Protéines*HSP*dans*les*cancers*colorectaux*

Il!semblerait!que!les!hauts!niveaux!d’HSP!corrèlent!avec!le!pronostic!de!plusieurs!tumeurs.! Une! surexpression! d’HSP27! est! associée! à! un! mauvais! pronostic! dans! les! cancers! de! l’ovaire!par!exemple!¹⁹³,!au!même!titre!que!HSP60!dans!les!carcinomes!du!côlon!¹⁹⁴!et!de! la!prostate!¹⁹⁵.!L’impact!d’une!forte!expression!d’HSP70!sur!le!pronostic!va!dépendre!du! site!tumoral.!Elle!est!associée!à!un!mauvais!pronostic!des!cancers!de!l’endomètre!196!et!du! sein!¹⁹⁷,!en!revanche!il!n’y!a!pas!de!corrélation!entre!son!expression!et!le!pronostic!des! cancers!gastriques!¹⁹⁸.!HSP90!est!associée!à!un!mauvais!pronostic!dans!les!cancers!du!sein! infiltrant! (cancers! invasifs! canalaires)!¹⁹⁹,! mais! à! un! bon! pronostic! dans! les! cancers! de! l’endomètre!¹⁹⁶.! ! 2. Protéines*HSP*dans*les*cancers*colorectaux* ! Les!protéines!HSP!sont!également!surexprimées!dans!les!cancers!colorectaux.!Le!premier! article!faisant!état!d’une!forte!expression!anormale!d’HSP60!dans!une!pathologie!humaine! a! été! écrit! pour! le! cancer! colique!200.! Cette! étude! pionnière! indique! une! surexpression! coordonnée!d’HSP60!et!HSP110!dans!les!événements!précoces!de!la!carcinogenèse!et!que! ces! chaperonnes! pourraient! y! jouer! différents! rôles,! comparativement! aux! cellules! normales.!D’autres!études!ont!rapporté!par!la!suite!cette!surexpression!dans!les!CCR,!et!le! rôle!potentiel!d’HSP60!en!temps!que!marqueur!diagnostique!201,!202.!!

Les! chaperonnes! HSP27! et! HSP70! ont! également! été! rapportées! comme! étant! surexprimées!dans!les!CCR!et!associées!à!un!mauvais!pronostic!de!ces!cancers!203,!204,!205!.! D’après!une!étude,!l’expression!d’HSP70!serait!significativement!plus!forte!dans!les!CCR! faiblement! différenciés! avec! métastase! que! dans! les! cancers! plus! différenciés! sans! métastase!206.! De! plus! cette! surexpression! pourrait! également! être! utilisée! comme! marqueur!de!pronostic!pour!ces!cancers!de!stade!I!et!II!203.!!

En!2005,!une!équipe!a!investigué!plus!spécifiquement!l’impact!de!la!chaperonne!HSP70! dans!les!cancers!colorectaux!MSI!207.!Ils!se!sont!intéressés!au!fait!que!ces!cancers!soient!de! meilleur! pronostic! et! qu’ils! soient! caractérisés! par! une! forte! réponse! immunitaire! de! l’hôte.!Ils!décrivent,!à!partir!d’approches!de!puces!à!ADN!et!de!RTSPCR!quantitative,!que! les!CCR!MSI!ont!une!expression!significativement!plus!forte!d’HSP70!que!les!CCR!MSS!208.! De! façon! surprenante,! par! des! analyses! statistiques! multivariées,! ils! constatent! qu’une! absence! ou! une! faible! expression! d’HSP70! est! associée! de! façon! indépendante! à! une! mauvaise! survie.! HSP70! aurait! un! rôle! dans! la! réponse! immunitaire! antiStumorale,! notamment! dans! la! prise! en! charge! de! peptides! par! les! CPA! (pour! Cellule! Présentatrice! d’Antigène)!²⁰⁹.! Comme! il! a! été! décrit! précédemment,! au! vu! du! nombre! important! de! mutations! dans! les! microsatellites,! les! cancers! MSI! produisent! des! protéines! tronquées! ayant! une! extrémité! CSTerminale! aberrante! qui! peuvent! posséder! des! propriétés! néoS antigéniques.! D’après! Banerjea! A! et& al.,! la! surexpression! d’HSP70! dans! les! cancers! MSI! pourrait! être! essentielle! afin! que! ces! tumeurs! présentent! des! stigmates! d’hyper! immunogénicité!²⁰⁷.!

Il! en! est! de! même! pour! HSP90! où! deux! études! récentes! se! contredisent! quand! à! son! impact!sur!la!survie!des!patients.!Une!étude!de!2014!rapportent!qu’une!forte!expression! d’HSP90!serait!corrélée!a!une!meilleur!survie!des!patients,!cependant!cette!étude!a!été! réalisé!par!marquage!immunohistochimique,!qui!n’est!pas!une!technique!quantitative!²¹⁰.! En!revanche!une!étude!de!2011!rapporte!qu’une!surexpression!des!ARNm!d’HSP90α!est! associée!à!une!faible!survie!des!CCR!²¹¹.! ! L’impact!de!ces!chaperonnes!sur!le!pronostic!et!la!survie!des!patients!atteints!de!CCR!n’est! donc!pas!encore!très!claire!à!l’heure!actuelle.!De!plus,!peu!d’études!on!pris!en!compte!le! phénotype!MSI!des!CCR!comme!d’autres!critères!lors!de!la!réalisation!de!ces!analyses!de! survie!et!il!faut!désormais!envisager!la!réalisation!d’analyses!multivariées.! ! ! ! ! ! !

3. Thérapie*:*des*inhibiteurs*de*chaperonne* * L’utilisation!d’inhibiteurs!d’HSP90,!HSP70!et!HSP27!est!une!stratégie!émergeante!dans!le! cadre!de!thérapie!antiScancéreuse.!Ces!inhibiteurs!ont!pour!principal!mécanisme!d’aller!se! lier!à!la!protéine!chaperonne,!inhibant!ainsi!son!activité.! ! ! La!protéine!HSP90!possède!au!niveau!de!sa!structure!protéique!trois!domaines!relevant! qui! vont! être! la! cible! des! inhibiteurs!:! (1)! le! domaine! NSTer! responsable! de! l’activité! ATPasique!de!la!protéine,!(2)!la!région!centrale!appelée!!linker!ayant!une!grande!affinité! pour!les!coSchaperonnes!et!(3)!le!domaine!CSTer!régulant!l’activité!ATPase!d’HSP90!(Figure* 13).!Basées!sur!l’ATPSdépendance!de!la!chaperonne!HSP90,!les!drogues!qui!interagissent! avec!les!domaines!de!liaison!à!l’ATP!ont!été!testé!pour!leur!capacité!à!inactiver!l’activité! de!la!chaperonne!(Figure*13).!La!première!génération!d’inhibiteurs!a!montré!un!niveau!de! toxicité! élevé! chez! les! patients! atteints! de! cancers! (Geldanamycine).! La! deuxième! génération,!qui!nécessitait!également!une!administration!en!intraveineuse!hebdomadaire,! était!moins!toxique!(17SAAG).!La!troisième!génération!d’inhibiteur!prise!oralement,!serait!

Figure*13*:*Représentation*schématique*d’HSP90,*HSP70*et*HSP27.*Sites*de*fixation*des*inhibiteurs.*

Sites!de!liaison!des!inhibiteurs!pour!les!protéines!HSP90!et!HSP70.!Le!niveau!d’oligomérisation!d’HSP27! dépend!de!son!statut!de!phosphorylation.!D’après&Jego&et&al.,&Cancer&Letters,&2013.!

moins!toxique!et!aurait!de!meilleures!propriétés!anticancéreuses.!Jusqu’à!aujourd’hui,!17! inhibiteurs!ont!été!testés!dans!des!essais!cliniques!mais!n’ont!pas!reçu!l’approbation!de!la! FDA!(pour!Food!and!Drug!Administration)!212.!Les!raisons!de!ce!manque!de!succès!sont! multiples,!essentiellement!liés!à!des!problèmes!de!toxicité,!de!résistance!à!la!drogue!et!un! effet! antiStumoral! limité.! Une! des! explications! possibles! est! que! les! inhibiteurs! d’HSP90! augmentent! l’expression! d’HSP70.! Une! combinaison! d’inhibiteurs! d’HSP90! et! HSP70! pourrait! être! une! approche! intéressante.! L’administration! d’inhibiteurs! d’HSP90! en! combinaison!avec!d’autres!chimiothérapies!peut!également!être!prometteur,!comme!par! exemple,! l’utilisation! combinée! de! geldanamycine! et! bortezomib! pour! l’inhibition! respective!de!HSP90!et!du!protéasome!dans!le!cas!de!myélomes!multiples!^213,!²¹⁴.!

!

L’inhibition!d’HSP70!est!également!une!thérapie!antiScancéreuse!prometteuse,!plusieurs! études! ayant! démontré! que! l’inhibition! de! ce! gène! par! ARNSinterférence! aurait! un! rôle! important! dans! la! croissance! et! la! survie! de! cellules! cancéreuses!²¹⁵.! La! protéine! HSP70! possède!deux!régions!fonctionnelles!distinctes!:!(1)!un!domaine!de!liaison!à!l’ATP!en!NSTer! et! (2)! un! domaine! de! liaison! au! substrat! en! CSTer.! De! même! que! pour! HSP90,! les! inhibiteurs!d’HSP70!vont!cibler!l’un!de!ses!domaines!en!particulier!(Figure*13).!Seulement! quelques!études!ont!identifié!avec!succès!des!drogues!ayant!la!capacité!d’inhiber!l’activité! proScancéreuse!d’HSP70.!Ces!études!supportent!clairement!l’idée!que,!en!plus!de!cibler! HSP90,!l’inhibition!d’HSP70!est!une!nouvelle!approche!thérapeutique!intéressante.!! ! HSP27!est!également!une!cible!intéressante!dans!la!thérapie!antiScancéreuse.!Cependant! la!complexité!structurale!de!cette!molécule!augmente!le!challenge!dans!la!recherche!de! molécules! thérapeutiques! qui! peuvent! neutraliser! HSP27.! Les! petits! et! les! grands! oligomères!d’HSP27!sont!dans!un!équilibre!dynamique,!modulé!par!la!phosphorylation!de! cette!protéine!(Figure*13).!Depuis!que!différentes!fonctions!ont!été!attribué!aux!petits!ou! grands! oligomères! d’HSP27,! il! serait! intéressant! de! pouvoir! obtenir! des! molécules! qui! ciblent!spécifiquement!la!forme!phosphorylé!ou!non.!

II) La*protéine*chaperonne*HSP110* *

La! protéine! HSP110! est! une! chaperonne! très! conservée! et! abondante! dont! l’expression! est!induite!par!différentes!conditions!spécifiques!de!stress.!Comme!les!autres!protéines! HSP! inductibles,! HSP110! protège! les! cellules! contre! des! conditions! particulières! qui! lui! sont!défavorables.!Cependant,!son!rôle!dans!les!cellules!eucaryotes!est!encore!peu!décrit.! !

1. Structure*de*la*protéine*HSP110*

!

D’un! point! de! vue! structural,! HSP110! a! une! organisation! protéique! semblable! à! HSP70! avec! cependant! un! domaine! de! liaison! au! substrat! ou! SBD! (pour! Substrate! Binding! Protein)!plus!grand,!ainsi!qu’une!extension!de!l’extrémité!CSTer!(Figure*14)!!²¹⁶.! Il!en!existe!deux!isoformes!principales,!HSP110α!exprimée!de!façon!constitutive!dans!la! cellule,!et!HSP110β!dont!l’expression!est!induite!dans!des!conditions!de!stress.!HSP110β! résulte!d’un!épissage!alternatif!de!l’exon!12!aboutissant!à!une!perte!de!43!acides!aminés!à! l’extrémité!CSterminale.! ! Figure*14*:*Structure*d’HSP110*et*HSP70*et*leur*interaction* A)!Représentation!schématique!des!protéines!HSP70!et!HSP110.!NBD:!Nucleotide!Binding!Protein,!domaine! de!liaison!à!l’ATP!ou!l’ADP,!qui!possède!une!activité!ATPasique;!SBD:!Substrate!Binding!Protein,!domaine! divisé!en!deux!sousSdomaines!(α!et!β).!Le!linker,!un!segment!court!et!hautement!conservé,!fait!le!lien!entre! les!domaines!NBD!et!SBD.!D’après&Xinping&Xu&et&al.&,&The&journal&of&biological&chemistry,&2012.!

B)! L’interaction! des! deux! protéines! implique:! 1)! l’interaction! des! domaines! NBD! des! deux! protéines,! 2)! l’interaction!des!domaine!NBD!d’HSP70!et!SBDSα!d’HSP110!qui!contribue!à!la!stabilité!du!complexe!3)!et!une! interaction!entre!les!deux!linkers.!D’après&Schuermann&et&al.&,&Molecular&Cell,&2008.!