Mécanisme d’activation et voies de signalisation

A l’état normal inactif, les récepteurs se trouvent en forme monomère. Pour être activés, les récepteurs doivent former des dimères ; ceux-ci peuvent être de deux sortes, homodimères (monomères de même nature comme HER1/HER1) ou hétérodimères (avec d’autres monomères tels que HER3/HER2). La dimèrisation des récepteurs se forme sous l’action des ligands et entraîne le rapprochement des domaines cytoplasmiques tyrosines kinase des deux récepteurs, induisant alors la transphosphorylation des résidus tyrosines par l’intermédiaire de l’adénosine triphosphate (ATP) (figure 13). Ces résidus permettront le recrutement de différentes molécules de signalisation qui vont conduire à la propagation du signal de croissance aux différents processus biologique (figure 13).

61 (Figure 13) Modèle de dimérisation induite par les ligands EGF-like

La liaison du ligand à un sous domaine I ou III de domaine extracellulaire d’EGFR déclenche un changement conformationel dans ce domaine permettant la libération du bras de dimérisation de sa forme fixe intramoléculaire et permettant d’adopter la conformation étendue permettant ainsi la dimérisation. Une autre possibilité considère qu’EGFR a une structure dynamique comprenant un large éventail de différentes conformations, et que l'EGF se lie au récepteur ayant une configuration, avec le bras de domaine de dimérisation II exposé (Ferguson 2004).

8.4.2 Voies de signalisations activées par les HERS

Plusieurs voies de signalisation impliquées dans la transformation oncogénique ont été décrites en aval d’HER. Les voies principales sont schématisées dans la figure 14

(Figure 14) : Schématisation des voies de signalisation activées en aval d’HERs. L’activation des récepteurs HERs déclenche des cascades de signalisation qui dépend au type cellulaire et aux facteurs de croissance impliqués. L’activation de ces récepteurs conduit à la transactivation de l’une des voies majeure PI3K/Akt, MAPK, PLC, STAT. Chacune de ces molécules va initier un cascade de signalisation aboutissant à la régularisation des gènes impliqués dans la transcription et la progression du cycle cellulaire (Singh and Harris 2005)

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8.4.2.1 Ras/MAPK

Ras est une petite protéine G de 21 kDa, localisée à la surface interne de la membrane plasmatique et activée en aval des RTK. Sa famille comprend trois membres K-ras, H-ras et N-ras. Cette protéine agit en tant que transducteur des signaux intracellulaires (Vetter and Wittinghofer 2001) et sa forme active interagit avec une grande variété de protéines effectrices en aval. Le lien entre la protéine Ras et le récepteur tyrosine kinase est assuré par des protéines adaptatrices, elles-mêmes complexées au facteur d’échange SOS (Son of Sevenless). Ainsi recruté à la membrane plasmique, ce facteur d’échange peut alors interagir avec la protéine Ras, et catalyser le départ de la guanine diphosphate (GDP) liée à la forme inactive de Ras. Cette dernière fixe alors de la guanine triphosphate, ce qui induit un changement conformationnel. Ras-GTP peut alors interagir avec une demi-douzaine de protéines effectrices qui induisent autant de signalisations intracellulaires parallèles (Vojtek and Der 1998). Le retour de Ras à la conformation inactive se fait par l’hydrolyse du GTP en GDP (figure 15). Le principal effecteur de Ras est la kinase Raf, qui, une fois activé, va déclencher une cascade de phosphorylation (cascade des MAPK), aboutissant à la mise en jeu, dans le noyau de la cellule, de facteurs de transcription (c-jun, c-fos) (Kyriakis and Avruch 2001). Ces derniers vont activer la transcription de gènes prolifératifs, ou de gènes impliqués dans la motilité cellulaire et l’angiogenèse. Une autre de voie de signalisation en aval de Ras implique la PI3K qui active, à son tour, AKT, impliqué dans l’apoptose (Luo, Manning et al. 2003)

(Figure 15) : Voie Ras, mécanisme d’activation-inactivation de protéine Ras et les principales protéines effectrices en aval (Raf et PI3K).(Le and Parada 2007)

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8.4.2.2 Kinase Src

La protéine Src contrôle la prolifération, la croissance, la migration, la survie ainsi que l’angiogenèse (Parsons and Parsons 2004). Elle est impliquée dans la transduction des signaux générés par les récepteurs aux facteurs de croissance tels qu’EGFR. L’interaction de Src avec les résidus phosphotyrosilés du récepteur membranaire via son domaine SH2 permet son activation et par conséquent, la propagation du signal de croissance (Thomas and Brugge 1997) via l’activation d’autres protéines telles que Ras, PI3K ou STAT (Olayioye 2001).

8.4.2.3 Voie JAKs et STATs

Les STATs (Signal Transducers and Activators of Transcription) sont des protéines impliquées dans différents processus cellulaires tels que la différenciation, la prolifération cellulaire et l’apoptose (Ihle, Nosaka et al. 1997). Sept membres de la famille STAT ont été identifiés. Les protéines STATs 1, 3, 5a et 5b sont activées en réponse aux cytokines, mais également à divers facteurs de croissance tels que l’EGF, le PDGF, IGF-1. Les protéines STATs 2, 4 et 6 sont stimulées par l’interféron-α ou par différentes interleukines. Les protéines STATs sont des facteurs de transcription inactifs, qui sont activés après stimulation du récepteur spécifique de la famille de kinases JAK (Janus Kinase). Son activation entraîne sa dimérisation puis sa translocation au noyau, induisant la transcription des différents gènes impliqués dans le processus tumoral (Silva 2004). La sérine/thréonine kinase Src joue un rôle dans l’activation des STATs dépendant des HERs.

8.4.2.4 Voie PI3K

Cette voie régule différents processus cellulaires tels que la prolifération, la croissance, et l’apoptose (Cantley 2002).La protéine PI3k est constituée de deux sous-unités : régulatrice (p85) et catalytique (p110). L’intéraction de PI3K avec les récepteurs HERs se fait par la sous-unité p85. Les signalisations en aval de PI3K sont transmises principalement par Akt. Ce dernier est impliqué dans des effets biologiques, tels que la survie et la prolifération. Son rôle dans la survie passe via la phosphorylation en particulier (Bad, Caspase-9, m-Tor) (Pommery and Henichart 2005). Par contre, son effet prolifératif fait intervenir la protéine Raf-1 et par conséquent la stimulation de la voie Ras/Raf/MAPK.

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8.4.2.5 La voie Phospholipase C

Les PLCs sont classées en plusieurs groupes (β, γ, δ, ε). La PLCγ est régulée par RTK. Son activation conduit à l’hydrolyse du phosphatidylinositol-4,5-biphosphate (PIP2) en 1,2-diacylglycérol (DAG) et inositol (1,4,5)-triphosphate (IP3). L’IP3 permet la libération de calcium du réticulum endoplasmique. L’augmentation de calcium intracellulaire permet la modulation de nombreuses enzymes et protéines comme l’AMPc phosphodiestérase, la NO Synthase ou la CaM kinase (Ca2+/calmoduline dependent kinase). Le DAG est capable d’activer la protéine kinase C (PKC). Ce dernier, une fois activé, participe à de nombreux processus biologiques tels que la prolifération en activant la voie Ras/Raf/MAPK (Marais, Light et al. 1998)