Kokontis et al. ont mis en évidence une augmentation de l'expression du RA (ARNm x2 et protéine x15) dans les cellules LNCaP pendant leur progression vers l'hormono- indépendance [Kokontis J., 1994]. La stimulation de l'expression est associée à une augmentation de l'activité transcriptionnelle du récepteur [Culig Z., 1999]. L'augmentation de l'expression serait due à une amplification génique : le gène codant pour RA est amplifié pendant la privation androgénique pour faciliter la croissance des tumeurs à de faibles concentrations d'androgènes. Il été montré que 30% des tumeurs ayant échappé au traitement hormonal présentent de forts niveaux d'amplification de ce gène [Visakorpi T., 1995]. De plus, l'amplification se produit le plus souvent dans des tumeurs qui ont initialement bien répondu au traitement et quand la réponse a duré plus de 12 mois [Koivisto P., 1997]. Dans ces tumeurs, l'amplification génique est également associée à une augmentation du niveau d'expression du messager du RA (figure 15).
Figure 15 : analyse du nombre de copies du gène codant pour RA. Hybridation in situ des ARNm dans des sections de tissu de tumeurs primaires non traitées (C) et après échappement à l'hormonothérapie (D). L'intensité de l'hybridation des ARNm est exprimée par une échelle de couleurs [Koivisto P., 1997].
- augmentation de la sensibilité du récepteur
Dans les cellules prostatiques androgéno-indépendantes, la concentration en androgènes nécessaire pour stimuler la croissance est beaucoup plus faible que celle requise pour les cellules androgéno-dépendantes. Le récepteur devient sensible à des concentrations de l'ordre du femtomolaire. Ceci peut être expliqué par une augmentation de la demi-vie du RA. Dans les cellules LNCaP, le RA présente une demi-vie de 3 heures alors que dans des modèles de cancer de la prostate androgéno-indépendants la demi-vie du récepteur est beaucoup plus importante : 12 heures pour CWR22 et 6-7 heures pour CWR-R1 et LNCaP- C4-2 [Gregory CW., 2001b].
- augmentation de la concentration locale en androgènes
Un mécanisme permettant d'expliquer la prolifération et la survie des cellules tumorales prostatiques dans des conditions de privation est l'augmentation de la concentration locale en androgènes. Une étude récente a ainsi démontré la surexpression d'une 5α-réductase, enzyme convertissant la testostérone en DHT, dans le cancer de la prostate hormono- réfractaire [Uemura M., 2008].
- mutation du récepteur
De nombreuses études ont mis en évidence des mutations du RA qui permettent une activation du récepteur par des ligands inappropriés. On peut observer ainsi un effet agoniste des anti-androgènes du traitement hormonal.
Dans les cellules LNCaP le RA contient une mutation ponctuelle T868A dans son domaine de liaison du ligand qui affecte les caractéristiques de liaison des stéroïdes et la réponse aux androgènes. En effet, les œstrogènes, progestagènes et plusieurs anti-androgènes (acétate de cyprotérone, hydroxyflutamide et nilutamide) peuvent alors stimuler la prolifération de ces cellules [Veldscholte J., 1992]. Deux mutations ont également été identifiées dans le gène codant pour le RA dans les lignées androgéno-indépendantes MDA PCa 2a et MDA PCa 2b. Ces mutations, L701H et T877A, se trouvent aussi dans le domaine de liaison du ligand et sont responsables de la diminution de la sensibilité à la privation androgénique et l'altération de la spécificité de substrat [Zhao XY., 1999]. L'expression du double mutant L701H/T877A dans des cellules COS-7 et CV-1 a permis de démontrer une affinité du récepteur muté pour les corticoïdes (cortisol et cortisone) [Zhao XY., 2000].
Le développement de modèles structuraux des domaines fonctionnels du RA a permis de situer la substitution T877A. Cette mutation est localisée dans l'hélice α11 qui fait partie de la poche de liaison du ligand. Le résidu 877 est directement au contact du ligand donc la substitution au niveau de ce site altère la stéréochimie de la poche de liaison et peut élargir la spécificité de ligand [McDonald S., 2000].
L'analyse de copeaux de résection provenant de patients ayant un cancer de la prostate métastatique a montré la présence de la mutation T877A dans 6/24 cas [Gaddipati JP., 1994]. Cette mutation correspond à celle qui est trouvée dans les cellules LNCaP. Dans une autre étude, l'examen de cellules métastatiques a montré la présence de mutations ponctuelles dans le gène codant pour le RA (5/10 cas). Dans deux cas, les mutations ne sont pas détectées dans les tumeurs primaires ce qui indique qu'elles sont apparues au cours de la progression tumorale [Taplin ME., 1995]. Tapplin et al. ont mis en évidence que le traitement hormonal conduit à la génération de mutations dans le gène codant pour le RA. Des patients traités avec du flutamide ont développé des mutations ponctuelles : T877A et T877S. L'analyse de ces mutations a montré qu'elles permettaient une activation du RA par l'anti-androgènes. Par ailleurs, Tilley et al. ont mis en évidence que des mutations du RA étaient présentes dans les tumeurs primaires avant l'hormonothérapie dans 44% des cas (11/25 tumeurs) et que ces mutations sont associées à un échappement rapide au traitement hormonal [Tilley WD., 1996].
- implication des co-facteurs
Il a été mis en évidence que les anti-androgènes (hydroxyflutamide, bicalutamide, acétate de cyprotérone et RU486) peuvent induire une interaction entre le RA et le co-activateur de la transcription ARA70 de manière dose dépendante [Miyamoto H., 1998]. Cette interaction pourrait expliquer l'effet agoniste des anti-androgènes. En effet, dans une étude menée par Rahman, il est démontré que l'utilisation de siRNA (small interfering Ribonucleic Acid) ou d'un dominant négatif d'ARA70 diminue l'activité agoniste des anti-androgènes [Rahman MM., 2003].
Par ailleurs, Gregory CW. et al. ont montré que la majorité des cancers de la prostate hormono-réfractaires expriment de hauts niveaux de RA associés à de hauts niveaux de deux co-activateurs : TF-2 (Transcriptional Intermediary Factor-2) et SRC-1 (Steroid Receptor Coactivator-1). De plus, la surexpression de ces deux co-activateurs entraîne une augmentation de la transactivation du RA [Gregory CW., 2001a].