Les  sources  de  ROS  dans  le  mélanome

4.1 Les  sources  de  ROS  dans  le  mélanome  

4.1.1 L’importance  des  mélanosomes  dans  le  stress  oxydant  

Les   mélanocytes   sont   les   cellules   responsables   de   la   production   de   la   mélanine,   un   pigment  qui  sert  à  protéger  le  revêtement  cutané  des  agressions  des  rayons  UV  A-­‐B.   Cependant,   certaines   étapes   de   la   synthèse   de   mélanine   dans   ces   cellules   sont   accompagnées   de   réactions   d’oxydation,   ce   qui   provoque   la   production   et   l’accumulation   de   ROS   (Koga   S.,   1992).   Les   mélanocytes   produisent   deux   types   de   mélanine   :   la   eumélanine   et   la   pheomélanine.   D’un   côté,   l’eumélanine   est   la   forme   plus   abondante   au   niveau   des   mélanocytes   et,   bien   que   sa   synthèse   induise   la   production   de   ROS,   cette   molécule   est   surtout   associée   au   rôle   antioxydant   de   la   mélanine.  D’un  autre  côté,  pheomélanine  pour  être  synthétisée  a  besoin  des  réactions   supplémentaires   qui   provoquent   une   production   de   ROS   encore   plus   élevée   par   rapport   à   l’eumélanine   (Simon   J.   et   al.,   2009).   De   plus,   la   phéomélanine,   lors   des   interactions   avec   les   rayons   UV,   semble   jouer   un   rôle   plus   pro-­‐oxydant   qu’antioxydant  (Figure  17).    

Bien   que   la   production   de   mélanine   soit   confinée   au   niveau   de   mélanosomes,   les   mélanocytes   présentent   un   stress   oxydant   de   base   plus   élevé   que   d’autres   cellules   non  pigmentées,  caractérisé  par  une  augmentation  de  la  8-­‐oxo-­‐guanine  (Mouret  S.  et   al.,  2012).  Cette  dernière  est  le  résultat  de  l’oxydation  des  bases  guanines  au  niveau   de  l’ADN  et  caractérise  le  stress  oxydant  subi  par  la  cellule.  Pour  faire  face  au  stress   oxydant,  les  mélanocytes  augmentent  leurs  mécanismes  de  détoxification  de  ROS.  Un   des  facteurs  régulant  ce  processus  est  le  facteur  MITF  qui  augmente  l’expression  des   enzymes   responsables   de   la   réparation   de   l’ADN,   comme   l’enzyme   APE-­‐1/Ref-­‐1   (Figure   17)   (Liu   F.   et   al.,   2009).   De   manière   similaire,   la   mélanocortine   (α-­‐MSH),   synthétisée  par  les  keratinocytes  et  mélanocytes,  permet  d’induire  l’expression  de  la   catalase,  qui  participe  à  la  détoxification  de  ROS  (Maresca  V.  et  al.,  2008).  De  plus,  la   α-­‐MSH   lors   de   son   interaction   avec   le   récepteur   MC1R,   induit   dans   la   cellule   une   modification  globale  en  terme  d’expression  de  gènes  favorisant  ainsi  la  détoxification   de   ROS   (Kadekaro   A.L.   et   al.,   2010).   Cette   hormone   est   également   associée   à   l’expression  du  facteur  NRF2  dans  les  mélanocytes  (Kokot  A.  et  al.,  2009).    

L’accumulation   des   ROS   et   des   dommages   à   l’ADN   particuliers   des   mélanocytes   pourrait  donc  jouer  un  rôle  important  dans  la  mélanomagénèse.  En  effet,  il  y  a  de  plus   en   plus   d’indices   qui   soutiennent   cette   hypothèse   car   les   étapes   d’initiation   et   de   progression  du  mélanome  se  caractérisent,  elles  aussi,  par  un  taux  très  élevé  de  ROS   (Denat  L.  et  al.,  2014).  De  plus,  les  antioxydants,  comme  la  N-­‐acetyl-­‐cystéine  peuvent   non  seulement  prévenir  le  stress  oxydant  induit  par  les  rayons  UV  mais  aussi  retarder   le   développement   des   tumeurs   chez   la   souris   (Cotter   M.A.   et   al.,   2007).   Certains   auteurs  pensent  même  que  les  mutations  caractéristiques  du  mélanome,  telles  que  les   mutations   au   niveau   de   la   kinase   BRAF   ou   RAS,   pourraient   être   la   conséquence   du   stress   oxydant   présent   dans   les   mélanocytes.   Ceci   est   associé   au   fait   que   les   ROS   induisent  une  forte  quantité  des  dommages  à  l’ADN  et  plus  de  20  000  paires  de  bases   sont  réparées  par  jour.  Certaines  de  ces  bases  seront  substituées,  plus  fréquemment   que  d’autres,  en  raison  d’un  taux  élevé  de  réparation  erronée  et  touchent  des  gènes   clés  qui  favorisent  le  développement  des  tumeurs  (Jackson  A.  et  al.,  2001).    

En   outre,   des   modifications,   au   niveau   de   la   synthèse   de   la   mélanine,   peuvent     également   être   associées   au   développement   du   mélanome.   En   effet,   les   naevi,   précurseurs   du   mélanome,   présentent   un   taux   élevé   de   ROS,   associé   à   une  

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modification   du   métabolisme   ou   l’expression   aberrante   de   certaines   protéines.   Le   rôle  de  la  mitochondrie  dans  la  production  de  ROS  dans  le  mélanome  est  encore  mal   compris.   Peu   d’études   ont   établi   un   lien   direct,   scientifiquement   prouvé.   Certains   auteurs   suggèrent   que   l’implication   de   la   mitochondrie   dans   la   production   de   ROS,   dans   le   mélanome,   pourrait   être   associée   aux   modifications   métaboliques   induites   par  l’activation  des  oncogènes  (Liu-­‐Smith  F.  et  al.,  2014).  Cependant,  ceci  reste  encore   une  hypothèse  qui  nécessite  d’être  encore  mieux  étudié.    

D’autres  sources  importantes  de  ROS  dans  le  mélanome  qui  ont  été  mieux  évaluées   que  la  mitochondrie  sont  les  NADPH  oxydases  (NOX).  Ces  enzymes  utilisent  l’oxygène   comme   substrat   pour   produire   de   l’anion   superoxyde   et   ceci   représente   un   mécanisme   de   défense   face   aux   agressions   extérieures.   Ces   enzymes   se   trouvent   surexprimés  dans  le  mélanome  suite  à  l’activation  des  oncogènes  comme  par  exemple   AKT,  souvent  activée  dans  les  mélanomes,  dû  à  la  perte  de  PTEN  (Govindarajan  B.  et   al.,   2007).   Dans   le   mélanome,   la   surexpression   de   NOX1   favorise   l’expression   des   metalloprotéases   qui   vont   conduire   vers   la   transition   épithélium-­‐mésenchyme   et   donc   la   métastase   (Liu   F.   et   al.,   2012).   De   même,   l’expression   de   NOX4   est   aussi   associée   au   phénotype   invasif   et   elle   est   souvent   retrouvée   dans   les   mélanomes   métastatiques  fortement  agressifs  (Liu  G.S.  et  al.,  2012).    

4.2 La  régulation  de  la  production  de  ROS  dans  le  mélanome    

♦ Les  facteurs  FOXM1  et  NRF2  

Comme  les  autres  cellules  cancéreuses,  les  cellules  de  mélanome  mettent  en  œuvre   plusieurs  systèmes  de  détoxification  afin  de  garder  leur  stress  oxydant  à  des  niveaux   compatibles   avec   la   survie.   Deux   facteurs   on   été   décrits   comme   étant   capables   de   réguler  l’élimination  de  ROS  dans  les  cellules  de  mélanome  :  le  facteur  FOXM1  et  le   facteur  NRF2.  Le  facteur  FOXM1  favorise  l’expression  de  la  SOD  mitochondriale  dans   le   but   d’empêcher   la   sénescence   induite   par   la   production   de   ROS   (Kops   G.J.   et   al.,   2002),   il   semble   ainsi   avoir   un   rôle   important   dans   la   sénescence   induite   par   BRAFV600E  (de  Keizer  P.L.  et  al.,  2010).  En  ce  qui  concerne  le  facteur  NRF2,  certains   mélanomes,   comme   les   mélanomes   acrolentigineux   présentent   des   mutations   au   niveau  de  la  protéine  KEAP1.  Cette  protéine  participe  à  la  régulation  de  ce  facteur  en