Les fonctions biologiques de Myc a. La croissance et la prolifération cellulaire

Une fonction clef de Myc est de promouvoir la progression dans le cycle cellulaire. L’expression de Myc n’est pas détectée dans des cellules quiescentes mais elle est induite rapidement suite une stimulation au sérum ou à des mitogènes, entraînant une entrée en phase G1 des cellules. Chez la souris à mi-gestation, l’expression de Myc est corrélée à un état de prolifération active tandis que la répression de son expression est accompagnée par un arrêt mitotique et par le début de la différenciation [223].

Une lignée cellulaire de fibroblastes de rat dont les deux allèles de c-Myc ont été invalidés, montre un taux de prolifération réduit [224]. Ces cellules myc-/- montrent un arrêt de la prolifération par inhibition de contact beaucoup plus élevé que les cellules sauvages myc+/+. Dans cette lignée cellulaire, Myc semble plutôt contrôler la fréquence du cycle cellulaire que la durée. La notion de masse cellulaire semble également être très importante dans la régulation du cycle cellulaire par Myc. Lorsque Myc est ré-exprimé dans la lignée myc-/-, les cellules rentrent en phase S uniquement quand elles ont atteint une certaine taille. L’importance de la masse cellulaire est indiquée également par les études chez la Drosophile où la sous-expression de dMyc dans le disque imaginal de l’aile conduit à des cellules plus petites tandis que sa surexpression conduit à des cellules de plus grande taille [225, 226]. Ainsi chez la Drosophile, Myc semble plutôt jouer un rôle dans la croissance cellulaire que dans la division cellulaire.

Dans les cellules des mammifères, Myc semble contrôler l’entrée ou la sortie du cycle cellulaire et ainsi fonctionner comme un médiateur clef des signaux déterminant la taille du corps et des organes [227]. Les mécanismes par lesquels Myc régule la progression du cycle cellulaire ont été identifiés, au moins en partie, en étudiant la capacité de Myc à réprimer ou à activer des gènes cibles impliqués dans le cycle cellulaire (Figure 23). Dans les cellules eucaryotes, la progression G1-S est contrôlée par les complexes des kinases dépendantes des cyclines (CDK) Cycline D-CDK4 et Cycline E-CDK2. Au début de la phase

G1, Myc active l’expression des gènes codant pour la cycline D2 et CDK4 et ainsi permet la progression en phase S [228]. En effet, l’expression accrue de ces deux gènes conduit à une séquestration de l’inhibiteur des CDK, p27 (ou Kip1) dans le complexe cycline D2-CDK4 et ainsi le complexe cycline E-CDK2 est libéré de p27 et peut être activé par phosphorylation [229]. La dégradation subséquente de p27 dépend, entre autres, des protéines CUL1 et CKS, qui sont les produits de deux autres gènes activés par Myc [230]. La prolifération cellulaire dépend également des fonctions répressives de Myc et notamment de la répression des inhibiteurs des CDK, comme par exemple p21 et p15, par Myc (II.1.3.2.).

b. L’inhibition de la différenciation

L’activation de Myc est le plus souvent synonyme de prolifération ce qui est généralement incompatible avec la différenciation terminale d’une cellule. Ainsi il a été montré que Myc peut inhiber la différenciation terminale et que cette capacité de Myc peut être découplée de celle d’induire la prolifération cellulaire [231]. Le réseau Myc/Max/Mad joue un rôle clef dans la régulation non seulement de la prolifération mais aussi de la différenciation cellulaires (II.1.3.1.). Comme décrit précédemment, la présence de Myc et de Mad est mutuellement exclusive ; Myc est cantonné aux cellules immatures en prolifération tandis que la protéine Mad est restreinte aux cellules post-mitotiques en voie de différenciation [232].

c. L’induction de l’apoptose

L’induction de l’apoptose par Myc pourrait apparaître comme paradoxal, étant donné ses propriétés oncogéniques [233]. En effet, une cellule tumorale est caractérisée par un index de croissance accrue et un taux d’apoptose réduit. Ainsi, dans un grand nombre de cancers, on trouve des altérations des voies apoptiques et effectivement, Myc ne peut transformer les cellules que quand l’apoptose est inhibée.

Or l’association d’un oncogène avec une activité apoptique n’est pas seulement limitée au seul cas de Myc mais semble plutôt être une fonction commune de certains oncogènes. En effet, deux études très récentes chez la drosophile montrent que l’apoptose et la prolifération ne sont pas des événements mutuellement exclusifs et sont requis pour le développement normal de la taille de l’aile [226, 234, 235]. En fait, dans le disque imaginal de l’aile, les cellules exprimant moins de dMyc sont éliminées par apoptose par les cellules exprimant plus de dMyc. Ce phénomène d’élimination cellulaire, appelé encore compétition cellulaire, est bien caractérisé et est requis pour le développement adéquat de la taille de l’aile. Ces résultats suggèrent également que le phénomène d’apoptose lié à celui de la compétition cellulaire peuvent coopérer pour faciliter l’expansion des clones prénéoplasiques exprimant des niveaux élevés de Myc.

En revanche, les mécanismes par lesquels Myc induit l’apoptose dans un tissu ou une tumeur donnés sont encore peu connus [168]. L’expression de c-Myc sensibilise la cellule à toute une série de stimuli pro-apoptique comme l’hypoxie et l’absence de sérum ainsi qu’aux signaux passant par les récepteurs de la mort CD95, TNF et TRAIL[171]. Les mécanismes conduisant à l’apoptose induite par Myc semblent très complexes et très spécifiques du tissu ou du type de cellules étudiés. Ainsi il faudra davantage d’études dans des modèles murins pour mieux comprendre comment Myc est capable d’induire l’apoptose au sein de l’organisme entier (II.2.3.2.c).

II.2 Le facteur de transcription Miz-1

II.2.1. Généralités

L’étude des mécanismes responsables de la répression transcriptionnelle induite par Myc a conduit à l’identification de Miz-1 pour ‘Myc Interacting Zinc finger protein 1 (Protéine à doigts de Zinc Interagissant avec Myc). Une approche de double hybride en levure avec la région b/HLH/LZ de Myc comme appât, a été réalisée à partir d’une librairie d’ADNc de cellules HeLa et a conduit à l’isolement de l’ADNc de Miz-1 [215, 236]. Cette étude a également montré que Miz est un facteur de transcription capable d’activer la transcription des gènes AdML et cycline D1. En revanche, en présence de Myc, il y a répression de l’activité de Miz et donc des gènes AdML et cycline D1.

Miz est une protéine dont les fonctions cellulaires ne sont pas encore très bien étudiées. Elle est exprimée de façon ubiquitaire pendant le développement de la souris. En revanche, lorsque le gène Miz-1 est invalidé, les souris Miz-1-/- ne sont pas viables et meurent au jour embryonnaire E7,5. Ces études ont permis de montrer que Miz-1 est requis pendant le développement embryonnaire précoce et qu’il joue un rôle important pendant la gastrulation [237]. En fait, Miz-1 est requis pour la prolifération et la survie des cellules ectodermiques pendant la gastrulation. Le facteur de transcription Miz-1 semble également jouer un rôle clef dans la transduction de signaux par le TGF_β, le TPA et les UV conduisant à un arrêt de la croissance cellulaire (II.2.3.2.).

II.2.2. La carte d’identité de Miz-1

Le facteur de transcription Miz-1 est une protéine à doigts de zinc composée de 803 acides aminés et comportant dans la partie N-terminale de la protéine un domaine POZ

(Poxyvirus et Doigts de Zinc) et dans le domaine C-terminal, 13 domaines en doigts de zinc dont 12 sont groupés (Figure 24).

Le domaine POZ est caractéristique de tout un groupe de facteurs de transcription à doigts de zinc. Le domaine POZ semble particulièrement important dans l’oligomérisation avec d’autres protéines. Par exemple, le domaine POZ de la protéine PLZF interagit avec les facteurs intervenant dans le remodelage de la chromatine comme Sin3A, SMRT et NCoR. Il est également à noter que le domaine POZ est souvent lié à une activité de répression de la transcription, c’est le cas par exemple de PLZF [238].

Miz-1 n’a probablement pas un signal de nucléarisation (NLS) propre. En effet, à l’encontre des autres facteurs à domaines POZ, la protéine Miz-1 est généralement cytosolique et soluble et peut se fixer, par exemple, aux microtubules ; en revanche la présence de Myc séquestre Miz-1 dans le noyau et la rend insoluble.