosphoinositide-dependent kinase-l » (PDKl) est responsable de l’activation partielle d’ Akt par phosphorylation de la Thr308, mais l’activation complète de la protéine requiert également la phosphorylation de la Ser473 [109]. Le mécanisme par lequel la Ser473 est phosphorylée demeure aujourd’hui controversé. Plusieurs candidats ont été proposés dont la protéine par Akt elle-même, la PDK2, 1’« integrin-like kinase» (ILK) et la PKC [110-113]. De récentes évidences suggèrent cependant que la kinase la plus susceptible de phosphoryler la Ser473 serait la «mammalian target of rapamycin complex 2» (mTORC2) [114, 115]. Ce complexe est formé de de la sousunité catalytique de mTOR et de cinq protéines accessoires. Rictor, mSINl , G~L sont des composants essentiels pour maintenir l’intégrité structurale du complexe, tandis que les protéines Protor, et Deptor ont une activité régulatrice et ne sont pas essentielles [116]. À la suite de son activation, Akt se dissocie de la membrane plasmique et transloque vers le cytoplasme ou le noyau, où elle phosphoryle à son tour de multiples protéines pro ou antiapoptotiques [107, 117] (Figure 1.9).
C’est entre autres en prévenant le relargage du cytochrome c hors de la mitochondrie qu’ Akt exerce son activité antiapoptotique [118]. Elle peut aussi phosphoryler et inactiver «Bcl-2 antagonist of cell death» (Bad), une protéine proapoptotique de la famille Bcl-2, la rendant ainsi incapable de bloquer l’action des . protéines antiapoptotiques Bcl-2 et «B-cell lymphoma extra large» (Bcl-xL). Akt phosphoryle et inactive également la procaspase-9 et le facteur de transcription «Forkhead box 0» (FOXO), régulant l’expression de gènes critiques au déclenchement de l’apoptose [119, 120]. Akt induit également la transcription de survie cellulaire en activant 1’« inhibitor kappa-B» (lKB), une kinase qui régule l’expression du «nuclear factor kappa-B» (NF-KB) [121]. Le contrôle du cycle cellulaire par p53 est aussi influencé par Akt. Celle-ci agit en phosphorylant « murine double minute 2 ».
L’activation d’ Akt régule aussi la progression du cycle cellulaire. Elle agit en inactivant la «glycogen synthase kinase-3» (GSK-3) par phosphorylation. Cette protéine a d’abord été identifiée comme une enzyme qui régule la synthèse du glucose en réponse à l’insuline, et son implication dans la survie cellulaire a ensuite été démontrée dans une étude menée sur des cellules murines Rat-I et PCI2. La surexpression de GSK-3 dans ces cellules induit l’apoptose, tandis que son inactivation bloque la mort cellulaire par apoptose [123]. En effet, la protéine GSK-3 aurait pour rôle de perturber les fonctions mitochondriales et de moduler l’expression de différentes protéines pro ou antiapoptotiques. Bien que les molécules cibles de GSK-3 ne soient toujours pas clairement identifiées, des études ont démontré que l’apoptose induite par cette kinase nécessite l’activation des caspases et est modulée par des protéines faisant partie des familles de p53 et de Bcl-2 [123, 124].
L’implication d’Akt dans la croissance et la prolifération cellulaire a également été démontrée. Suite à son activation, Akt active la kinase mTOR, une protéine connue pour stimuler la synthèse protéique [125]. Suite à son activation, cette dernière phosphoryle à son tour deux molécules effectrices : « 70-kDa ribosomal protein S6 kinase» (P70S6K) et « 4E-binding protein 1 » (4E-BPl). p70S6K est responsable de l’augmentation de la biogénèse des ribosomes, tandis que la phosphorylation de 4E-BP 1 permet la traduction de l’ARNm. Une étude a d’ ailleurs démontré que l’ activation constitutive d’Akt dans des cellules cancéreuses de la prostate coïncide avec une augmentation du niveau de phosphorylation de mTOR [126].
Les différents isoformes d’Akt
La famille d’Akt est formée de trois protéines: Aktl , Akt2 et Akt3 aussi connues sous le nom PKBa, PKB~ et PKBy (Figure 1.11) [104]. Chez l’homme, les trois isoformes hautement conservés d’ Akt sont le produit de trois gènes différents et ont une grande homologie de séquence dans leurs acides aminés. En effet, Akt2 et Akt3 démontrent respectivement 81 % et 83 % d’homologie avec Aktl [127]. Les isoformes d’Akt sont exprimés différemment dans les tissus du corps humain de telle sorte que Aktl et Akt2 sont présents presque partout, tandis que la distribution de Akt3 est plus restrictive [104, 128].
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Table des matières
REMERCIEMENTS RESUME
LISTE DES FIGURES ET TABLEAUX
LISTE DES SYMBOLES ET ABRÉVIATIONS
CHAPITRE 1
INTRODUCTION
1.1 Utérus
1.1.1 Anatomie et histologie
1.1.2 Le cycle menstruel
1.2 Développement d’un cancer
1.3 Cancer de l’utérus
1.3.1 Généralités
1.3.2 Facteurs de risque
1.3.3 Signes et symptômes
1.3.4 Stadification
1.3.5 Traitements
1.3.5.1 Doxorubicine
1.3.5.2 Paclitaxel
1.3.5.3 Cisplatine
1.4 Résistance à la chimiothérapie
1.5 Mort cellulaire
1.5.1 Nécrose
1.5.2 Apoptose
1.5.2.1 Voie extrinsèque
1.5.2.2 Voie intrinsèque
1.5.3 Caspases
1.6 Voie de signalisation de la PI3K
1.6.1 La protéine Akt
1.6.2 Les différents isofonnes d’ Akt
1.6.3 Akt et cancer
1.6.4 Akt et chimiorésistance
1.7 Inhibition de la voie PI3K1Akt
1.8 Hypothèse et objectifs
CHAPITRE II
ARTICLE SCIENTIFIQUE
2.1 Résruné
2.2 Contributions des auteurs
2.3 Article scientifique
CHAPITRE III
DISCUSSION ET CONCLUSION
3.1 Discussion
3.2 Perspectives de recherche
3.3 Conclusion
REFERENCES
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