Effet des ligands sur le réticulum endoplasmique

Plusieurs études montrent que les ligands de PPARγ peuvent induire un stress du réticulum endoplasmique. En effet, la 15d-PGJ2 induit l’expression de BiP dans des cellules Hela (Odani N., et

al. 1996). De même, un analogue des prostaglandines GIF0010, est capable d’induire l’expression de

BiP de manière plus forte que la 15d-PGJ2 dans des cellules rénales de rat. Cet analogue marqué avec une sonde fluorescente a permis de montrer que ce ligand s’accumule autour du noyau dès 12 heures de traitement et se co-localise avec BiP dans le RE (Takahashi S., et al. 1998). Dans des cellules cancéreuses de colon HCT116, un traitement avec 30µM de 15d-PGJ2 induit aussi l’expression de BiP (Su RY., et al. 2008). La TGZ et la CGZ induisent également un stress du RE : ils augmentent la libération de Ca2+ dans le cytoplasme et diminuent la synthèse protéique via la phosphorylation d’eIF2α (Palakurthi SS., et al. 2001). Cet effet est PPARγ-indépendant puisqu’il est similaire entre les cellules ES PPARγ +/+ et PPARγ -/-. Le stress du RE est également induit par la TGZ et la CGZ dans des cellules d’adénocarcinomes de poumon A549 où ils induisent la phosphorylation de PKR et d’eIF2α

(Gardner OS., et al. 2005). Dans des cellules cancéreuses mammaires MCF-7 et MDA-MB-231, une analyse par microarray a montré que le ligand dual TZD18, à action PPARα et PPARγ indépendante, induit une augmentation de l’expression de gènes impliqués dans la réponse UPR tels que BiP, XBP1, ATF3 et ATF4 (Zang C., et al. 2009). Les trois voies de signalisation UPR sont activées : ATF6, PERK et eiF2α ainsi que le clivage de XBP1 uniquement détecté dans les cellules MDA-MB-231 (Zang C., et al. 2009). Dans une lignée cancéreuse de prostate LNCaP, les composés TGZ et CGZ induisent l’expression de BiP, CHOP et IRE1α pour des doses de 100µM après 48 heures de traitement alors que deux dérivés inactifs de PPARγ, STG28 et OSU-CG12 ont un effet similaire dès 20µM et 5µM respectivement (Wei S., et al. 2010).

Plusieurs études suggèrent que l’effet anti-prolifératif des TZD est associé au stress du réticulum endoplasmique. CHOP est un régulateur central de l’apoptose induite après un stress du RE. Dans des cellules de côlon HCT116, la thapsigargine, un inducteur du stress du RE, induit l’apoptose via l’induction de l’expression de CHOP. CHOP agit en régulant directement l’expression de DR5 et active la caspase 8, le clivage de Bid et la voie mitochondriale (Yamaguchi H. & Wang HG. 2004). Dans les cellules Hela, une dose de 10µM de 15d-PGJ2 entraine l’expression de CHOP après 12 heures de

traitement et l’apoptose, évaluée par une mesure de l’annexine V (Saito S., et al. 2003). La 15d-PGJ2 stimule directement l’activité du promoteur CHOP en se liant sur des séquences ERSE et l’expression ectopique de CHOP conduit à l’apoptose des cellules Hela (Saito S., et al. 2003). Une inhibition de l’expression de CHOP par interférence ARN diminue l’expression de DR5 et la sensibilité des cellules HCT116 à la mort cellulaire induite par un co-traitement avec TRAIL (Su RY., et al. 2008). De même, un traitement CGZ associé à l'acide niflumique, un inhibiteur de COX-2 induit une apoptose caspase-dépendante et l'inhibition de chop par interférence ARN bloque le clivage de la caspase 8 et de Bid, montrant ainsi que le stress du réticulum est en partie responsable de l'effet pro-apoptotique du traitement. Deux antagonistes de PPARγ, T0070907 et GW9662, n'affectent pas l'apoptose induite par ce co-traitement, démontrant que cette action est PPARγ-indépendante (Kim BM., et al. 2011). Dans les cellules cancéreuses mammaires MCF-7 et MDA-MB-231, CHOP est induit par le TZD18 ainsi que des protéines pro-apoptotiques comme DR5, Bax et Bak. Par ailleurs, les caspases 3, 8, 9 sont également activées (Zang C., et al. 2009). Une inhibition de l’expression de CHOP par interférence ARN bloque partiellement l’apoptose induite par le TZD18, ainsi que l’augmentation de l’expression de DR5. Néanmoins, l’expression de Bax/Bak n’est pas modifiée (Zang C., et al. 2009). Le lien entre l’apoptose et CHOP n’est pas clairement établi. Dans les cellules cancéreuses de prostate LNCaP, un analogue de la CGZ, OSU-CG12, induit l’expression de la protéine β-TrCP qui régule la dégradation de protéines cibles du cycle cellulaire et de l’apoptose, via une voie indépendante de l’induction de CHOP. En effet, l’interférence ARN de CHOP ne bloque pas l’induction de l’expression de la β-TrCP, ni le clivage de PARP suggérant que ces deux voies sont indépendantes (Wei S., et al. 2010). Ce composé OSU-CG12 est également capable d’induire l’autophagie par une troisième voie indépendante des deux autres. En effet, il induit l’expression de LC3-II, la phosphorylation d’AMPK et la déphosphorylation de mTOR. Un dominant négatif AMPK bloque l’autophagie induite par l’OSU-CG12 et bloque en partie son effet anti-prolifératif sur les cellules LNCaP (Wei S., et al. 2010). La TGZ peut également induire l’autophagie des cellules endothéliales aortiques porcines par un mécanisme PPARγ-indépendant. L’AMPK joue un rôle clé puisque son inhibition pharmacologique par le composé C diminue l’accumulation de LC3-II induit par la TGZ (Yan J., et al. 2010). Dans les cellules adénocorticales H295R, la RGZ inhibe la prolifération cellulaire et induit l’autophagie démontré par la formation de vacuoles, la phosphorylation de AMPK, la déphosphorylation mTOR et l’induction de l’expression de la Beclin1. La formation de ROS semble être impliquée dans cette induction de l’autophagie (Cerquetti L., et al. 2011). Ce processus est dépendant du type cellulaire puisque la RGZ n’induit pas d’autophagie dans une autre lignée de cellules adénocorticales SW13 (Cerquetti L., et al. 2011). Récemment, une équipe a montré que la 15d-PGJ2 induisait une mort cellulaire non-autophagique mais dépendante de LC3. Elle est caractérisée par une vacuolisation cytoplasmique

Figure 30 : Structure détaillée de la troglitazone. La troglitazone est structurée autour d’un atome d’oxygène sur lequel est greffé deux parties. La partie 1 correspond au cycle chromane qui comprend un phénol avec une fonction hydroxyle terminale. La partie 2, à droite, est constituée du cycle thiazolidinedione lié à un noyau phényle central.

Figure 31 : Métabolisme de la troglitazone. La troglitazone est principalement métabolisée par 3 voies : la sulfatation qui conduit à la formation d’un conjugué sulfaté M1, la glucuronidation qui produit un composé glucuronidé M2 et l’oxydation formant un métabolite de type quinonique M3. Modifié d’après Masubuchi Y. 2006.

dans 3 lignées cancéreuses différentes HCT116, MDA-MB-231 et DU145 et une induction de l’expression de LC3. Elle est associée à un stress du RE puisque CHOP et BiP sont induits. Néanmoins, elle ne correspond pas à un processus autophagique, puisque des inhibiteurs PI3K d’autophagie ne bloquent pas la vacuolisation et l’accumulation de LC3-II induit par la 15d-PGJ2. Par contre, LC3 joue un rôle essentiel dans cette mort puisque son inhibition par interférence ARN bloque la formation de vacuoles induites par la 15d-PGJ2 (Kar R., et al. 2010).