La spécificité cellulaire de la contribution d’ERαAF-1 et d’ERαAF-2

Les activités respectives d’ERαAF-1 et d’ERαAF-2 sont modulées de façon spécifique en fonction du type des promoteurs des gènes cibles de ERα, de la disponibilité des corégulateurs, du type cellulaire et des isoformes de ERα exprimées.

Signalisation

AF-dépendante (E2)

Signalisation

AF-indépendante

42 1.4.2.1 La spécificité du promoteur

Les activités respectives d’ERαAF-1 et d’ERαAF-2 sont modulées de façon spécifique en fonction des promoteurs mis en jeu. Les deux AF ont des activités transcriptionnelles propres, néanmoins, comme pour les autres SHR, il existe de nombreuses preuves de l’existence d’un synergisme entre ERαAF-1/ERαAF-2 sur certains promoteurs (Tora et al., 1989). Au niveau structurel, il a été démontré que les acides aminés 51 à 93 et 102 à 149 de ERαAF-1, chez l’humain (correspondant aux acides aminés 91 à 121 chez la souris), interagissent, de manière directe ou indirecte, avec ERαAF-2 (Danielian et al., 1992; Metzger et al., 1995a). Ce synergisme entre les deux AFs est nécessaire à la modulation de l’activité transcriptionnelle.

1.4.2.2 La spécificité des cofacteurs recrutés

Il existe six classes de co-activateurs recrutés de manière séquentielle ou combinatoire : - la famille p160 : SRC-1 (steroid receptor coactivator protein 1), TIF2 (transcriptional

intermediary factor 2) et SRC-3 (steroid receptor coactivator protein 3) qui promeut le remodelage nucléosomal nécessaire à l’activation transcriptionnelle via son interaction avec ERα grâce à un motif LXXLL présent sur tous les RN (Heery et al., 1997)

- les histones acétyl transférases (HAT)

- les histones arginine methyl transférases (HMT) - le complexe de remodelage SWI/SNF

- le complexe SMCC/TRAP/DRIP/ARC permettant de former un pont direct avec la machinerie transcriptionnelle, facilitant ainsi l’activation de l’ARN polymérase II

- les RNA hélicases (Glass and Rosenfeld, 2000; Lemon and Freedman, 1999).

L’activité transcriptionnelle du ERα peut être initiée via une coopération fonctionnelle entre ERαAF-1 et ERαAF-2 ou via chaque AF de façon indépendante (Kobayashi et al., 2000; Metivier et al., 2001). Ceci peut expliquer la permissivité préférentielle des cellules et des promoteurs, résultante de la biodisponibilité variable de ces cofacteurs (Tableau 2) (Hall and McDonnell, 2005; McDonnell and Norris, 2002; McKenna et al., 1999; McKenna and O'Malley, 2002; Metivier et al., 2003; Smith and O'Malley, 2004).

43 Tableau 2 : Liste non exhaustive des cofacteurs intervenant dans la régulation transcriptionnelle par les ER. D’après Hall J. et al, Molecular Intervention 2005, Mc Inerney

EM. et al, PNAS 1996, Kobayashi et al, J Biol Chem 2000, Métivier R. et al, Molecular Endocinology 2001, Endoh H. et al, Mol Cell Biol 1999, Watanabe M. et al, EMBO J 2001, Wärnmark A. et al JBC 2001, Webb P. et al, Molecular Endocrinology 1998, Onate SA. et al, JBC 1998, Tremblay A. et al, Mol Cell 1999, Norris LD. et al, JBC 1998, McInerney et al, PNAS 1996, Métivier R. et al, Cell 2003.

Des études in vitro montrent que la modification de l’expression de cofacteurs au sein de la cellule est suffisante pour modifier la réponse à un ligand indépendamment du contexte cellulaire (Romano et al., 2010).

Ce réseau complexe entre les co-activateurs et les co-répresseurs permet de réguler l’activité transcriptionnelle des ER au sein des différents types cellulaires ainsi que la balance entre activité agoniste et antagoniste des SERM selon les tissus, bien que, in vivo, l’expression des cofacteurs soit relativement ubiquitaire et constante.

Interaction avec ER Cofacteur Nom complet Fonction/activité

SRC3 (p160) Steroid Receptor Coactivator 3 HAT

ASC1 Activating Signal Cointegrator 1 ASC2 Activating Signal Cointegrator 2 TRAP220/

DRIP205

Thyroid hormone receptor activating protein of 220 kDa

SRC1 (p160) /

TIF2 Steroid Receptor Coactivator 1 HAT

CBP/p300 CREB-binding protein HAT

SRC2 (p160) /

GRIP1 Steroid Receptor Coactivator 2 HAT

SRA Steroid Receptor Activator Epissage

TBP TATA box binding protein Enhancer ERα spécifique

p72 p72 RNA hélicase RNA hélicase

Interaction avec AF-1 (mais pas AF-1core) en réponse à l'E2 mais pas

TMX

p68 p68 RNA hélicase RNA hélicase

CARM1 Coactivator-associated Arginine Methyltransferase 1

Arginine histone methyl transferase

PRMT1 Protein methyltransférase 1 Arginine histone methyl

transferase

NCOR Nuclear receptor corepressor HDAC

SMRT Silencing mediator for retinoïd and

thyroïd receptors HDAC

RIP140 (NRIP)

Receptor interacting protein of 140 kDa

compétition avec les co- activateurs et association

avec les HDAC

liaison indirecte REA Repressor of estrogen receptor

activity

Interaction avec AF-1 RTA Repressor of tamoxifen

transcriptional activity C o -a c ti v a te u rs C o -r é p re s s e u rs

Interaction indirecte avec AF-2 via association avec

les p160

Interaction avec AF-2 via motif LXXLL

inhibe interaction avec SRC1

Interaction avec AF-1

favorisent recrutement des HATs et autres NR

Interaction avec AF-2 via motif LXXLL + synergisme

avec AF-1core Interaction avec AF-2 via

44 1.4.2.3 Le contexte cellulaire

Selon le type cellulaire, il a été démontré que ERαAF-1 et ERαAF-2 agissent de manière indépendante ou en synergie pour réguler l’expression de gènes cibles. Ainsi, les cellules HepG2 sont plus permissives à la fonction ERαAF-1, les cellules HeLa régulent la transcription de manière exclusivement ERαAF-2-dépendante alors que les fibroblastes embryonnaires de poulet font intervenir les 2 AFs (Berry et al., 1990; Tora et al., 1989; Tzukerman et al., 1994). Dans un contexte cellulaire ERαAF-1 et ERαAF-2 dépendant, l’ERαAF-1core est nécessaire pour le synergisme entre les 2 AFs afin de recruter des cofacteurs de manière coopérative en réponse à l’E2 ou au tamoxifène (Metivier et al., 2001). Ce phénomène est dépendant de l’état de différenciation de la cellule. En effet, Mérot et al ont démontré que plus la cellule est différenciée plus elle relaie la signalisation via ERαAF-1 alors que ERαAF-2 est suffisante pour à réguler la transcription au niveau de cellules indifférenciées ou dédifférenciées(Huet et al., 2008; Merot et al., 2004).

Ce recrutement préférentiel d’ERαAF-1 et/ou d’ERαAF-2 selon le contexte et la différrenciation cellulaires est essentiellement basé sur des travaux in vitro dans des modèles de sur-expression du récepteur.

1.4.2.4 Modulation par les différents sous types et isoformes d’ER

ERα et ERβ relaient des profils d’expression génique distincts (Chang et al., 2008; Williams et al., 2008). Ceci est entre autre dû à une expression différentielle de ces 2 ER dans les types cellulaires. Il est admis que ERα est un activateur transcriptionnel plus efficace que ERβ notamment en recrutant des panels différents de co-activateurs et de co-répresseurs (Cowley et al., 1997; Delaunay et al., 2000 ; Kraichely et al., 2000). Ainsi, le recrutement différentiel de co-répresseurs, dans les cellules HeLa, suite à la délétion de la partie N- terminale des ER, entraîne des effets différents sur la transcription ERE-dépendante relayée par ERα (perte d’activité) et ERβ (augmentation d’activité). La co-expression de ERα et ERβ

au sein d’une même cellule peut engendrer des effets compétitifs pour la fixation du ligand et de l’ADN (Charn et al., 2010). Néanmoins, ERβ a été rapporté comme jouant un rôle de dominant négatif sur l’activité transcriptionnelle classique relayée par ERα (Cowley et al., 1997; Hall and McDonnell, 1999), mais également sur l’activation ERE-indépendante (Li et al., 2004). Ainsi, ERα et ERβ diffèrent dans leur signalisation classique et non classique (Paech et al., 1997; Weatherman and Scanlan, 2001). Mais ERα et ERβ sont aussi capables de s’hétérodimériser in vitro et in situ lorsqu’ils sont co-exprimés (Cowley et al., 1997; Ogawa et al., 1998; Pace et al., 1997; Tremblay et al., 1999). Cependant, le rôle de ces hétérodimères reste peu connu.

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De même, les différentes isoformes de ERα sont capables de moduler l’activité transcriptionnelle lorsque ERα66 et ERα46 sont exprimées au sein d’un même type cellulaire. La surexpression de ERα46 favorise la formation de l’homodimère 46/46 qui possède une affinité plus grande pour les séquences ERE par rapport à l’homodimère 66/66. De plus, ERα46 est capable d’activer la transcription in vitro dans un contexte ERαAF-2 dominant mais n’est plus capable d’induire la transcription de manière ligand-indépendante dans un contexte ERαAF-1 préférentiel. L’hétéro-dimère 66/46, quant à lui, ne semble pas être présent de manière endogène (Penot et al., 2005).

Par ailleurs, ERα66 et ERα46 présente une affinité différente pour certains SERM. En effet, le raloxifène, le tamoxifène et le ICI182,780 sont plus affins pour ERα66 que ERα46 (Lin et al., 2013).