La perte de l’expression de la E-Cadhérine: rôle des facteurs de transcription

La perte de l’expression de la molécule d’adhésion, la E-Cadhérine, est une étape cruciale pendant le processus de l’EMT. Des études ont découvert un certain nombre d'inducteurs de l'EMT suite à la répression de la transcription du gène codant pour la E-Cadhérine (CDH1). Les protéines en doigt de zinc Snail (SNAI1), Slug (SNAI2), Zeb1 (ZEB1) et Zeb2 (ZEB2) répriment directement l’expression de la E-Cadhérine en se liant sur les boîtes CANNTG situées au niveau du promoteur du CDH1 (Batlle et al., 2000; Cano et al., 2000; Hajra et al., 2002; Eger et al., 2005; Comijn et al., 2001), tandis que les protéines en hélice-boucle-hélice comme E12/E47 (TCF3) et TWIST1 répriment l’expression de la E-Cadhérine indirectement (Perez-Moreno et al., 2001; Vesuna et al., 2008). Un certain nombre d'autres facteurs de transcription induit la relocalisation de la E-Cadhérine dans le noyau, y compris SIX1, Goosecoid (CGC) et Forkhead box C2 (FOXC2) (Micalizzi et al., 2009; Hartwell et al., 2006; Mani et al., 2007).

D’une manière intéressante, certaines études ont démontré que la perte de l’expression de la E-Cadhérine est capable à elle seule d’induire une EMT complète (Onder et al., 2008). Ceci met en évidence l'importance que représentent les répresseurs transcriptionnels du CDH1 durant le processus de l’EMT.

En effet, l'analyse des patients atteints de cancer du sein E-Cadhérine négatif, a associé l’expression de Snail à la récurrence de la tumeur, tandis que l’expression de Slug, elle a été associée à la récidive de la tumeur et aux métastases (Moody et al., 2005; Martin et al., 2005). Quant aux répresseurs Zeb1 et Twist1, leur expression a été corrélée à une faible survie des patients atteints de cancer du sein (Soini et al., 2011; Peinado et al., 2007).

I.3.1.1 Les mécanismes de répression de la E-Cadhérine

A l’heure actuelle, les mécanismes via lesquels les différents facteurs de transcription répriment l’expression du gène codant pour la E-Cadhérine (CDH1) sont faiblement caractérisés (Figure 9).

En effet, le facteur de transcription Snail se lie à des séquences consensus E-box sur le promoteur de la E-cadhérine suite à des modifications locales de la structure de la chromatine après recrutement de SIN3A, des histones déacétylases (HDAC1 et HDAC2) et des composantes du complexe Poly-Comb 2 (Cano et al., 2000; Batlle et al., 2000; Fraga et al., 2004; Herranz et al., 2008) (Figure 9 a et b). Cependant, d'autres études ont découverts d’autres co-répresseurs qui peuvent également réguler l'activité de la protéine Snail. Parmi ces co-répresseurs on distingue CTBP1 (C-terminal binding protein) (Hemavathy et al., 2000) (Figure 9 a et b).

La modification de la structure de la chromatine reste l’événement régulateur majeur dirigé par ces régulateurs durant le processus de l’EMT (Peinado et al., 2005; Peinado et al., 2004).

En ce qui concerne le facteur de transcription Slug, il réprime également l’expression de CDH1 en coopérant avec CTBP1, CTBP2, HDAC1 et HDAC3 via un mécanisme qui reste à élucider (Figure 9 b). Cette interaction semble être indirecte étant donné que la séquence de liaison de la CTBP n'est pas conservée sur le gène Slug chez les vertébrés (Hemavathy et al., 2000).

Des études sur plusieurs lignées tumorales démontrent que les complexes co-répresseurs CTBP peuvent également intervenir lors de la répression du gène CDH1 par Zeb1 et Zeb2 (Shi et al., 2003). Les niveaux d’expression du complexe CTBP et du co-régulateur p300 semblent être cruciaux dans le contrôle de l’expression du CDH1 dans les tumeurs colorectales. Cette importance est due à la régulation de l’activité de Zeb1 via ces complexes (Pena et al., 2006). De plus, comme cela a déjà été démontré dans des cellules de mammifères, concernant les facteurs de transcription Zeb, l'activité du complexe co-répresseur CTBP peut être modifiée suite à son interaction avec d'autres co-facteurs comme le PNN. Ce dernier facilite la répression du CDH1 médiée par le complexe CTBP1 (Postigo et al., 2003) (Figure 9 c).

L'acétylation des protéines est capable de moduler l’efficacité avec laquelle le complexe CTBP réprime l’expression du CDH1. En effet, ces modifications altèrent à la fois la localisation nucléaire ainsi que l’interaction de CTBP avec Zeb2 (Long et al., 2005; Zhao et al., 2006) (Figure 9c). De plus, l'activité du complexe CTBP est régulée par le niveau d’expression de NADH (Zhang et al., 2002).

En ce qui concerne le mécanisme de répression du CDH1 par Twist, jusqu’à présent, ce mécanisme demeure largement méconnu (Figure 9d).

Figure 9: Vue schématique du mécanisme de répression du gène codant pour la E-Cadhérine (CDH1) par les facteurs de transcription

inducteurs de l’EMT

(Adapté de Peinado H el al., Nature, 2007).

Le fait que Snail, Slug, Zeb1 et Zeb2 recrutent les complexes spécifiques du remodelage de la chromatine supporte le lien entre la répression de la transcription et l’épigénétique de l’inhibition du gène CDH1 au cours de l’EMT (Peinado et al., 2005).

En plus d'être étroitement régulés au niveau transcriptionnel, les facteurs de transcription de la famille Snail subissent des modifications post-traductionnelles qui contrôlent leur localisation nucléaires ou leur dégradation. Ces modifications nécessitent la phosphorylation par PAK et GSK3β, la déphosphorylation par le C terminal domain phosphatase (SCP) ainsi que l'oxydation de la lysine par LOXL2 (Figure 10) (Peinado et al., 2007; Wu and Bonavida, 2009).

Figure 10: Les mécanismes de régulation

post-transcriptionnelle de Snail

La stabilisation de la protéine Snail1 est favorisée par NF-κB, ce qui empêche sa phosphorylation par GSK-3β et la dégradation qui s’en suit (Wu and Bonavida, 2009). De plus, la traduction Cap-indépendante de l'ARNm de Snail est activée par le régulateur de la transcription/traduction Snail-box binding protein 1 (YB-1), et est associée à la perte de l’expression de la E-cadhérine et à l’agressivité du cancer du sein (Evdokimova et al., 2009). L’étude de Vincent a démontré que Snail peut également se lier aux protéines Smads, qui agissent comme des corépresseurs de la E-Cadhérine durant l’induction de l’EMT via la voie TGF-β (Vincent et al., 2009).

Enfin, quel que soit le mécanisme, les répresseurs de la E-cadhérine ont un rôle inducteur d’une EMT complète dans plusieurs contextes cellulaires. Ces répresseurs régulent l'expression de nombreux gènes qui répriment le caractère épithélial afin d’induire un phénotype mésenchymateux.

La stabilité de Snail et sa translocation nucléaire sont positivement régulées par PAK1 (p21-activated kinase 1), LIV1 ou LOXL2. La phosphorylation de GSK3β (Glycogen synthase kinase 3β) favorise le transport de Snail et sa

dégradation par le protéasome.

(Adapté de Peinado H et al., Nature, 2007).

De plus, ces répresseurs sont capables de réprimer la polarité épithéliale et la division cellulaire tout en favorisant la survie (Barrallo-Gimeno and Nieto, 2005; Peinado et al., 2007).