La protéine MYCN est impliquée dans le développement et la progression des neuroblastomes car elle régule de nombreux processus liés à la tumorigénèse. Ces différentes actions sont décrites ci-dessous et résumées dans le tableau X.
Processus régulés
par MYCN Cibles moléculaires régulées par MYCN Références
↓ p27KIP1 1 ↑ SKP2 et ↓ TP53INP1 ↓ p21WAF1 2 ↓ DKK3 ↑ cycline D 2 ↓ TGF-β2 ↑ cycline D-cdk4/6 2 ↑ progression du cycle cellulaire ↑ prolifération ↑ ODC 3 ↓ différenciation ↑ Id2 4
↑ angiogénèse ↓ Activine A, ↓ LIF 5, 6, 7 ↑ migration, invasion ↑ Métalloprotéinases 8
↑ nm23H1 9, 10
Tableau X : Résumé des actions de MYCN potentiellement impliquées dans la progression des neuroblastomes.
↑ : augmentation, ↓ : diminution. Les abréviations citées dans ce tableau sont définies dans la liste d’abréviations ou dans le texte ci-dessous.
1 : Woo et al., 2008 ; 2 : Bell et al., 2007 ; 3 : Wallick et al., 2005 ; 4 : Lasorella et al., 2004 ; 5 : Breit et al., 2000 ; 6 : Schramm et al., 2005 ; 7 : Hatzi et al., 2002 ; 8 : Noujaim et al., 2002 ; 9 : Gogfried et al., 2002 ; 10: Almgren et al., 2004
a) Dans le développement des neuroblastomes
Le rôle de MYCN dans le développement des neuroblastomes a été mis en évidence dans des souris transgéniques qui surexpriment de manière ciblée MYCN dans les cellules dérivant de la crête neurale grâce à l’utilisation du promoteur de la TH. Ces souris développent des tumeurs comparables aux neuroblastomes humains du point de vue de leur localisation, de
leur histologie et des anomalies génétiques (Weiss et al., 1997 ; 2000 ; Hackett et al., 2003 ; Cheng et al., 2007). Dans les animaux homozygotes, l’incidence des tumeurs est augmentée et le temps de latence est diminué par rapport aux souris hétérozygotes (7 semaines pour les homozygotes et 15 semaines pour les hétérozygotes), mais les anomalies génétiques sont comparables chez les souris homozygotes et hétérozygotes (Weiss et al., 1997 ; Norris et al., 2000). L’administration d’oligonucléotides antisens MYCN grâce à une pompe implantée sous la peau à proximité de la tumeur avant l’apparition de tumeurs palpables, diminue la masse tumorale et l’incidence des tumeurs chez les souris hétérozygotes. Chez les souris homozygotes, seule la masse tumorale est réduite par l’administration d’oligonucléotides antisens MYCN (Burkhart et al., 2003). Ces études mettent en évidence l’implication de MYCN dans la tumorigénèse des neuroblastomes. Le travail mené par Hansford et al. (2004) a permis de préciser le rôle de MYCN, en particulier dans l’initiation des neuroblastomes. Une hyperplasie des neuroblastes des ganglions paravertébraux est observée chez les souris sauvages peu avant la naissance, puis elle disparaît par apoptose après la naissance. Or, dans les souris surexprimant MYCN, la régression de ces neuroblastes est retardée et incomplète en raison de l’expression de MYCN qui rend ces cellules moins sensibles à l’apoptose.
b) Dans le contrôle du cycle cellulaire, de la prolifération et de la différenciation
De nombreux travaux mettent en évidence la régulation du cycle cellulaire par MYCN. En effet, la surexpression de MYCN dans des cellules de neuroblastome induit un raccourcissement de la phase G1 (Lutz et al., 1996), alors que la diminution de l’expression de MYCN (par des agents chimiques, des approches antisens ou par RNAi) provoque un arrêt des cellules en phase G1 (Thiele et al., 1985 ; Pession et al., 2004 ; Wallick et al., 2005 ; Bell et al., 2006). Cet arrêt du cycle est lié à une augmentation de l’expression de la protéine p27KIP1, un inhibiteur des complexes cycline/Cdk (Nakamura et al., 2003 ; Wallick et al.,
2005). Il semble que l’expression de p27KIP1 soit régulée au niveau post-transcriptionnel, car la diminution de l’expression de MYCN par RNAi n’affecte pas le taux d’ARNm p27KIP1, mais seulement celui de la protéine (Woo et al., 2008). MYCN peut également réguler le cycle cellulaire via la protéine p21WAF1, un autre inhibiteur des complexes cycline/Cdk. La diminution de l’expression de MYCN par RNAi conduit à une augmentation de l’expression de p21WAF1 qui serait due d’une part à la diminution de l’expression de SKP2 (S-phase kinase- associated protein 2), appartenant au complexe SCFskp2 impliqué dans la dégradation de p21WAF1 par le protéasome, et d’autre part à l’augmentation de l’expression de TP53INP1 (tumor protein p53 inducible nuclear protein 1) qui stimule la transactivation du gène codant p21WAF1 par p53 (Bell et al., 2006 ; 2007). D’autre part, MYCN régule les complexes cycline D/Cdk4, 6 via une diminution de l’expression de DKK3 (Dickkopf (X. leavis) homolog 3), un antagoniste de la voie Wnt, et via une diminution du TGF-ß2, indépendamment de p21WAF1 (Bell et al., 2007).
MYCN augmente la prolifération des cellules de neuroblastome, en stimulant la voie de biosynthèse des polyamines, en particulier en activant la transcription du gène ODC (ornithine decarboxylase) (Wallick et al., 2005), qui code pour l’enzyme limitante de cette voie de biosynthèse (Pegg, 2006).
Une autre voie par laquelle MYCN peut réguler la prolifération et la différenciation est celle faisant intervenir la protéine Id2 qui est capable de séquestrer la protéine de rétinoblastome Rb, libérant ainsi le facteur E2F qui peut alors activer la transcription des gènes impliqués dans la progression de la phase S (pour revue, Iavarone et Lasorella, 2004). Id2 est considérée comme une cible transcriptionnelle de MYCN (Lasorella et al., 2000), et son expression est réduite lors de la différenciation de cellules de neuroblastome à la suite de la diminution de l’expression de MYCN (Jögi et al., 2002 ; Lopez-Carballo et al., 2002 ; Woo et al., 2008). Cependant, la corrélation entre le taux d’expression de MYCN et d’Id2 dans les tumeurs n’est
pas clairement établie, en raison de résultats contradictoires (Vandesompele et al., 2003 ; Wang et al., 2003).
Récemment, des études de RNAi MYCN suivie de microarrays dans deux lignées de neuroblastome présentant l’amplification de MYCN ont permis d’identifier de nombreux gènes cibles de MYCN impliqués dans le contrôle du cycle cellulaire (Bell et al., 2007). La régulation de l’expression de certains de ces gènes par MYCN a été confirmée par RT-PCR. Le rôle de ces gènes dans les neuroblastomes reste à vérifier.
c) Dans la progression des neuroblastomes
Le fait que l’amplification de MYCN soit associée aux formes les plus agressives de neuroblastomes laisse penser que MYCN pourrait être impliquée dans la progression de ces cancers. Cette hypothèse a été confirmée par des travaux montrant que l’expression exogène de MYCN dans des cellules de neuroblastome stimule leur prolifération, et augmente leur capacité à former des tumeurs quand elles sont injectées chez des souris nude (Schweigerer et al., 1990). Les mécanismes à l’origine de cette stimulation de la malignité sont largement étudiés, ce qui permet une meilleure compréhension des rôles que joue MYCN dans la progression tumorale des neuroblastomes.
Dans les neuroblastomes, une vascularisation importante est associée à l’amplification de MYCN (Meitar et al., 1996), ce qui suggère que MYCN régule des facteurs impliqués dans l’angiogénèse. C’est le cas de l’activine A, un inhibiteur de l’angiogénèse dont l’expression est réprimée par MYCN dans les cellules de neuroblastome (Breit et al., 2000). Lorsque des cellules de neuroblastome présentant l’amplification de MYCN et surexprimant l’activine A sont injectées à des souris nude, l’apparition des tumeurs est retardée, la masse tumorale et la vascularisation sont diminuées (Schramm et al., 2005), suggérant que la surexpression de l’activine A peut contrecarrer les effets délétères de l’amplification de MYCN. Un autre
facteur impliqué dans l’angiogénèse est réprimé par MYCN dans les cellules de neuroblastome. Il s’agit de la cytokine LIF, qui inhibe la prolifération des cellules endothéliales (Hatzi et al., 2002).
Plusieurs études indiquent que MYCN régule également la migration des cellules de neuroblastome. En effet, la capacité d’invasion et la motilité sont stimulées dans des cellules présentant un fort taux d’expression de MYCN, par rapport à des cellules exprimant peu ou pas MYCN, alors que la diminution de l’expression de MYCN (par antisens ou traitement par l’acide rétinoïque) induit la réduction de ces deux processus (Goodman et al., 1997 ; Zaizen et al., 1998). MYCN pourrait réguler l’invasion tumorale par le biais des métalloprotéinases, enzymes permettant la dégradation de la matrice extracellulaire, dont l’expression, la sécrétion et l’activation sont augmentées dans des cellules surexprimant MYCN et/ou BCL2 (Noujaim et al., 2002).
En activant l’expression du gène NM23-H1 (Godfried et al., 2002), MYCN peut également être impliqué dans le développement des métastases. En effet, nm23-H1 agit comme un promoteur de métastases dans les neuroblastomes, en augmentant la survie cellulaire, la colonisation et en empêchant la différenciation neuronale (Almgren et al., 2004).