Effet d’agonistes de PPARβ sur l’expression du VEGF

A ce jour, en France, le cancer est l’une des premières causes de mortalité chez l’homme et la deuxième chez la femme avec 357 500 nouveaux cas en 2010 (203000 chez l’homme et 154 500 chez la femme). Un cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire incontrôlée au sein d’un tissu normal suite à la transformation par mutation d’une cellule initialement normale. Pour devenir cancéreuse, la cellule va subir un nombre important d’altérations génétiques conduisant à la perte du contrôle du cycle cellulaire permettant à la cellule d’échapper à la mort, d’acquérir une résistance à des signaux inhibiteurs de la prolifération et d’avoir un potentiel réplicatif illimité. La progression tumorale comprend une série d’événements complexes permettant à la tumeur de se développer grâce à l’angiogenèse tumorale et d’envahir les tissus environnants suite à l’acquisition de propriétés invasives. Certaines cellules vont ainsi réaliser une transition épithélio-mésenchymateuse ou TEM et exprimer un phénotype mésenchymateux ; en effet, suite à la modification de leur cytosquelette, les cellules vont exprimer certaines molécules d’adhérence qui leur permettront d’acquérir un phénotype invasif et vont synthétiser des enzymes protéolytiques capables de dégrader la matrice extracellulaire.

La première phase de la carcinogenèse est appelée initiation. Durant cette phase, des cellules épithéliales normales subissent des altérations génétiques. Par exemple, la cellule va être exposée à des facteurs cancérogènes tels que des rayonnements, des substances chimiques ou un virus (le papillomavirus humain dans le cas du cancer du col de l’utérus). Ces mutations aboutissent à la perte de points de contrôle du cycle cellulaire, à l’activation d’oncogènes et/ou à l’inactivation de gènes suppresseurs de tumeur. Les oncogènes sont impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire car ce sont des activateurs de la prolifération (c-myc) ou des inhibiteurs de la mort cellulaire (BCL-2 ou BCL-XL), tandis que les gènes suppresseurs de tumeur sont impliqués dans l’arrêt de la prolifération car ce sont des inducteurs d’apoptose ou des régulateurs du cycle cellulaire (p53, pRB, APC…). Ces mutations vont donc permettre à la cellule tumorale d’acquérir un potentiel de prolifération incontrôlée, associé à une résistance à la mort par apoptose. De plus, l’inactivation de gènes qui assurent la réparation des anomalies de l’ADN conduit à l’accumulation d’anomalies génétiques. La chronologie de ces événements est le plus souvent caractéristique d’un type de cancer. Par exemple, dans le cancer du côlon, la suite d’événements comprend, l’inactivation du gène suppresseur de tumeur APC, la mutation de l’oncogène K-Ras puis l’inactivation du gène suppresseur de tumeur p53. L’altération du gène APC est spécifique du cancer du côlon alors que l’inactivation du gène p53 est retrouvée dans la plupart des cancers. La transformation des cellules est définie par deux étapes, l’initiation et la promotion de la cancérogenèse, et cette étape est caractérisée par l’immortalisation des cellules. En effet, les cellules sont maintenant incapables d’initier leur propre mort. Les cellules transformées forment alors une tumeur primaire.

Peroxisome Proliferator-Activated Receptor beta (PPARβ)

Les PPAR appartiennent à la superfamille des récepteurs nucléaires hormonaux. Trois isotypes ont été clonés et identifiés, PPARα (NR1C1), PPARβ/δ (NR1C2) et PPARγ (NR1C3) (Nuclear Receptor Nomenclature Committee, 1999) (Dreyer et al., 1992). Ces récepteurs se distinguent par leur distribution tissulaire et la nature de leurs ligands. Ce sont des facteurs de transcription qui interviennent dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques. En effet, les récepteurs PPAR contrôlent le métabolisme lipidique et glucidique et interviennent dans les processus de prolifération, de différenciation et d’apoptose (Kersten et al., 2000). De par leur effet sur ces différents mécanismes moléculaires, ils sont impliqués dans un certain nombre de pathologies comme le diabète, l’obésité, l’inflammation, l’athérosclérose et le cancer. Augmenter ou diminuer l’activité biologique de ces récepteurs a suscité un grand intérêt pharmacologique au regard des effets bénéfiques qu’ils induisent dans plusieurs pathologies.

Isotypes de PPAR 

La découverte du premier PPAR (PPARα) chez les rongeurs date de 1990 (Issemann and Green, 1990) ; peu de temps après, les 3 isotypes (PPARα, β et γ) ont été identifiés chez le xénope (Dreyer et al., 1992) et ensuite dans différentes espèces dont la souris, le rat, le hamster et l’Homme (Sher et al., 1993). Bien que les 3 isotypes de PPAR soient codés par des gènes distincts localisés sur des chromosomes différents, leurs protéines montrent de nombreuses homologies de séquence en acides aminés, en particulier dans le domaine de liaison à l’ADN et dans le domaine de liaison du ligand. La structure générale des 3 gènes codant les PPAR montre une organisation génomique conservée de 6 exons, quel que soit le modèle étudié (xénope, souris, Homme). Ceci indique que ces gènes dérivent probablement d’un gène ancestral commun. Dans ce document, nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l’un de ces isotypes, PPARβ. Chez l’Homme, le gène codant PPARβ est localisé sur le chromosome 6 à la position 6p21.1-p21.2 (Yoshikawa et al., 1996) et présente 90% d’identité de séquence nucléotidique avec le gène pparβ des rongeurs, mais présente aussi des homologies de séquence avec le PPARβ du xénope et du poulet (Takada et al., 2000). PPARβ a aussi été identifié chez le poisson et il semblerait que les domaines C et E de ce récepteur présentent plus de 70% d’homologie de séquence en acides aminés avec les domaines C et E de la protéine humaine (Leaver et al., 2005).

La protéine PPARβ, constituée de 441 acides aminés, est organisée selon une structure en 5 domaine fonctionnels, A/B, C, D et E (Schoonjans et al., 1996 ; Feige et al., 2006). Un exon code le domaine A/B N-terminal, 2 exons codent le domaine de fixation à l’ADN (un exon pour chaque motif en doigt de zinc), un exon code la région charnière D, 2 exons codent le domaine de liaison au ligand (Desvergne et Wahli, 1999).

Distribution tissulaire de PPARβ/δ

De façon générale, les PPAR sont exprimés dans tous les organes où le catabolisme lipidique est élevé, tels que le foie, le cœur, les reins, le tissu adipeux ou le muscle squelettique. Leur expression tissulaire semble donc refléter leur fonction biologique (Braissant et al., 1996). Chez le xénope, PPARβ a une expression ubiquitaire avec un taux relativement élevé dans le cerveau (Dreyer et al., 1993). Chez le rat, PPARβ est fortement exprimé dans les premiers jours de la vie du jeune animal puis son expression diminue chez l’adulte. Cependant, lorsque son taux d’expression est comparé à celui des autres PPAR, PPARβ est plus exprimé que PPARα et PPARγ dans des tissus comme le système nerveux central, les reins, l’intestin et le côlon (Braissant et al., 1996). PPARβ est aussi exprimé dans l’endomètre où il semble jouer un rôle important lors de la nidation du blastocyste puisqu’un taux élevé de ce récepteur a été détecté dans l’endothélium endométrial au moment de l’implantation de l’embryon (Lim et al., 1999). Chez la souris, l’invalidation du gène pparβ (pparβ -/-) n’est pas létale mais modifie considérablement le phénotype de la souris. En effet, cette dernière sera de plus petite taille, avec une diminution de la masse adipeuse et des défauts dans la croissance, le développement et la différenciation de nombreux types cellulaires (Barak et al., 2002 ; Michalik et al., 2001 ; Peters et al., 2000). Chez l’homme, PPARβ est ubiquitaire avec un taux d’expression selon les tissus testés, équivalent à celui déterminé chez les rongeurs (Auboeuf et al., 1997 ; Loviscach et al., 2000). A l’heure d’aujourd’hui, peu d’études ont été réalisées sur la détection et la quantification du PPARβ dans les tissus normaux et tumoraux de la vessie. Chez l’homme, PPARβ est exprimé par l’urothélium normal (Chopra et al., 2008 ; Guan et al., 1997 ; Guan, 2002) mais aussi pathologique car dans des échantillons tumoraux issus de 170 patients atteints de cancer de la vessie, sa présence a été révélée (Yoshimura et al., 2003). D’autre part, PPARβ est exprimé par des cellules dérivées de cancer de vessie (RT4 et T24) (Fauconnet et al., 2002 ; Chopra et al., 2009). A notre connaissance, aucune étude n’a porté sur l’expression du PPARβ dans les tissus normaux ou cancéreux du col de l’utérus. Cependant, au vu de nos résultats, nous pouvons supposer que celui-ci est exprimé dans les tissus cervicaux pathologiques issus de patientes atteintes de cancer de col de l’utérus puisqu’à partir d’un modèle in vitro, nous avons montré que PPARβ est exprimé dans les cellules HeLa, CaSki et C-33A, cellules dérivées de cancer du col de l’utérus.

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Table des matières

Introduction
I. Peroxisome Proliferator-Activated Receptor beta (PPARβ)
1. Isotypes de PPAR
2. Distribution tissulaire de PPARβ/δ
3. Structure du récepteur PPARβ
4. Nature des ligands
4.1. Ligands naturels
4.2. Ligands synthétiques
5. Mécanismes d’action
5.1. Hétérodimérisation
5.2. Liaison à l’ADN
5.3. Cofacteurs
5.4. Répression en absence de ligand
5.5. Action non génomique
6. Régulation par modifications post-traductionnelles
6.1. Phosphorylation
6.2. Ubiquitinylation
6.3. Sumoylation
7. Rôles
7.1. Métabolisme lipidique
7.2. Différenciation cellulaire
7.3. Rôle dans la carcinogenèse
7.4. PPARβ et angiogenèse tumorale
II.Angiogenèse tumorale
1. Généralités
2. Facteurs angiogéniques
3. Thérapie anti-angiogénique
4. VEGF
4.1. Famille des VEGF
4.1.1. Le VEGF-A
4.1.2. Le VEGF-B
4.1.3. Le VEGF-C
4.1.4. Le VEGF-D
4.1.5. Le VEGF-E
4.1.6. Le PlGF
4.2. Les récepteurs du VEGF
4.2.1. Le VEGFR-1
4.2.2. Le VEGFR-2
4.2.3. Le VEGFR-3
4.2.4. Les neuropilines
4.2.5. Les héparanes sulfates
4.3. Rôles du VEGF
4.3.1. Perméabilité
4.3.2. Prolifération
4.3.3. Survie
4.3.4. Migration
4.4. Régulation du VEGF
4.4.1. Régulation transcriptionnelle du VEGF
4.4.2. Régulation de la stabilisation des messagers du VEGF
4.4.3. Régulation de la traduction du VEGF
III. Adhérence cellulaire
1. Généralités
2. Les cadhérines
2.1. Généralités
2.2. Structure
2.3. Complexe d’adhérence cadhérine E / caténines
2.4. Fonctions de la cadhérine E
2.4.1. Régulation de la signalisation des récepteurs à activité tyrosine kinase
2.4.2. Régulation de la voie de la caténine β
2.4.3. Régulation de la signalisation des Rho GTPases
2.5. Fonctions de la cadhérine N
3. La transition épithélio-mésenchymateuse
4. Régulation de la TEM
5. Valeur pronostique des cadhérines dans les cancers
Conclusion

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