Découverte des effets PPAR γγγγ -indépendants

Depuis plusieurs années, il a été démontré qu’un nombre croissant d’effets anti-cancéreux des TZD ne sont pas liés à l’activation du récepteur PPARγ. Outre les résultats de certaines études cliniques, plusieurs arguments sont en faveur d’effets PPARγ-indépendants. Tout d’abord, l’action anti-cancéreuse des TZD dépend de leur structure et non de leur capacité à transactiver PPARγ. En effet, la TGZ et la CGZ sont plus actives sur l’induction de l’apoptose de différentes lignées de cellules cancéreuses comparé à la RGZ, qui est pourtant l'un des plus puissants activateurs de PPARγ. Par ailleurs, différentes études ont montré l’absence de corrélation entre la sensibilité des cellules cancéreuses aux effets anti-tumoraux des TZD et leur niveau d’expression de PPARγ. Une des premières études montre qu’un traitement à la TGZ inhibe de manière similaire la prolifération des cellules ES PPARγ+/+ et PPARγ-/-. Ceci a été confirmé in vivo, en effet, la TGZ diminue la croissance tumorale induite par l’injection de cellules ES PPARγ+/+ et ES PPARγ-/- (Palakurthi SS., et al. 2001). Par ailleurs, les cellules MCF-7 qui expriment faiblement PPARγ sont plus sensibles à la dégradation de la cycline D1 induite par la TGZ et CGZ que les cellules MDA-MB-231 qui expriment fortement PPARγ (Huang JW., et al. 2005). Des résultats similaires ont été décrits sur des cellules cancéreuses de prostate (Shiau CW., et al. 2005). Une récente étude montre que la TGZ inhibe l’expression de la télomérase hTERT (human TElomerase Reverse Transcriptase) et l’analyse d’une cohorte de patients montre qu’il n’existe aucune corrélation entre l’expression de PPARγ et de hTERT (Rashid-Kolwear F.,

et al. 2010). Toutes ces observations suggérant une action PPARγ-indépendante des TZD ont été confirmées par différentes méthodes.

- Par l’utilisation d’antagonistes du récepteur PPARγ comme le GW9662. Différentes protéines du cycle cellulaire comme la cycline D1, ERα ou c-myc sont toujours dégradées après un co-traitement par les TZD en présence de GW9662 (Huang JW., et al. 2005 ; Lecomte J., et al. 2008 ; Akinyeke TO. & Stewart LV. 2011).

- L’utilisation de siRNA (small interfering RNA) dirigés contre PPARγ n’empêche pas la dégradation du récepteur aux œstrogènes dans les cellules cancéreuses mammaires MCF-7 (Lecomte J., et al. 2008). De même, la protéine c-myc est toujours dégradée dans les cellules cancéreuses de prostate C4-2 après un traitement avec la TGZ (Akinyeke TO. & Stewart LV. 2011).

Figure 19 : Structure des dérivés ∆∆∆∆2 et de leur composé parental. La structure des composés parentaux TGZ, RGZ et CGZ est indiquée à gauche. La structure de leur équivalent ∆2 est indiquée à droite : ces composés présentent une double liaison apposée au cycle TZD (entourée en rouge).

- L’utilisation d'analogues inactifs des TZD incapables d’activer le récepteur PPARγ . Les dérivés ∆2 des TZD font partie de ces analogues inactifs. Ils présentent une double liaison apposée au cycle thiazolidinedione ce qui rigidifie la structure de la molécule et l’empêche d’activer PPARγ (Figure 19). Ces composés inhibent la prolifération de différentes lignées cancéreuses de prostate (Shiau CW., et

al. 2005). L'un des mécanismes est la dégradation de protéines importantes pour la prolifération et la

survie cellulaire. Ainsi, ils induisent la dégradation protéasome-dépendante de la cycline D1 ou du récepteur ERα comme leurs composés parents dans des cellules cancéreuses mammaires (Huang JW., et al. 2005 ; Lecomte J., et al. 2008). Par ailleurs, les composés ∆2 semblent être plus efficaces puisque la dose nécessaire à la dégradation de la protéine cycline D1 est de 40µM pour la TGZ et de 30µM pour la ∆2-TGZ (50µM et 30µM respectivement pour la CGZ et la ∆2-CGZ) (Huang JW., et al. 2005). La β-caténine est également dégradée par la ∆2-TGZ et le STG28, un dérivé de la ∆2-TGZ, dans les cellules cancéreuses de prostate LNCaP (Wei S., et al. 2007). Dans cette étude, les auteurs ont montré que la dégradation de la β-caténine est régulée par la protéine β-TrCP (β-Transducin repeat Containing Protein). En effet, la ∆2-TGZ et le STG28 induisent l’expression de la protéine β-TrCP et l’inhibition de son expression par interférence ARN bloque la dégradation de la β-caténine induite par le STG28. A l’inverse, l’expression ectopique de la protéine β-TrCP augmente la capacité du STG28 à dégrader la β-caténine (Wei S., et al. 2007). La cycline D1 et Sp1 (Specificity protein 1) sont également des cibles de la protéine β-TrCP (Wei S., et al. 2008 ; Wei S., et al. 2010).La protéine β -TrCP joue donc un rôle clé dans les effets anti-tumoraux des TZD puisqu’elle régule la protéolyse de protéines cibles du cycle cellulaire et de l’apoptose. L’augmentation transitoire de l’expression de Sirt1 (Silent information regulator 1), une lysine déacétylase, est essentielle dans la régulation de l’expression de la protéine β-TrCP puisqu’un dominant négatif Sirt1 bloque l’induction de β-TrCP et le clivage de PARP induit par un dérivé de la CGZ, OSU-CG12 (Wei S., et al. 2010).

La découverte des effets PPARγ-indépendants a été une avancée cruciale pour le développement de traitements anti-cancéreux puisque la majorité des effets cytotoxiques des TZD semblait passer par une activation du récepteur PPARγ. Ceci a relancé l’intérêt des TZD dans le traitement des cancers. De nombreuses études ont depuis montré que l’inhibition de la prolifération des cellules cancéreuses par les TZD est un mécanisme PPARγ-indépendant (Grillier-Vuissoz I., et al. 2013). Les mécanismes à la base de l'inhibition de la prolifération sont multiples. L'un des mieux caractérisé est la voie pro-apoptotique.

Figure 20 : Modifications morphologiques des cellules en apoptose. La cellule en apoptose présente une condensation du cytoplasme et de la chromatine puis la fragmentation de cette dernière. Le résultat de l’apoptose est la formation de corps apoptotiques. D’après lecerveau.mcgill.ca