65 FIGURE LEGENDS
S UPPLEMENTARY F IGURES AND TABLES
1 Testosterone was categorized by tertiles p values ≤ 0.05 are in bold.
Similar results were obtained with dihydrotestosterone (not shown). ê Negative association
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Discussion
Le cancer de la prostate est un cancer androgéno-dépendant et les altérations du métabolisme androgénique semblent influencer de façon significative l’évolution du cancer de la prostate. La glucuronidation est la principale voie d’inactivation des androgènes, l’UGT2B17 étant une des isoformes essentielles dans la biotransformation de l’hormone androgène la plus active, soit la dihydrotestostérone (DHT). Dans ce projet, nous avons évalué l’hypothèse que les variations génétiques d’UGT2B17 ainsi que l’expression tumorale de la protéine UGT2B17, jouent un rôle dans la progression du cancer de la prostate. Pour ce faire, nous avons étudié des changements génétiques ayant des effets opposés sur l’expression du gène UGT2B17 ainsi que leur lien avec les niveaux plasmatiques d’androgènes et la progression du cancer de la prostate. De plus, nous avons analysé l’association entre la surexpression de cette enzyme, les facteurs clinico- pathologiques pronostiques du cancer de la prostate et sa progression.
Le premier polymorphisme, rs59678213 (C>T), engendre un gain d’expression de l’enzyme UGT2B17 et se trouve dans le promoteur d’UGT2B17, plus précisément au site de liaison du facteur de transcription FOXA1 (forkhead box A1) (152). FOXA1 est essentiel au développement normal de la prostate. En effet, des souris n’exprimant pas FOXA1 présentent des anomalies des cellules épithéliales et des malformations ductales sévères (156). De plus, il semble être un facteur initiateur de l’action du récepteur androgénique, car il permet l’ouverture de la chromatine et permet l’accès à la transcription des gènes cibles (157). FOXA1 est surexprimé dans le cancer de la prostate métastatique et confère aux cellules cancéreuses la capacité de répondre à des niveaux moins élevés de DHT (153,157). La surexpression de ce facteur de transcription dans les cellules prostatiques est associée à un pronostic défavorable (153). Le polymorphisme rs59678213 se retrouve dans le site de liaison de FOXA1 et le changement d’une paire de base C>T à la position - 155 de l’UGT2B17 génère l’activation accrue de son promoteur résultant dans la surexpression de l’enzyme in vitro (152). Nous avons trouvé dans notre étude des résultats semblables et les individus ayant l’allèle T semblent présenter une expression accrue de l’enzyme UGT2B17. De plus, nous avons démontré que la présence de l’allèle T chez les patients ayant un cancer de la prostate engendre une diminution significative des androgènes principalement de l’androstérone (ADT). Dans le modèle génétique additif, ces individus ont une réduction de jusqu’à 14 % (p value = 0.002) des niveaux plasmatiques d’ADT (métabolite de la DHT et principale enzyme métabolisée par
l’UGT2B17), lorsque comparés aux homozygotes CC. Parallèlement, ils disposent des niveaux significativement plus élevés de l’androstérone-glucuronide (ADT-G), produit de la glucuronidation de l’ADT. De plus, nous avons trouvé que le cancer de la prostate évolue de manière défavorable chez les individus porteurs de l’allèle T malgré le gain d’expression de l’UGT2B17 et la diminution des niveaux plasmatiques d’androgènes. Ces individus semblent être plus à risque de présenter une progression précoce du cancer de la prostate.
Le deuxième polymorphisme que nous avons étudié, rs6817882 (T>C), se retrouve également dans le promoteur de l’UGT2B17 (154). Liu et coll. ont démontré qu’il est associé à une activité accrue de l’enzyme UGT2B17 dans les cellules hépatiques des individus sains in vitro (154). Ils ont mesuré le niveau de transcription d’UGTB17 par la technique de réaction en chaine de la polymérase en temps réel (real-time PCR) ainsi que le degré de glucuronidation de l’enzyme in vitro (154). D’ailleurs, ce polymorphisme n’a jamais été exploré dans le contexte du cancer de la prostate. Similairement aux trouvailles du polymorphisme rs59678213, nous avons démontré que les porteurs de l’allèle C présentent des niveaux significativement réduits d’ADT et des niveaux élevés d’ADT-G dans le modèle génétique additif chez les individus ayant le cancer de la prostate. Cela confirme un phénotype de gain de fonction d’UGT2B17 en présence de l’allèle C et renforce les données précédemment trouvées dans la littérature. En outre, l’allèle rs6817882C a été associé à un mauvais pronostic chez les individus ayant le cancer de la prostate dans notre étude. Il est important de souligner que les polymorphismes rs59678213 et rs6817882 sont en fort déséquilibre de liaison (r2= 0.93).
De cette manière, il n’est pas facile de discerner lequel de deux polymorphismes influence les niveaux androgéniques et la progression du cancer de la prostate. Nous avons toutefois démontré dans notre étude, en utilisant la transfection d’un gène rapporteur en amont de la luciférase, que l’expression accrue du gène UGT2B17 est secondaire à la présence du polymorphisme rs59678213T dans le site de liaison du facteur de transcription FOXA1. Cela supporte l’importance de ce polymorphisme dans la surexpression d’UGT2B17.
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Premièrement, il existe un mécanisme de régulation de la glucuronidation par les androgènes dans les cellules prostatiques (122). Lorsqu’activé dans un contexte physiologique, le récepteur androgénique promeut la diminution de l’expression de l’UGT2B17 in vitro et augmente donc potentiellement l’exposition des cellules prostatiques aux hormones androgéniques (122). Intuitivement, on pourrait penser que l’inhibition de l’expression d’UGT2B17 par les récepteurs androgéniques actifs confèrerait un avantage évolutif aux cellules cancéreuses de la prostate en augmentant leur exposition aux androgènes plus actifs comme la DHT (mécanisme ligand dépendant) (158). De façon surprenante, une forte expression d’UGT2B17 semble être associée à un cancer agressif. En effet, chez les individus ayant un cancer de la prostate résistant à la castration, l’expression d’UGT2B17 est augmentée (147) grâce à des récepteurs androgéniques qui semblent constitutivement activés (122). Dans les cellules prostatiques des individus ayant une maladie avancée, l’UGT2B17 semble stimuler davantage la liaison du récepteur androgénique à des gènes mitotiques promouvant de cette façon la progression de la maladie (149). En effet, comme démontré par Li et collaborateurs, ces trouvailles résultent probablement de l’activation des voies alternatives de signalisation intracellulaires en présence de la surexpression de l’UGT2B17 (149). Dans leur étude, la surexpression d’UGT2B17 était associée à l’activation des voies mitotiques, telle que la voie de la c-Src kinase, à travers la stimulation de l’activité transcriptionnelle du récepteur androgénique (RA) (149). Par contre, l’activation du RA était indépendante des androgènes et se produisait dans un milieu privé d’hormones (149). En outre, nous avons observé dans une étude précédente que la surexpression de l’enzyme UGT2B28, aussi impliquée dans la glucuronidation de la testostérone dans les cellules cancéreuses de la prostate, est associée au cancer de la prostate de haut grade et à un mauvais pronostic (144). Ces données suggèrent que le métabolisme androgénique est altéré dans les cellules prostatiques et influence la progression du cancer de la prostate dans des conditions de privation aux androgènes, telle que rencontrée chez les patients sous des inhibiteurs de l’enzyme 5α— réductase (159,160). Ces observations suggèrent que UGT2B17 stimule la prolifération des cellules cancéreuses via de mécanismes indépendants des niveaux d’hormones androgéniques (mécanisme ligand indépendant).
Deuxièmement, la relation entre la prostate et les niveaux de testostérone circulant et la présence d’un cancer agressif ne semble pas être linéaire. En effet, Salonia et coll. ont démontré que des niveaux faibles et élevés de testostérone sont potentiellement associés à une maladie plus agressive, et ils ont décrit la relation entre le cancer de la prostate et
les niveaux de testostérone plasmatique comme étant une courbe en forme de U (161). En présence d’une surexpression d’UGT2B17, les individus présenteraient physiologiquement des niveaux très faibles de testostérone et de DHT, pouvant mener au développement de cancer moins dépendant des androgènes afin de proliférer. En accord avec cette hypothèse, l’utilisation des inhibiteurs de l’enzyme 5α— réductase semble être associée au développement du cancer de la prostate plus agressif malgré les niveaux abaissés de DHT (159,160). Ainsi, l’absence de linéarité dans la relation entre la testostérone et les cellules prostatiques peut expliquer les observations de notre étude, les niveaux réduits d’androgènes peuvent donc être associés à la progression du cancer de la prostate.
Troisièmement, l’influence de l’UGT2B17 dans la progression de cancers indépendant des androgènes a déjà été démontrée (162-164). La surexpression de l’UGT2B17 semble être associée à l’agressivité de la leucémie lymphoïde chronique (LLC) (162,163). Notamment, la surexpression de l’ARN messager de l’UGT2B17 chez les patients porteurs de la LLC semble être reliée à des facteurs de mauvais pronostic (162). Également, la survie et le temps du premier traitement semblent être réduits chez les patients ayant cette maladie et surexprimant l’enzyme UGT2B17 (163). La production d’UGT2B17 est aussi dérégulée dans les cellules du cancer de l’endomètre (164). Dans une étude japonaise, les cellules cancéreuses endométriales surexprimaient l’enzyme UGT2B17 et ce phénomène était associé à l’expression accrue de Mcl-1 (164), une protéine de la famille Bcl-2 impliquée principalement dans la régulation des mécanismes anti-apoptotiques (165). De plus, l’expression des gènes mitotiques semble être propulsée par la présence d’UGT2B17 par l’action des récepteurs androgéniques agissant de façon indépendante des androgènes dans les cellules prostatiques cancéreuses (149). Ainsi, l’UGT2B17 semble avoir des rôles dans la transcription des gènes impliqués dans des voies de signalisation anti- apoptotiques et promitotiques pouvant conférer des avantages évolutifs aux cellules cancéreuses de façon indépendante de la glucuronidation des androgènes.
Finalement, nous avons évalué l’association entre l’absence complète gène UGT2B17 et le profil hormonal des patients ayant le cancer de la prostate localisé. La délétion
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volontaires sains (155). En outre, Nadeau et coll. ont mis en évidence le risque accru de récidive biochimique du cancer de la prostate chez les individus porteurs de la délétion complète d’UGT2B17 (151). Dans notre étude, les patients ayant l’absence complète de ce gène ont présenté des altérations significatives de leur profil hormonal. En accord avec les données de la littérature, ces individus disposaient des niveaux réduits des produits glucuronides androgéniques, principalement une diminution de 37 % de leurs niveaux d’androstérone-glucuronide (ADT-G) et de 3α-diol-17G. De plus, ils présentaient également des niveaux significativement élevés de précurseurs surrénaliens, notamment d’androstènedione (4— dione) et de déhydroépiandrostérone (DHEA), 54 % et 33 % respectivement. Ces données démontrent l’influence d’UGT2B17 sur l’ensemble de la cascade hormonale.
Conclusion
Le cancer de la prostate est un cancer androgéno-dépendant dont la progression et l’évolution dépendent, entre autres, de la biotransformation des androgènes dans la prostate. L’inactivation locale résulte principalement de la glucuronidation androgénique par l’enzyme UGT2B17 responsable surtout de la transformation de la DHT en glucuronides inactifs. De plus, les variations génétiques de l’UGT2B17 semblent influencer de façon significative les niveaux sériques de certains androgènes ainsi que le risque de progression du cancer de la prostate. Notamment, le gain d’expression de l’enzyme UGT2B17 a été associé au risque accru de récidive biochimique malgré l’exposition potentiellement réduite aux androgènes dans les cellules cancéreuses. Cela pourrait être expliqué par des mécanismes distincts de la glucuronidation des androgènes puisque l’enzyme UGT2B17 semble influencer des voies de signalisation indépendantes impliquées dans la prolifération cellulaire principalement par l’activation de la c-Src kinase. Ainsi, nous constatons que la relation entre l’enzyme UGT2B17 et le cancer de la prostate est plus complexe que ce que nous le pensions, l’absence de ce gène et sa surexpression ayant un impact négatif sur la progression du cancer de la prostate. Ce phénomène pourrait être expliqué par des mécanismes ligand dépendant et ligand indépendant développés par les cellules cancéreuses leur conférant un avantage évolutif. Ainsi, la délétion d’UGT2B17 favoriserait la progression de la maladie probablement par l’augmentation de la liaison des androgènes au RA tandis que sa surexpression avantagerait les mécanismes indépendants de la présence des hormones. Nos données suggèrent donc qu’UGT2B17 est un marqueur pronostic dans cancer de la prostate. D’autres études indépendantes sont maintenant requises pour valider nos résultats et confirmer de façon définitive le rôle de ces enzymes dans la progression de la maladie. En conclusion, l’UGT2B17 joue un rôle complexe dans la pathogenèse du cancer de la prostate. D’un côté, la délétion du gène UGT2B17 semble promouvoir sa progression par l’augmentation de la liaison des androgènes au RA. D’un autre côté, la surexpression de l’enzyme est associée aux cancers avancés et, dans ce cas, le mécanisme sous-jacent