Les variants N-terminaux de p63 ( Np63) sont des represseurs trancriptionnels du fait de l'absence du domaine transctivateur TAD mais aussi du fait qu'ils peuvent antagoniser la transactivation des autres protéines de la famille p53 en formant des complexes inhibiteurs entre eux ou se liant de facon compétitive sur les éléments de réponse à p53 (Chen et al. 2017). En hématologie maligne, les réarrangements somatiques de TP63 mimant des variants N-terminaux de p63 ont été décrits dans 8 % des lymphomes anaplasiques alk-négatifs et associés à un pronostic très défavorable (17 % de survie à 5 ans) (Vasmatzis et al, 2012).
Figure 9 : Dix isoformes de p63.
Contrairement à p53, p63 contient un domaine TID (Trans-inhibitory domain) est ipliqué dans des interactions protéine-protéine et la modulation de l'activité de p63 (Chen et al, 2017)
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Par ailleurs, les formes mutées de p53 peuvent se lier à p73 bloquant sa capacité à transactiver des gènes cibles de l'apoptose. L'extinction de p53 mutée par de petits peptides interférant avec les mutants p53 rend les cellules sensibles avec une augmentation de l'expression des gènes cibles de p73 (Figure 11, Zawacka-Pankau et al., 2010).
Figure 10 : Interactions fonctionnelles entre les isoformes N- et C-terminales de la famille p53
Les formes longues de p53, p63 et p73 sont représentées au centre "full -length isoforms" (Courtois et al, 2004).
Figure 11 : Interaction entre p53 mutée et p73.
L'extinction de p53 mutée par des SIMP (Short interfering mutant p53 peptides) restaure le programme transcriptionnel pro-apoptotique de p73 (Zawacka-Pankau et al., 2010)
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p53 a été qualifiée par ses découvreurs de « gardien du génome »(Lane et al, 1992) et de « contrôleur de la prolifération et de la division cellulaire » (Levine et al, 1997). Elle est chargée d’intégrer de nombreux signaux de stress comme les lésions de l’ADN et les signaux prolifératifs mais aussi le stress oxydatif ou réplicatif, l’hypoxie, le raccourcissement des télomères, tous susceptibles de favoriser le cancer. Elle va répondre en induisant des réponses protectrices pour l’organisme hôte à type de blocage du cycle cellulaire, réparation des lésions de l’ADN, apoptose, sénescence mais aussi reprogrammation métabolique, autophagie ...(Figure 12)(Bieging et al, 2014).
Figure 12 : Intégration de différents signaux de stress par p53.
Ces signaux sont susceptibles d'induire une tumeur, et sont contre-carrés par les réponses de p53 en tant que suppresseur de tumeur (Bieging et al, 2014)
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Des médiateurs répondent aux différents signaux de stress cellulaires en induisant p53 le plus souvent par inhibition de ses régulateurs MDM2 et apparentés. Certains signaux de stress cellulaires induiront p53 via les protéines JNK, Erk p38, HIF-1a. Le modèle le plus élaboré d’induction de p53 est la réponse aux signaux de lésions de l’ADN via ATM/ATR et aux signaux de prolifération via ARF décrits dans la figure 35.
Lorsqu’une cassure double-brin de l’ADN déclenche l'activation d'ATM (ataxia-telangiectasia mutated, une kinase qui phosphoryle la kinase CHK2), ou quand une fourche de réplication défaillante recrute ATR (ataxia telangiectasia and RAD3-related, une kinase qui phosphoryle la kinase CHK1), p53 devient un substrat pour les kinases ATM, ATR, CHK1 et CHK2 (figure20) qui coordonnent la phosphorylation des sérine S15 et S20 et favorisent sa stabilisation (Bieging et al, 2014).
Les signaux oncogéniques activant la prolifération cellulaire perturbent l'interaction entre p53 et MDM2. Ces signaux peuvent stimuler la transcription de E2F, qui peut stimuler la transcription de ARF (alternative reading frame). A son tour, ARF inhibe
Figure 13 : Activation de p53 et induction de ses réponses.
Des lésions de l'ADN ou des signaux de prolifération peuvent induire des kinases et des cascades de phosphorylation conduisant à la stabilisation de p53 et à ses réponses au stress (Bieging et al, 2014)
MDM2 en antagonisant son activité ubiquitin ligase ou en séquestrant MDM dans les nucléoles. Ainsi, l'activation de ARF favorise la stabilisation de p53, favorisant les réponses de p53 de type apoptose et senescence cellulaire.
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Les mécanismes d'action de p53 sont dépendants ou indépendants de l’activité de transactivateur de transcription, nucléaires ou cytoplasmiques.
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En tant que facteur de transcription, p53 va répondre à ces signaux de stress en se fixant sous forme de tétramère au promoteur ou à une région intronique de ses gènes cibles afin de les transactiver.
Figure 14: Mécanismes d'action de p53 dépendant ou indépendant de l’activité de transactivateur de transcription.
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p53 (comme p63 et p73) se lie à son gène cible au niveau d'une séquence d’ADN canonique composée d'au moins 2 décamères du type 5'-RRR-C-WWW-G-YYY -3' séparés de 0 à 13 paires de base (Figure 15), un seul motif étant insuffisant pour permettre la transactivation (Goldstein et al., 2011).
Sous forme plus ou moins dégénérée, cette séquence serait présente près de 24000 fois dans le génome (Bourdon et al, 1997). Une étude récente de méta-analyse sur 13 études à haut débit ont montré qu'environ 3500 gènes potentiels répondaient à p53, de façon variable selon les signaux de stress avec sans doute de nombreux faux positifs.
Par analyse ciblée, 346 gènes cibles ont été validés, parmi lesquels des gènes impliqués dans l'apoptose, l'arrêt du cycle cellulaire, la senescence, la répration de l'ADN, le métabolisme, l'autophagie, le micro-environnement tumoral... (Figure 16). A noter que des microARN figurent à la fois parmi les cibles de p53 (dont mir-34a et 200c impliqués dans les propriétés invasives des cellules et 34a/b/c et mir-145 impliqués dans les propriétés des cellules souches) et parmi les régulateurs de p53 (cf infra).
Figure 15 : Séquence canonique d'ADN à laquelle se fixe p53.
Le facteur de transcription p53 ne peut induire la transcription génique que s'il se lie sur son gène cible à une région canonique constituée d'au moins deux décamères RRRCWWGYYY (Goldstein et al., 2011).