Les oncogènes

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Les oncogènes

Isabelle Merlin

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UNIVERSITE Joseph FOURIER - GRENOBLE I - Sciences Technologie Médecme U.F.R. DE PHARMACIE

Domaine de la Merci - La Tronche

TITRE DE LA THESE

LES ONCOGENES

THE SE

Présentée à l'UNIVERSITE Joseph FOURIER- GRENOBLE I

pour obtenir le grade de :

DOCTEUR EN PHARMACIE

par

Mademoiselle : MERLIN Isabelle

Cette thèse sera soutenue publiquement le : 30 juin 1989

devant Mme le Professeur F. SEIGLE-MURANDI, Président du Jury et

Mr J.L. BENOIT-GUYOD, Maître de Conférences Melle R. STEIMAN, Maître de Conférence$ Mme A. ASSOULINE, Pharmacien.

UNIVERSITE Joseph FOURIER - GRENOBLE I - Sciences Technologie Médecine U.F.R. DE PHARMACIE

Domaine de la Merci - La Tronche

TITRE DE LA THESE

LES ONCOGENES

THESE

Présentée à l'UNIVERSITE Joseph FOURIER - GRENOBLE I

pour obtenir le grade de :

DOCTEUR EN PHARMACIE

11111111111111111111111111111

115 005514 7

par

Mademoiselle : MERLIN Isabelle

Cette thèse sera soutenue publiquement le : 30 juin 1989

devant Mme le Professeur F. SEIGLE-MURANDI, Président du Jury et

Mr J.L. BENOIT-GUYOD, Maître de Conférence, Melle R. STEIMAN, Maître de Conférence, Mme A. ASSOULINE, Pharmacien.

2

Je dedie cette thèse

à ma maman qne le cancer m'a volé, ilya tout juste deux ans.~ m'a

transmis le désir d'apprendre qui ne m'a pas quitté pendant toutes ces années d'études,

3

Je remercie

Madame SEIGLE-t-1URANDI,

Monsieur BENOIT-GUYOD,

riademolselléSTEIMAN,

et

Madame ASSOULINE

4

Je remercie également

tous ceux qui ont participé de façon directe ou indirecte à la réalisation de ce travail.

5

PLAN INTRODUCTION ...•...p

6

CHAPITRE I HISTORIQUE.• • • • • • • • 1 11 • 1e • • • •1 • •e • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • DEFINITION. ... ...r:>

3

Q

CHAPITRE II

.

.

EXPRESSION DES ON

GOG

ENES. •••••• ••• •• ••••• ••••••••• ••••• • P

3

7

CHAPITRE III

LES DIFFERENTS MECANISMES D'ACTIVATION DES ONCOGENES ••••p ~

CONCLUSION •..••••••.••••..•e ••••••••••••••••••••••••••• • • • • !!

9

4

BIBLIOGRAPHIE ...•..•....•...

P

ÎÜ4

SYMBOLES ET ABREVIATIONS. ••••••• •• ••••• ••• ••••••••••• •••••• P~

09

6

7

INTRODUCTION

Les progrès ~ de la biologie ~ , notamment en ce qui

concerne les virus ~ des animaux, ont permis de ~ la

notion d'oncogènes (gènes du cancer), dont l'implication est maintenant bien ~ ~ dans le cadre de la transformation de la ~ ~

en cellule maligne (BISERTE,a,l98S).

Les oncogènes ont~ ~ ~ gdlce~ des virus ~ ~ par les ~ . On s'est aperçu que chaque oncogène viral possède un~

lent cellulaire ~ dans toutes les cellules normales des ~ ~ .

Les oncogènes sont donc d'origine cellulaire (BISERTE,a,l985). Ils ont

~ ~ ~ ~ par les ~ puis retransmis aux cellules animales que

les ~ infectent (WEINBERG,l984).

Les oncogènes cellulaires ~ dans le ~ de toutes les

cellules sont ~ , soit dans toutes les cellules, soit~ certains

stades de ~ dans certaines ~ (LEVY,2ème partie,l984).

Un grand nombre de protéines ~ par les différents oncogènes ont ~ ~ identifiêes et, en bien des cas, lastructure primaire des po

ly-peptides- est connue puisque la ~ des ADN ~ ont Gt' ~ ~ . En utilisant des anticorps contrè ces diverses ~ , ila ~ ~ possible ~ : leur localisation dans les cellules normales et

tumorales (DIGGELMANN,l984), leur nature et, dans certains cas, leurs niveaux d'action.

B

Classiquement, les oncogènes cellulaires sont normaux. Ce sont des

~ (BISERTE,a,l984). C'est-a-dire que dans leur localisation.

normale ~ ~ du ~ , ces proto-oncogènes sont soumis au

pro-gramme de ~ de la cellule et ~ àce prosrammè.

Mals, toute modification de l'environnement du gène qui perturbe le contrôle cellulaire sur l'oncogène peut conduire à la tumorisation

(BURNY.A,CLEUTERY,l985).

Cette modification peut provoquer une expression accrue ou ~ ~

de la ~ (BISERTE,a,l98'5). Ils'agit alors d'une modification quantitative de l'expression, mais on constate~ , dans certains

cas, une ~ qualitative de la ~ produite

(BURNY.A,CLEUTERY,l985).

Les ~ ~ se trouvent certainement au coeur du ~ du cancer, mais on ne voit pas encore comment ces ~

agissent. On suppose qu'elles interviennent dans la~ de la

croissance cellulaire. La ~ ~ par le proto-oncogène commandant

une croissance normale, tandis que la ~ ~ par ~

conduisantàune croissance ~ .

Lorsque 1'on connattra bien ~ fonctions ~ des ~

onco-~ , on pourra peut être mettre au point des antagonistes inhibant

ces fonctions et lutter ~ le~ initialement responsable du

9

Ce travail se ~ donc en plusi.:urs chapitres.

Dans le premier chapitre, on ~ l'histoire des oncogènes qui

commence avec la ~ de Peyton ROUS, puis leur~ à

travers les~ .

Le second chapitre traitera de l'expression des oncogènes dans la cellule normale et tumorale. Les produits de cette expression~

~ ~ par des ~ , on~ leur nature, leur localisa

-tion, leur ~, dans les cas où ~ sont connues.

Par ~ d'un troisième chapitre, on comprendra quelques

uns des ~ qui transforment un oncogène cellulaire non tumorigène

en un oncogène capable d' induir·e une transformation maligne.

Enfin, la conclusion reliera la connaissance des oncogènes à la

CHAPITRE I 1. HISTORIQUE

1.1. Le virus du sarcome de ROUS 1.2. Induction d'un cancer 1.3. La sonde radioactive 1.4. Les ~

1.4.1. Les ~ aigus

1.4.2. Les ~ chroniques

1.5. Naissance des ~ 2. DEFINITION 1.5.1. Transfert de ~ d'ADN 1.5.2. Transfert d'un ~ 2.1. ~ eucaryotes 2.2. Nomenclature 2.3. Classification 2.4. Nombre

CHAPITRE I

1

.

HISTORIQUE

1

.1

.

Le

v

irus

du

sarcome

de

ROUS

L'histoire des ~ date du ~ du siècle (1911), quand

l'anglais Peyton ROUS de l'institutRockefeller (BISHOP,l982) isole un virus capable d'engendrer une tumeur du tissu conjonctif de poulet (BISERTE,a,1985) : le sarcome de ROUS, d'où le virus du sarcome de ROUS : v src.

A cette ~ , ces observations sont recueillies avec se_pticisme

(BISERTE,a,l985) mais ROUS persiste et ~ que le sarcome peut être ~ par un agent transmissible (MADDOX,1984). En effet, le filtrat

acellulaire de tumeurs de poulet peut induire de nouveaux sarcomes chez des poulets sains (BISHOP,1982). ROUS est ~ ~ mais non ~ en

1930 par la~ de Richard SHOPE qui met en~ un virus du

papillome capable de transformer des cellules normales (MADDOX,l984). Plusieurs dizaines ~ plus tard, on montre enfin par purifica

-tion~ l'aidede techniques physiques et par visualisation au Microscope

Electronique (M.E.) que ROUS a bien mis en~ un virus oncogène

(BISHOP,1982).

C'est en 1947 qu'Albert CLAUDE identifie en M.E. l'agent ~

~ le virus du sarcome de ROUS.

Depuis ces travaux de pionniers ~ la conviction que certains

cancers peuvent être la ~ d'une infection virale (MOTTE,l984).

TRAI\ISFORMATION DES CELLULES PAR ~ VIRAL

12

.

.

VIRUS DU POL YOME

FIBROBLASTES DE HAMSTER FOYER DE CELLULES TRANSFORMEES TUMEUR FIGURE

~

1

.2

.

Induction d'un cancer

Dans les ~ soixante, Marguerite VOGT et Renato DUBBECCO, qui

travaillent alors à l'institutde technologie de Californie, réussissent pour la première fois à transformer des cellules normales en cellules tumorales dans un flacon de culture cellulaire (WEINBERG, 1984).

Pour cela, ils injectent le virus du polyome à des fibroblastes d'embryons de hamster en culture dans des bottes de pétri et observent que les flacons ~ comportent des foyers, c'est-à-dire des colonies

de cellules alterêes qui s'empilent les unes sur les autres au lieu~

former des couches monocellulaires comme le font les cellules normdles. Lorsqu'ils innoculent ces cellules altêrêes àdejeunes rats,elles

prolifèrent et forment des tumeurs (Fig.l,WEINBERG, 1984).

En d'autres termes, on peut crêer des cellules tumorales en manipulant des cellules normales in vitro.

Donc, l'induction d'un cancer n'est plus inaccessibleàl'observation (WEINBERG,l984).

ARN

UNE SONDE RADIOACTIVE

₁₄

ARN

l

GENE v-src VIRUS DU SARCOME DE ROUS DE TYPE SAUVAGE (src+) TRANSCRIPTASE INVERSE ADN VIRAL GENEv-src

/

~

~

'·

~

GENE v-src

HYBRIDATION

~

"\._

~

DE

~ ~~

r'V

CHROMATOGRAHIE SUR COLONNE

HYBRIDATION D'ADN ET D'ARN GENEv-src

ARN VIRUS DU SARCOME DE ROUS MUTANT (src -) ARN DEPOURVU DE GENE src ADN DE POULETS SAINS

1

FiGURE 2

15

1.3. La sonde radioactive

De 1974 ~ 1976 (BISERTE,b,1985), Dominique STEHELIN, H. ~ et

BISHOP entreprennent d'explorer l'hypothèse de l'oncogène ~ en

1969 (BISERTE,a,l985) par HUEBNER et Georges TODARO del'institut américain de recherches surlecancer qui eux cherchent un ~

unique susceptible d'expliquer l'induction d'un cancer par un grand nombre d'agents différents. Ils ont ~ que ~ oncogènes de

~ constituent une partie, du bagage gênêtique de toutes les cellules, acquise par ces virus probablement l la suite d'une infection virale tôt dans l'évolution.

STEHELIN et son équipe ont pensé que cette hypothèse êtait exacta et se sont engagés à ~ le gène du virus du sarcome de ROUS dans

l'acide desoxyribonucléique (ADN).

Dans le but de situer le gène SRC, STEHELIN a mis au point un instrument efficace. Il a fabriqué des copies radioactives de l'ADN au gène SRC ~ l la transcriptase rêverse et a utilisê cet ADN pour

sonder l'ADN cellulaire et découvrir des fragments ayant ~ séquence de

nucléotides similairas l celle du ~ SRC (BISHOP,1982) (Fig.2).

La transcriptase ~ a ~ ~ découverte dans des virus comme le

virus du sarcome de ROUS en 1970 par David BALTIMORE de l'institutde technologie du Massachusetts et par Satashi MIZUTANI et Howard TETIN de l'universitéde Wisconsin.

Cet te~ est importante pour ~ raisons :

elle a mis finàune conception ~ et ~ d'fpandue selon

laquelle l'information ~ ~ ne passerait que de l'ADN vers l'acide

~ (ARN),

elle a permis l'essordes recherches sur les rétrovirus en~ ~

le mécanisme jusqu'alors obscur de leur replication,

elle a fournit un instrument essentiel pour le~ des

techniques de genie genetique, en particulier elle a permis àSTEHELIN

et ses collaborateurs de mettre au point la sonde radioactive indispen -sable à

Cette

la localisation copie de D.

des ~ (BISHOP,l982).

STEHELIN du gène src s'hybride avec l'ADN de poulets et d'autres oiseaux non infectés, de poissons,demammifères

(l'homme inclus).

Il semble aujourd'hui que tous les ~ ~ possèdent un gène

apparenteaugène SRC (BISHOP,l982) qui, par consequent, est présent dans l'ADN des cellules normales (BISERTE,b,l985).

1

.4

.

Les ~

Qu'ils soient ~ ou non dans la ~ du cancer, les

rétrovirus offrent ~ d'être à l'origine de l'identificationded

oncogènes (MOTTE,1984).

C'est en les étudiant qu'il est devenu possible d'identifier une

~ . importante de gènes transformants.La ~ observation

est que l'ARN de ces ~ . contient des ~ ~ la

production de ~ ~ à l'initiation~ au maintien du

~ ~ dans les cellules ~

~

Les ~ sont donc des virus iARN qui peuvent induird des

tumeurs chez l'animal (MOTTE,l984).

Le nom de ~ provient d'une ~ de leur cycle de

vie qui les rend unique enbiologie. Alors que l'information transite,

~ ~ , del'ADN vers les ~ via l'ARN, l'ARN des ~

doit, lui, être transcrit en ADN pour processus inhabituel s'accomplit grâce à (BISHOP,1982).

que l'infectionait lieu. Ce la transcriptase inverse Sur le plan oncogenique, ces virus se ~ en deux grands

groupes.

1.4.1. Lesdtrovirusatgus telsque levirus du sarcome de ROUS

(MOTTE, 1984) qui peuvent transformer directement des cellules en ctllture

et induire des tumeurs chez l'animal car ilspossèdent un oncogène viral (v one) (?10TTE,l984).

Leur pouvoir transformant est rapide, l'infectionetant suivie, en quelques jours

a

quelques semaines, de ~ de sarcomes au point

d1innoculation (LEVY,lère partie,1984).

Ces retrovirus atgus sont ~ par la ~ d'un gène addi

-tionnel le v one dont on sait qu'il est responsable de ~

transformante in vivo et in vitro et qu'il se localise endespoints très variables du ~ viral.

Ce v one prenant la place d'un ou de plusieurs genes normaux, levirus qui le porte est donc ~ , incapable de se repliquer si la ~

n'est pas ~ ~ par un ~ complet qui lui

18

STRUCTURE DU GENOME DES RETROVIRUS FORTEMEfH ONCOGENES

ARN COIFFE PROTEINES TRADUITES GAG PR 76 POL PR 180 FIGURE 3 ENV SARC A200 PR 57 pp 60

19

STRUCTURE DU RETROVIRUS _{FIGURE 4}

ADN HOTE

~~

~

~

~

~

____

_i

__

AD_N __H_o_T_E ___

20

Cette addition de ~ ~ ~ apporte deux choses au virùs

- 11 remplace une partie de son ~ rendu défectif,

-ilacquiert un potentiel oncogênique (CARRITHERS,l986).

L'ADN viral et l'ADN complémentaire obtenus dans la ~ grâce

a

la transcriptase rêverse et qui ira s'intégrer dans le gênome de la cellule hôte, y formera un provirus comprenant trois gènes principaux, GAG, POL, ENV qui codent respectivement pour les protéines virales internes, la rêverse transcriptase et les protéines virales de l'enveloppe (LEVY, 1ère partie,l984) (Fig.3,MEYER,NICOLI,l983).

1.4.2. Les ~ chroniques tels que le virus de la leucémie

humaine

a

cellule T (MOTTE,l984).

Ces virus sont oncogènes car ilspeuvent induira des tumeurs chez l'animal, mais ilsne possèdent pas d'oncogènes. A l'exceptionduvirus

de la leucémie humaine

a

cellule T, ils ne transforment pas les cellules in vitro et n'induisent des tumeurs qu'après une longue latence (MOTTE,l984). La leucémie n'apparait que plusieurs mois 1 plusieurs

~ après l'infection (LEVY,lère partie,l984). ~ virus sont dits ~ car ils sont capables de se reproduire dans lacellule hôte

sans l'aide d'un virus helper (CARRITHERS,l986).

La structure est commune avec celle des rétrovirus a1gus. On retrouve les trois gènes principaux, GAG, POL, ENV (LEVY,lère partie,l984). Mais leur ~ comporte deux séquences hautement ~ ~ : LTR (Long

Terminal Repeat) qui bordent de part et d'autre les gènes indispensables

a

la replication virale et qui sont les points d'initiation de cette

L'ADN DE CELLULES TIJf-AORALES ADN

21

FIBROBLASTES DE SOURIS TRANSFORMES PAR CANCERIGENE CHIMIQUE ADN CELLULES TRANSFORMEES PHOSPHATE DE CALCIUM FIBROBLASTES NORMAUX DE SOURIS FiGURE 5 CELLULES TUMORALES ADN PREMIER CYCLE DEUXIEME CYCLE TROISIEME CYCLE

22

Cette ~ ~ ~ ou promoteur viral ne codti pour aucune

~ connue et peut être ~ ~ ~

a

un oncogène

cellulaire. Le segment d'ADN ainsi obtenu ne contenant que ~ promoteur

viral couplê à l'oncogène cellulaire peut transformer des ~ in

vitro (MOTTE,l984).

1.5. Naissance des ~

1.5.1. Transfert de ~ d'ADN

Le transfert de molêcules d'ADN permet de transmettre le ~ ~ d'une cellule de ~ àune autre (WEINBERG,l984).

SHIH de 1' institut de technologie du t1assachuset~ ~ isole l'ADN de

cellules tumorales, plus ~ ~ des fibroblastes de souris, qui ont

~ par exposition à un ~ ~ chimique : le

mêthylcholanthrène, et 11 applique les ADN âdes fibroblastes sains de souris, telles que les cellules NIH 3T3 (cellules ~ .

Des foyers de cellules ~ ~ dans les flaconti de

culture.

Quand on innocule ces cellules ~ à des souris, ell<:ls

engendrent des tumeurs.

De la même façon, SHIH transfere de l'ADN de ~ normalas de ~ mais les tumeurs ne se forment pas. Ce qui prouv..: que les

sêquences d'ADN des cellules tumorBles donneuses ~ des ~

23

Donc, le ~ ~ , qui se trouve dans l'ADN des ~ ~ de

~ ~ par 1:: chimique,a

,.

ete

,

transmis. d'une cellule à une autre cellule par les ~ d'ADN ~

~ : genes du cancer.

Très vite, les chercheurs s'aperçoivent que le ~ est ~ ~ .

On peut mettre en doute la~ ~ de ces ~

observa-tians parce que l'ADN a~ ~ ~ ~ sur des fibroblastes de souris trans -~ de façon chimique et introduit dans des cellules non transformf;es

de même type. Donc, la transformation ~ est peut être ~

des fibroblastes de souris et l'on ignores1d'autres types cellulaires

peuvent ~ transformés de lamême façon.

Mais ~ a ~ ~ ~ sur de grandes variêtld de cellules

tumorales et lamême transformation a ~ observt:ie.

Les fibroblastes de souris transformés chimiquement et les cellules de tumeurs humaines ~ ~ de la vessle, côlon, poumon,

pancrt;as, fibrosarcome, . ~, ~ doivent avoir qu.::lque

chose en commun. En effet, l'ADN de ces cellules a lemême effet lorsqu'on le transfère. Donc, les séquences transformantes de l'ADN tumoral doivent pouvoir fonctionner dans des C1ülules variant. par leur type et leur tissu d'origine.

On ne peut donc~ 1la conclusion que des ~ particu

-lières de l'ADN sont,àcondition d'être prt;alablement ~ , capables

d' induir·! des transformations d<1ns des cellules ~

24

1.5.2. Le transfert d'un gène

Les ~ ~ ~ de transfert de ~ d'ADN sont

~ , mais pour ~ dans la ~ desbases

~ du cancer, ilfaut caract&riser et mettre en &vidence la ou

les ~ specifiques responsables de la transformation.

Ce sont les methodes dkemment mises au point de clonage de ~ qui

permettent d'atteindre ce but (WEINBERG,l984).

En effet, par ces ~ on peut isoler un segment ~

d'information ~ ~ à partir du genome cellulaire,enfairedes

milliers de copies pour etudier les ~ hors de l'environnement

genetique normal extrêmement complexe.

Dans les ~ de clonage, leproblème majeur consiste à

iden-tifier les sequences contenant les segments d'ADN doues d'une activit& transformante. La maniere laplus facile d'effectuer cette ~ est

d'utiliser une sonde, c'est-à-dire un segment monocatenaire dont la

~ de ~ est très comparable à celle du ~ que l'onveut

cloner (WEINBERG, 1984). Mais, il est impossible d'identifier les

~ transformantes par cette ~ car on ne dispose d'aucune

sonde specifique des ~ que l'oncherche. En effet, l'ADN que l'on

cherche n'est reconnaissable qu'en terme ~ biologique : ces

segments d'ADN transforment les cellules. Ilfaut donc utiliser d'autres ~ .

25

ISOLATION DE L'ADN TRANSFORMANT

GENOTHEQUE DE L'ADN DU LYMPHOME DE POULET

1 SUBDIVISION EN DIX 'SOUS-GENOTHEQUES SOUS-GENOTHEQUE1 2 3 .. 10 >'IGURE 6

vvvvv vvvvv vvvvv vvvvv

1 EXTRACTION 1 1 1 ' DE L'ADN

f

'

'

~ ~ ~ ~

.1

~ ~ ~~~

DE 1 1 1

f

GENES

f

f

'

~~~~

_{NEGATIF POSITIF NEGATIF NEGATIF}

•

1 2 3 ..10

vvv vvv vvv vvv

• SELECTION DE LA SOUS-GENOTHEQUE POSITIVE TEST PAR TRANSFERT DE GENE

• REPETITION DES OPERATIONS

s

ONCOGENE

SONDE DE L'Amj HUMAIN ADN DU CARCINOME HUMAIN DE LA VESSIE

26

/ r;;:sBo

ADN HUMAIN RESTANT ~

_ SEQUENCE ALU TRANSFORMATION DE FIBROBLASTES DE SOURIS EXTRACTION DE L'ADN TRANSFORMATION DE NOUVELLES CELLULES DE SOURIS SECOND CYCLE EXTRACTION DE L'ADN INTRODUCTION DANS UN BACTERIOPHAGE Fï.GL:RE 7

~~~~~~~~~~~~~~~

_{GENOTHEQUES DE BACTERIOPHAGES} REPLIQUE SUR FEUILLE DE NITROCELLULOSE

~

PLAQUE DE BACTERIOPHAGES

SUR UNE CULTURE D'ESCHERICHIA COLl

SONDE ALU

/

UN GENE MARQUEUR BACTERIH1 ADN DU CARCINOME HUMAIN DE LA VESSIE

ADN HUMAIN RESTANT /

GENOTHEQUES DE BACTERIOPHAGES

27

FIGURE 8

COUPURE, LIAISON DE CHAQUE FRAGMENT AVEC UN GENE MARQUEUR BACTERIEN

________.- UN GENE MARQUEUR TRANSFORMATION DE FIBROBLASTES DE SOURIS EXTRACTION DE L'ADN TRANSFORMATION DE NOUVEAUX FIBROBLASTES DE SOURIS EXTRACTION DE L'ADN INTRODUCTION DANS UN BACTERIOPHAGE DEFICIENT CLONES DE BACTERIOPHAGES CONTENANT LE GENE MARQUEUR BACTERIEN ONCOGENE

28

~ GAUBIN de l'institutCurie ~ les ~ de ~ de ~ de Harvard utilisent la construction d'un ~ â partirde

l'ADN de cellules de lymphome de poulet contenant une sGquence transformante (Fig.6,WEINBERG,l984).

SHIH const.ruit une ~ a partir d'un carcinome humain de

vessie (Fig.7,WEINBERG,1984).

\HGLER a Cold Spring Harbor recherche le segment transformant par un ~ marqueur ~ (Fig.8,WE1NBERG,l984).

La ~ de l'ADN transformant par ces trois ~

~ a permis ~ directement que ~ transformante

est due a des segments particuliers de l'ADN : ilest ~ inutile

d'invoquer quelque vague principe transformant.

L'activité transformante qui ~ initialement due a la ~

de l'ADN des cellules tumorales n'est, en fait, due qu'a un seul gène : un oncogène ou gène du cancer (WEINBERG,l984).

29

ORGANISATION DU PPOTO-ONCOGFNE ~ _{FIGURE 9}

5' INTRON INTRON 3'

EXON 1 EXON 2 EXON 3 C-MYC

30

2

.

DEFINITION

2.1. ~ eucaryotes

Les oncogènes sont des gènes eucaryotes (BURNY,l985) qui ne sont même pas ~ des cellules ~ puisqu'ils sont ~

~ dans les cellules saines.

Ce sont de simples gènes cellulaires ~ et recueillis chez lds

animaux dans lesquels se r&pliquent les virus (BISHOP,l982). Leur origine cellulaire repose clairement sur la ~ de ~

~ non transcrites et typiques des cellules eucaryotes : les

introns (PETER,l984).

L'oncogène C mye ~ dans le lymphome de BURKITT et dans certains

cancers du poumon a~ ~ un des premiers d'crit. Dans son~ normal, non ~ sur le chromosome, tlest ~ de trois exons interro1npus

par de larges introns qui ne codent pas pour des prot&ines ~ ,

mais servent de ~ ~ pour l'ADN (PETER,l984) (Fig.9).

La structure ~ des oncogènes cellulaires est donc faite

d'axons codants et de 1à12 introns. Par contre, les oncogènes viraux n'ont pas d'introns mais ont ~ ~ ~ la ~ ou presque

de l'information~ ~ traduite en ~ (:LEVY, lere partie,l984)

Cette ~ de structure entre ~ viraux (v one) et ~ cellulaires (c one) ~ que les oncogènes cellulaires ne

sont pas des ~ viraux ~ dans le~ des ~ et s'y

maintenant. Mais ce sont, au contraire, les ~ viraux qui sont

~

Il existe des exceptions à cette structure discontinue des ~

cellulaires.

-c mos est ~ d'une ~ unique,

-cha-ras2 etcki-ras 1 sont ~ d'introns (LEVY,lère partie,

1984).

En ~, Hidesaburo HANAFUSA et ses ~ de ~ de

Rockefeller ont ~ des souches de virus du sarcome de ROUS qui ont

perdu d'importantes portions du ~ SRC et sont, par ~ ,

tncapa-ble d'induire le sarcome ~ chez les animaux (.BISHOP,l982).

qANAFUSA injecte ces virus ~ à des poulets et 11 ~ ~ les

particules virales ~ dans les cellules ~ . Ilconstate que

le ~ v src du virus est ~ (BISHOP,l982).Le ~ ~ du gène c src semble s'être ~ avec le gênôme du v1rus

pendant que ce dernier se multiplie chez lès oiseaux.

Le virus porteur du ~~ ~ est3nouveau tumorigène, même si les 3/4 de son ~ viennent d'être acquisàpartir d'un gène

~ (BISHOP,1982).

Il est maintenant clair que tous les ~ viraux connus sont en

fait ~ ~ d'un gène cellulaire normal ~ ~ c ou proto

oncogène qui a~ ~ ~ par le virus (GILDEN,NANCY et COLL,l984).

L'oncogène cellulaire ne ~ pas d'être entièrement ~. Les

portions 3' et 5' terminales peuvent subir une ~ ~ . Elles ne sont

probablement pas essentielles dans le processus de la transformation, mais interfèrent avec lui et peuvent être ~ par une portion

32

ONCOGENES : ORIGINE ET PRODUITS Abréviation Origine

(famille src)

1.Tyrosine kinases

src virus du sarcome de rous (poulet) abl virus de laleucémie d'Abelson

(souris)

virus du sarcome félin Hardy-Zuckerman~ (chat)

Produit

p90-160gag-abl P_93gag-abl fps virus du sarcome de Fujinami

(poulet)

fes virus du sarcome félin (chat) GA-p95-155gag-fespl40gag-fps ST-p85-115gag-fes yes virus du sarcome de Yamaguchi

(poulet)

fgr virus du sarcome de Gardner-Rasheed (chat)

ros vlrus du sarcome UR2 (poulet) 2. Pas d'activité kinase connue

mos virus du sarcome de Moloney (souris) raf virus du sarcomedesouris 3611

(souris)

mht(mil) virus HH2 (poulet)

erbBvirus de l'érythoblastose (chat) fms virus du sarcome de l'1cDonough (chat)

~ virus de la réticuloendothélose

(dindon) (Famille ras)

has virus du sarcome de Harvey (rat) ra-ras virus du sarcome Rasheed (rat) has virus du sarcome Balb/e (souris) kis virus du sarcome de Kirsten (rat) N-ras ADN hunain

(Famille mye)

mye virus de larnyélocytomatose t1C29 (poulet)

virus CJ'111 (poulet) virus MH2 (poulet) virus OKlO (poulet) N-myc ADN humain

(Famille sis)

sis virus du sarcome simien (singe) virus du sarcome de Parodi-lrgens (chat)

Oncoganes ~ sans liende ~

myb virus de lamyéloblastose aviaire (poulet)

virus E26 (poulet)

fos virus àe l'ostéosarcome FBJ (souris) erb A virus de ~

(poulet)

ets virus E26 (poulet) skl SK770 (poulet) Blym ADN humain

ADN de poulet p90gag-yes p?Ogag-actin-fgr p68gag-ros p_37env-mos D75gag-raf et ~ plOOgag-mht et. p61/p63myc p68erbBet p?Sgag-erb A pl?Ogag-fms p64env-rel P21ras 029gag-ras ~ ;21ras p21ras pllOgag-myc n90gag-myc plOOgag-mht et p61/63myc p200gag-pol-myc et p62rnyc p28env-s is p?6gag-sis p4Smyb 0135gag-myb-ets pssfos p?Sgag-erb A et p6serb B pl3Sgag-myb-ets p_l25gag-skl ? ?

33

2.2.Nomenclature

Les oncogènes viraux sont ~ ~ ~ ~ par un ~ de trois

lettres se ~ ~ au virus ou lla tumeur chez lesquels ilsont~ ~

d'abord ~ ~ (DELOZIER-BLANCHET,ENGEL,l985).

Exemples

v src - ~ ~ du virus sarcomateux aviaire ~ ROUS

- v mye - ~ aviaire

- v erb -erythroblastose aviaire

- v kt-ras -sarcome du rat ou virus de Kirsten - v ha-ras -sarcome du rat ou virus .~ Harvey.

2.3.Classification

Classification par famille (Fig.lO,GILDEN,NANCY et COLL, 1984). 2.4.Nombre

Plus de 20 oncogènes viraux ont~ ~ ~ lpartir des espèces

dont ils sont ~ ~ et des tumeurs qu'ils causent ~

chez1'animal.

5 d'entre eux, comportant le virus du sarcome de ROUS, sont ~

presque entièrement d'ADN de cellules eucaryotes, le reste~ une

combinaison d'ADN viral et d'ADN cellulair<è (PETER,JI\NET,TSENG-FUNG,l984) Le nombre exact d'oncogènes cellulaires n'est pas ~ ~, dans la

mesure où nous ne connaissons presque que ceux qui ont~ ~ accidentelle

-ment ~ dans un virus ~ ~ ~ comme oncogène

34

~ de nouveaux isolats viraux ~ ~ ~ denouveaux

v one et, par ~ , de nouveaux ~ ~ normaux.

tatransductiondu ~ cellulaire dans le gGnôme viral semble

cependant être un ~ rare (LEVY,lère partie,l984) et le nombre

d'oncogènes cellulaires est ~ dans la mesure où l'onconstate que

le même gène a~ ~ ~ de façon ~ ~ dans des virus ~

dans lesquels il occupe une position structurale variable donnantlièU chaque fois ~ un produit viral ~ ~ . Ainsi, ~ mye est à

l'origine de plusieurs virus transformants du poulet ~ de pouvoirs

~ voisins et ~ un v mye diversement ~ et

~ dans le~ viral.

En outre, 11 est remarquable de constater quelemême c one, ou du moins le gène~ dediverses ~ , a~ ~ ~ plusieurs

fois dans des virus ~ à l'occasion de transductions

~ , ~ part1e,l984).

Exemples :

Le gène fps dont le prototype est le v one du sarcomedeFujinami

chez le poulet et le~ fes dont le prototype est levonedecertains virus ~ ~ correspondent, en fait, au ~ locus chez

l'homme.

De même, le ~ abl a ~ ~ au moins deux fois dans des ~ pour donner naissance, respectivement,auvirus d'Abelson qui

indttit des lymphomes R chez la souriset~ un virus ~ du

35

PRODUITS DES V ONC

Gène Virus Protéine Fonction Codée par Mixte gag-one

l'one seul

v src RVS ppGOsrc Protéine kinase (tyrosine) v lil RSV

?

?

?

v fps Fujinami p140gag-fps Protéine kinase p105gag-fps (tyrosine) PRC II Protéine kinase

p170gag-fps (tyrosine) PRC IV Protéine kinase

p90gag-yes (tyrosine) v yes Y73 Protéine kinase

pSOgag-yes (tyrosine) ESH Protéine kinase

pGSgag-ros (tyrosine) v ros UR2 Protéine kinase

(tyrosine) v rel

REV-T

?

?

v myb et v ets AMV-BAI-A p48myb _{~ _} E26

v mye et v mht MC29 pHOgag-myc Se lieau DNA CM II

-

p90gag-myc Se lieau DNA

(?)

MH2 p57myc p100gag-mht Se lieau DNA

(?)

OK10 p57myc p200gag-pol-myc Se lie au DNA

(?)

v erb A AEV _{~ B} p75gag-erb A

?

v erb8 AEV Glycoprotéine de membrane

v mas M-MSV p41mos Protéine soluble cytoplasmique

GZ-MSV ?

?

v fos FBJ-MSV p55fos _~ Protéine nucléaire v raf 3611-MSV

v ras Ha-MSV p21ras-H Lie les nucléotides p21ras-K guanidiques

Ki-MSV Lie les nucléotides p29gag-ras guanidiques

Ra SV Lie les nucléotides p21bas guanidiques

BALB-MSV Lie les nucléotides guanidiques

v abl Abelson p160gag-abl Protéine kinase (tyrosine) v fes ST-FeSV pS5gag-es Protéine kinase

p110gag-fes (tyrosine) GA-FeSV Protéine kinase

(tyrosine) v fgr GR-FeSV p?Ogag-fgr Protéine kinase

p170gag fms ~

v fms SM-FeSV Protéine cytoplasmique v sis PI-FeSV

p28sis p?Qgag-SlS Facteur de Croissance

?

ssv

Facteur de croissance

?

(Fig.11)

36

De même, le gène c s ts en deux tévènementsd ~ a ~

naissance à un virus de singe responsable de fibrosarcomes, le ssv (Simian Sarcoma Virus) etàun virus de sarcome ~ , ~ de tous

lesautres (LEVY,lère partie,l984) (Fig.ll). 2.5.Fonction essentielle des ~

Les oncogènes sont ~ au cours de l'Evolution.

Des ~ d'oncogènes sont ~ jusque che?. la levureetla drosophile (BURNY-CLENTER et COLL,l985).

Ainsi, src initialement~ chez lepoulet ~ ~ dans

toutes les espèces de ~ ~ y compris l'homme et les poissons,

mais aussi chez les ~ ~ jusqu'à la drosophile et même ~ .

De · même mye, abl et fes sont ~ dans des espèces aussi ~ ~ que la drosophile.

Tous les gènes ~ ~ ~ existent chez l'homme comme chez

les autres ~ à l'exception de 111 qui, ~ chez le pouletà

partir d'un virus de sarcome aviaire, ~ propre au genre gallus et

rel aux oiseaux.

Ce ~ ~ ~ remarquablement ~ au cours de ~

signifie que les oncogènes cellulaires sont ~ des gènes

assurant des fonctions essentielles (LEVY, ~ partie,1984).

De plus, certains oncogènes ne sont apparemment ~ ~ ~

significative qu'à ~ €tapes bien ~ du ~

37

CHAPITRE I

I

EXPRESSION DES ONCOGENES

1

.

INTRODUCTION

2.

CLASSIFICATION

2.1. les~ codants pour des ~ kinases

phosphorylant les tyrosines 2.1.1. Localisation

2.1.2. Nature

2.1.3. Niveau d'action

2.1.3.1. Le ~

SRC

et l'Epidermal Growth Factor

(EGF)

2.1.3.2. Les gènes

SRC

,

ets et ~

cyclase

2.1.4. Etude de la ~ kinase PP60 v src

2.1.4.1. Les sites d'action de PP60 v src

2.1.4.1.a. ~ cible : lephosphatidyl

ino-sitol

2.1.4.1.b. ~ cible : lavinculine des

plaques ~

2.1.4.1.c. Troisième cible : l'inhibitionde contact

2.1.4.l.d. Autres cibles

2.2. La famille ras et les autres ~ induisant la trans

-formation invitro de cellules en ~ continues

2.2.1. Nature des produits et localisation 2.2.2. Niveau d'action

38

2.4. La famille du ~ sis et les~ produisant des

facteurs de croissance

2.4.1. Nature du produit et fonction 2.5. Divers ~ 2.5.1.cmos 2.5.2.cerb 2.5.3.cerb A

3

.

FONCTION PHYSIOLOGIQUE

4

.

CONCLUSION

nom ~ de cas 1 2 3 5 h 8 9 1 2 1 2 1 1 1

39

POURCENTAGE D' .i!:XPRf.SSION DE CERTAINS ONCOGENES DANS DIFFERENTES TUMEURS

mye fos rasha raski _fms

Cancerdu ~ 3.0 5.0 3.0 4.0. N. O. 4.5 4.5 3.0 3.5 N.D. 3.5 3.0 3.5 3.0 N.D. 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 1.0 2.5 2.0 1.0 1.0 1.0 6.0 Cancerriupoumon 4.0 2.5 1.0 2.0 3.5 1.0 1.0 3.0 1.0 3.5 Cancer du côlon 11.0 3.0 3.0 4.0 N .D. 4.0 4.5 2.5 2.0 5.5 Cancer du ~ 2.0 1.0 2.0 1.0 1.0 Cancer de l'intestingrGle 1.0 1.0 1.0 1.0 N.O. ~ de l'ovaire 2.5 1.0 4.0 3.0 N.D.

Pourcentage d'expression

71. 50. 64. 50. 6 2. (Fig.12)

40

1. INTRODUCTION

Les produits des oncogènes sont ~ dans ~ ~ parties de

la cellule. Beaucoup

~ ~ .

sont ~ dans le noyau et dans la chromatine

Certains sont dans lapartie laplus intimedelamembrane plasmlque, d'autres dirigent la ~ de ~ membranaires ~

intracellulaires et d'autres encore provoquent une augmentation des facteurs de croissance cellulaire ou des ~ structurales

, ~ , .

On observe trois aspects dans l'expression des oncogènes au niveau des cellules tumorales (SLAMON,DEKERNIONetCOLL,l984).

Quatre de ces oncogènes c mye, c fos, c rasha, crask1 sont

~ dans toutes ou presque toutes les tumeurs ~

(F1g.l2,SLAMON,DEKERNION~ COLL,l984).

Certains oncogènes c ahl, c fes, c fms, c myb sont rarement

~ . Si on~ les gènes ~ at les types ~ tumeurs :

c fes et c myb sont ~ ~ dans neuf des d1x ~ ~ malignes

c fes est ~ dans les quatre ~ pulmonaires ;

c abl est ~ dans seulement deux cas ~ ~ ~ chroniques et

un cas de ~ atgüe

c fms est ~ dans dix huit des cinquante quatre tumeurs, sans

distinction ~ . Mais, 11 s'exprime de façon très importante dans

deux cancers du sein, dans le lymphome d'Hodgkin, dans un carcinome ~

et dans les ~ ~ chroniques.

Le troisième aspect concerne les gcines c erbA, c erbB, c mos, c sts, c rel, c yes pour lesquels aucun produit transcrit n'est

2. CLASSIFICATION

Les produits des oncogènes sont encore très mal connus. Cependant, on les classe en plusieurs familles , ~ partie,l984).

2.1. Les ~ codants pour des prot,ines kinases phosphorylant les

tyrosines

Le modèle de cette famille est le gène SRC dont lev one a~ ~ ~ à

partir du sarcome de ROUS , ~ partie,1984).

2.1.1. Localisation

Les produits de cette famille d'oncosènes sont ~ essantiel

-lement dans le cytoplasme, mais souvent ~ àla face interne de la

membrane cellulaira (DlGGELMAN,l984), dans l' ~ de celle-ci le

site le plus correct pour les ~ obtenues (MARX,2,1984).

2.1.2.Nature

En ~ ~ , ils1agit de ~ ou ~ kinases qui

catalysent le transfert d'un phosphate de ~ triphosphate (ATP)

ou du guanosine triphosphate (GTP) sur une ~ cible dont la

fonc-tion est ainsi modifiée (KAHN,PHAN,DINH.TUY,1983). Ces kinases semblent avoir au moins deux substrats physiologiques (MEYER,NICOLI,l983).

-lakinasP., elle-même, par un ~ d'autophosphorylation,

les protéines du cytosquelette semblent constituer la deuxième cible, en particulier, la vinculine qui permet l'amarrage interne du cytosquelette.

La phosphorylation lation ~ des

42

par les prot&ines ~ ~ est une phosphory-~ tyrosines tandis que la phosphorylatlon

normale lieu sur des ~ ~ ou de ~

(DIGGELMANN,l984) que 0,03% des

et que laphosphotyrosine ne repr&sente normalement phosphoaminoac1des (MEYER,NICOLI,l983).

Ces prot&ines kinases virales sont, en ~ ~ , des ~ ~

fa1tes de s&quences virales ~ ~ du gènegaget de ~ propres

auvone (LEVY,lère ~ , .

2.1.3.Niveau d'action

Ces enzymes interviennent sur le cytosquelette de la C?.llule, notamment au point d'attache entre le cytosquelette et la mernbrane, sur

des structures qui peuvent ~ ~ dans les ponts intercel

-lulaires. Par ailleurs, ces tyrosines kinases sont souvent associGes

a

des facteurs de croissance cellulaires et l'amplification de leur activltl provoque llafois un ~ lntraet ~ ainsi

qu'une augmentation de la ~ (DEGOS,l983).

Les tyrosines kinases ont une ~ ~ ~ dans

certains types de cellules canclreuses (DEGOS,l983) et dans les

~ de transfection, la perte de ~ kinase est ~

avec ~ de ~ les cellules (PETER,JI\NETTSENG

-FUNG,l984). Il a~ ~ , dans beaucoup de ~ de ~ ,

que la phosphorylation des ~ ~ joue un rôle important

(DIGGELMANN,l984) et, en ~ ~ , cette phosphorylatlon des enzymes

43

qui code pour une enzyme ~ ~ . ~ kinase peut ~ un ~

majeur dans la croissance et la di.E ft;renciation cellulaire (PETER,JANETTSENG-FUNG,1984).

Quelques exemples illustrentces ~ .

2.1.3.1.Le ~ SRC et l'Epidermal Growth Factor (EGF)

On peut soupçonner qu'il existe un lien entre les phosphotyrosinations

~ au produit de SRC et les ~ de certains facteurs de

croissance, telque l'EGF. En effet, celui-ci en se liantàson ~ ~

1nembranaire de 160kd entra!ne une activation des ~ ~ avec

apparition de phosphotyrosines.

Le ~ de l'EGF est probablement une ~ transmembranaire

avec un site ~ àla surface externe et un site ~ kinase

à la surface interne de lamembrane, mais ilest possible que les deux

. ~ soient ~ par des ~ ~ (LEVY,lire pdrtie,

1984).

Il est certain que le rlcepteur de l'EGF est ~ du produit du

gène SRC mais on ignore dans quelle mesure ilserait ~ de

phosphoryler ce produit de ~ cellulaira et de moduler son acti -~ -~. D'autre part, on a pu constater que l'antigène moyen T (protéinç

transformante principale du virus polyome) qui semble associl~

dans la cellule au produit du gèneSRC a une tyrosine phosphorylation très ~ lorsque les cellules sont ~ par l'EGF,

On sait, par ailleurs, que l'une au moins des ~ cellulaires

qui semblent être les cibles llectives du PP60 vsrc ' la ~ 34-39kd, est~ phosphorylêe sous l'action de11EGF,

44

Il est donc tentant d'imaginer que le produit ~ du ~ ~ c src

joue un rôle dans un système complexe de ~ dela ~

cellulaire ~ ~ par des signaux ~ tels1uel'EGF (LEVY,lère

partie,l984).

2.1.3.2. Les genesSRC, ets et l'adlnylatecyclase

Le gene de ~ cyclase a~ ~ ~ et corcespondàun gène

contrôlant ~ "start" du cycle de division cellulaire.Le sysLème

AMPc ~ Monophosphatè Cyclique) incluant ~ cyclase et

une kinase semble contrôler la première~ du "start" dont ~ la

deuxième et où sont ~ des gènes structurellement ~ aux

proto-oncogènes.

L'un de ces gènes code pour une ~ ~ plus de 20%

d'homologie avec ~ ~ kinases dont ies ~ kinases

~ tyrosine des oncogènes dela famille SRC. L'autre possède une ~

deforte homologie avec un autre oncogène : ets.

La convergence entrelesgènes proto-oncogènes et les gènesde "start"

n'est pas fortuite. Elle montre que le nombre de ~ contr8lantla

division cellulaiJ:.e est sans doute petit et que les~ qui ~ ~ ce contrôle sont~ ~ (JACQUET,CAMONIS,l985)

2.1.4. Etude de la ~ kinase PP60 vsrc

La première ~ kinasè dont ~ catalytiqutl a~ ~ ~ ~

est la ~ de 60 000 daltons de poids ~ ~ par

le gène v SRC du virus de ROUS, c'estlaPP60 vsrc (KAHN,PHANDINH

POSITION DE PP60vsrc DANS LJ\ CELLULE MEMBRANE PLASMIQUE INTERIEUR DE LA CELLULE NH 2 10 0 SERINE PHOSPHORYLEE

45

F'GURE 1.3 ACTIVITE KINASE TYROSINE PHOSPHORYLEE COOH

46

On a ~ cette ~ PP60 v src :

-PP signifie qu'il s'agit d'une phosphoprotêine

-60 rappelle son poids molêculaira ~ i60 000 daltons

-vsrc indique que son origine est le gène viral SRC (BISHOP,l982). Ce produit du gène v src apparait dans lacellule sous forme d'un complexe ~ avec deux autres ~ de 50 kd et. 90 kd qui

semblent assurer son transport vers la membrane sous forme inactive. Il est peu ~ dans ce complexe, notamment sur les tyrosines.

En dix

a

quinze minutes, lecomplexe se dissocie et libère la ~

kinase sous sa forme active capable de phosphoryler les tyrosines. la kinase se localise alors à la face interne de lamembrane cellulaire dans laquelle elle semble ~ par ~ de son ~ ~ N

terminale où sont ~ des lipides (LEVY, 1ère partie,l984)

(Fig.l3,BISHOP,l982).

2.1.4.1. Les sites d'action de PP60 vsrc

Dans l'espoir d'apprendre quelles sont les ~ cibles ~

par cette PP60 vsrc et ce que font ces ~ , ou peut tent.er~

localiser les sites d'action de PP60 vsrc dans lacellule. De nombreux laboratoires recherchent activement ces cibles (BISHOP,l982).

Grace ~ leurs ~ , Hartmut BEUG et Thomas GRAF de l'institut

î1ax PLANCK

a

Tübingen ont ~ que les ,~ de la ~ codl!'!epac

le sène SRC se font sentir jusque dans les cellules ~ ~ de noyau

(BISHOP,l982).

Les chercheurs n'ont donc pas~ ~ surpris de ~ que seule une

petite partie de l'enzyme PP60 vsrc est ~ dans le noyau, alors

que la plus grande partie se trouve

a

l'autre ~ ~ de la cellule

a.

47

PI{QSPHATIDYLINOSITOL

phosphorylation ~ src~ ~

~

Phosphatidylinositol 4 phosphate

=

_PIP1

j

phosphorylatlon Phosphatidylinositol 45 diphosphate

=

_PIP2----,

~~

~

~

~

1

~

~

b. L'augmentation de concentration en PIPz et en produits de src et ros semble imiter ce qui se produit pendant l'activation des ~

ou des facteurs de croissance.

PIP est ~ ~ lnositol triphosphate "'-,, ~

Ces deux ~ ~ servent de second messager pour

provoquer des ~ cellulaires.

c.

~

t

active une ~ kinase c

qui provoque une stimulation de ladivision cellulaire. src 1 phosphorylation

!

,....

acide phosphatique Donc la ~ kinase est aussi ~ dans la

fabrication et dans ~

nation du second messagdr

~ ~ par le

48

2.1.4.l.a. ~ cible le phosphatidylinositol

Le PP60 vsrc peut phosphoryler des ~ ducytosqudlette,

notamment le phosphat1dyl1nositol, ce qui forme au ~

servant de signal da transmission pour plusieurs hormones, des neuro-transmetteurs et plus pertinent encore pour des facteurs ~

croissance(MARX,2,1984)(Cf. sch€ma ci-contre).

"Laphosphorylation du phosphatidyl1nosttol semble être ~ des

tyrosines kinases. En effet, deux groupes one montr' que d'autres kinases phosphorylant les ~ sur des ~ ~ ~ ~ n<!

49

2.1.4.l.b. Deuxième cible d'action la vinculine

L'examen de la membrane plasmique des cellules transformees par le gène src a fourni le premier lienentre l'actionde l'enzyme PP60 vsrc sur une ~ cellulaire ~ et l'une des modifications carac

-~ de la structure et des fonctions observees dans les cellules ~ (BISHOP,1982).

En utilisant des techniques originales de microscopie, Larry ROHRSCHNfUDER ~ que l'enzymePP60vsrc seconcentre dans les plaques d'adhesion qui sont les ~ de lamembrane adherant aux

surfaces solides.

Dans les cellules ~ , ces plaques ~ sont ~

et la reduction d'adherence cellulaire qui en resulte explique la

~ avec laquelle la plupart des cellules ~ sa ~

de leur tissu d'origine et prolifèrent ailleurs pour ~ ~

metastases.

Les travaux de Larry ROHRSCHNEIDER tendent à montrcer que l'enzyme

PP60vsrc peut ~ les plaques ~ en phosphorylant ~

ou plusieurs ~ qui les composent,

En effet,B. SEFTON et

s

.

SINGERde ~ de San Diego montrent

quel'enzyme PP60 vsrc phosphoryle une ~ detyrosine ~ dans

la vinculine qui est une ~ des plaques d'adhesion normales se

dispersant dans toute la celluleàla suite de la transformation par le gène src (BISHOP,l982).

50

Donc la vincultne, ~ de 130 kd, semble GLrd

~ ~ . Cette ~ , particulièrement abondanteà ~ ~ des

faisceaux de microfilaments, joue un rale dans ~ .attachement

a

la fac.,:

interne de lamembrane (LEVY,lère part1e,1984).

Une ~ paratt exister entrd la ~ de ~

et la disposition normale del'actineet des ~ dans la

cellule -3.1ns1 qu'avec la ~ de fibronectine .... a lasurface cellulaire. La phosphorylation des tyrosines de lavinculine peut modifier sa fonction entratnant une perte de la fibronectlneà la surface cellulaire avec modification de ~ et une dissociation des

microfilaments avec ~ au hasard de l'actine, caractt;ristlque

de lacellule ~ .

C'est ce que l'onobserve lorsdel'injectionintracellulairediracte de PP60 vsrc ~ .

Le PP60 vsr:c est en tous les cas particulièrement ~ au

niveau des plaques ~ des cellules ~ et cette ~ ~

.ast correl'ée avec lapertedefibronectinedesurface.

~ tyrosine kinase ~ et la ~ desefixer $Ur les plaques ~ sont probablement importantes pourla

transformation.

51

~ ce jour, le~ exact des ~ ~ reste incompris. 11 n'est

pas sOr que les autres ~ ~ de fonctions kinases agissent de

la même façon que PP60 vsrc , encore que la ~ ~ de phosphoryler:

la vinculine et des localisations ~ aient &t& retrouv&es dans

plusieurs ~ (LEVY,lère partie,l984). Par exemple, dans le cas du

gêne abl, on observe la phosphorylation de la vinculine, de la protiHne 34 l 39 kd et d'une ~ de 29 kd, peut-être identique ) la

phosphoglyc&rate mutase.

Il est ~ de constater que si la ~ de 39 kd est ~ dans les fibroblastes ~ par le virus ~ ,

elle n'est pas retrouv&e dans les lymphocytes B, ~ par ce même

virus, ce qui d&montre qu'il ne s'agit pas d'un ~ ~ ~ ~ l

la transformatlon, mais peut être de façon plus ~ àla perte de

~ cellulaire (LEVY,lère partie,l984).

2.1.4.l.c. Troisième cible l'inhibition de contact

Une des cons&quences importantes de l'expression du ~ src dans les

cellules de poule est la perte de1'inhibition~ de la densit& ~ ou inhibition de contact (IDDC),(BLAT,VILLAUDY et COLL,l985). ~ ~ suggèrent que l'IDDC dans les cellules normales

est due~ ladiffusion de mol&cule inhibitrices.

Dans les ~ ~ ~ , les cultures utilisGes sont des

cultures denses quiescentes de cellules 3T3. Elles diffusent dans le milieu des facteurs inhibiteurs et des facteurs activateurs ~ la

52

Elles sont dites quiescentes car d'une manièrè ~ ~ , les ~

antagonistes des facteurs autocrlnes inhibiteurs et activateurs

~ , ce qui explique la faible ~ de ADN. L'addition ~

ces cultures de facteursdecroissance exocrines ~ ~ et

induit nne stimulationdela ~ d'ADN. Cette stimUlritlon conduità

une augmentation de ~ des facteurs ~ inhibiteurs.

Par contre, lastimulation dela ~ induite par ~

sion du gêne vsrc n'entra!ne pas une augmentation suffisante dé

~ des ~ inhibitrices autocrlnes,~ c'est pourquoi les

cultures denses de cellules ~ ndsont pas ~ etque les cellules continuent ~ se multiplier ~ Gpu1sement du milieu de culture (BLAT,VILLAUDY,1935).

2.1.4.1.d. Autres cibles

D'autres ~ de plus petit poids ~ sont~

~ sous l'actiondePP60 vsrc.

Parmi les enzymes de la glycolyse, on observe - ~ , 46 kd ;

-la ~ mutase, 28 kd

-la ~ , 35 kd ;

on a ~ ~ la phosphorylation d'une sous ~ de la ~

en outre, une prot&ine membranaire de 34339 kd, selon les ~ ,

semble être ~ une ciblè importante de la phosphorylatton parle

produit du P"êne<.> v src sans que l'onsache avec certitude s11l s'agit de plusieurs ~ ou plus probablèment ct'una seule ~ intra

53

~ ~ existe entre la ~ de l'ênolasê et de la ~ mutase et les modifications du transport des hexoses ~ des ~ malignes.

Une corrélation existe ~ entre la photiphurylat1on de la

proteine de 39 kd, cella de l1_{enolase et la ~ d'activateurs du}

plasminogène.

Il n'est pas exclu, en fait, que la phosphorylation de certaines de ces ~ soit sans rapport avec la transformation , ~ ~

partte,l984).

Donc, ces ~ kinases ~ ~ la menbrane plasmique et au

cytosquelette ~ , actives sur des ~ appartenant

a

ces

deux structures cellulaires, sont .tmpliqut;es princ.tpah:ment dans des

~ de ~ soit pathologique, dans le cas des prot;Lnes

transformantes des ~ ~ , soit physiologique, dans ldcas

de facteurs de croissance (KAHN,PHAN DINH TUY,l983).

2.2. La famille ras et les autres ~ induisant la transformation in

vitro de cellules en lign,es continues

La famille ras est faite de ~ , ~ ~ ~ et bien ~ chez l'homme, qui ont~ ~ ~ initialement~ partir de deux

v one des virus de KIRSTEN (v ki-ras) et de HARVEY (v ha-ras). Un

~ gene viral, parfois ~ , v bas est ~ d'un autre v-niant

du virus du sarco1ne de ROUS chez lasouris.

A v ki-ras~ v ha-ras correspondent quatregends humains dont aeux

sont fonctionnels, c ha-ras1et c ki-ras 2, les deux autr<:ls c kl-rasl

54

Un troisième gène fonctionnel, c N ras, existe dans le~ humain,

mais n'a aucun lquivalent viral connu , ~ part1e,l984).

2.2.1. Nature des produits et localisation

Les produits de cette famille sont des ~ de 21 kd envicvn,

lmmunologiquement ~ . Ils se localisent principaleQentàlaface

interne de la membrane cellulaire, mais n'y exercent pasdefonctions protéines kinases phosphorylant les tyrosines. La seule fonction claire des ~ P21 est leur ~ à lierles nucl&otides guanldiques.

2.2.2. Niveau d'action

Une homologie a êtê ~ entre le produit P21 du gène ha-ras1

et la sous ~ beta de l'ATP synthetase mitochondriale et

bacterienne dans la region probablement impliquee dans le liendes nucleotides.

On a ~ qu'une modification de ce site dans les proteines

supposees mutantes de certaines tumeurs peut changer la specificitlde

la proteine envers le GTP, plutôt que l'ATP, modifiant les ~

electrochimiques transmembranaires.

L'existence de ~ variables, notamment entré les aa 164 et 184

des protaines 21 kd, ~ que cette ~ peut être ~ lors de

la fonction graceàl'existence d'un site de clivage proteolytique, ~

à une vingtaine d'aa de ~ c.terminale et qui peut ~ soit

un facteur actif agissant independamment du reste de la mollcule, soit

~ la structure c.terminale de la ~ pour lui permettre des

55

Tenant compte aussi de l'existence de deux ~ d'exons pouvant être

utilis&s alternativemdnt pourcoder la partie c.terminale de la ~ ,

au moins en ce qui concernecki-ras2,on peut imaginer que plusieurs formes cellulaires ~ de protuis ras effectuent ~

fonctions cellulaires normales (LEVY,lère partie,l984).

Une autre homologie a~ ~ ~ entre deux ~ inte.r:venant

dans l'activationde ~ cyclase et des produits ras.

On sait que le niveau de l'APMc est~ ~ par ~

cyclase et plus de vingt ans après sa ~ parE. SUTHERLAND,

1'AMPc est toujours ~ ~ comme un signal integrant,~ relayant des

stimuli externes ou internes pour ~ au seindela cellule une

~ le plus souvent ~ (JACQUET,CARONIS,l985).

2

.3

.

La

famille du gènemye

Le gène mye est ~ chez l'homme sur le. ~ 8,plus ~ ~ en 8q24, et chez la souris sur le chromosome 15. Ilest

~

a

un niveau détectable dans laplupartdes tissus normaux.

Le produit du gène mye est une ~ de48kdenviron dont la seule ~ ~ biochimique connue est l'aptitude

a

se lier

a

l'ADN , ~

partie,l984).

L'association de ces ~ au noyau cellulaire permet d'imaginer

qu'elles peuvent agir directement au niveau des chromosomes (DIGGELMANN,1984) et avoir un rôle dans la ~ des mitoses ou,

56

2.4. La famille du ~ sis et les~ produisant des facteurs de

croissance

Le gène sis a ~ ~ transcrit au moins ~ fals dans des virus

oncogènes celui du sarcome Simienetla souche Parodl-lrgens ~ virus

du sarcome ~ .

2.4.1. Nature du produit et fonction

Le produit viral transformant~ une . ~ de28kd (P28sis)

probablement ~ en partie du produit cellulatreà en juger par

des ~ de ~ nucl,otidiques dans la~ 5' des ~

correspondants.

Aucune connaissance ~ dela fonction deP28s1s ~ acquise, mais la comparaison de ~ montre queP23sts et le facteur ~

croissance plaquettaire (PDGF II) ont une homologie ~ , de

l'ordre de 87%, ~ que le gène v sis a~ ~ transduitàpartir

du gène produisantlePDGF.

Ce produit est une ~ globulaire soluble dans l'eau sans lien

avec la~ plasmique.

On peut donc imaginer que le~ c sis intervient dans la transfor

-mation par un ~ ~ ~ ~ de celui des gèneo ~

jusqu'à ~ , notamment par . ~ . d'unfacteurdecrolssance pcortuit en .excès Otl qualitativement anormal et ~, en

conjonction ~ avec d'autres facteurs phyoiologiques, d'une

57

2.5.Divers oncog!nes

2.5.1. c mos n'est . ~ ~ qu'excepttonne.Ll-=ment, même au

sein des tumeurs, et jamais dans les tissu::; no .emaux,1-ehaut ~ dê

~ dece gène peut expliquer ce silence.

Il est probable, d'après les~ de ~ ~ , que le produit viral et le produit cellulaire sont sensiblement ~

et 11 existe, d'ailleurs, une ~ de 21 codons addiclonnels dans

la~ 5'de c mos.

Les gènes cellulaires· humains et murins ont77% d'homologie,cequi

~ d'une conservation importante au coursde ~ . On ne

peut pas exclure, cependant, qQe le gène humain soit ~ ou inactif

et on Ignore tout de son rôle physiologique (LEVY,lère par:t1e,l984). Le produit est une ~ de 37 kd (P37mos) soluble dans le cytoplasme et très peu abondant dans les cellules ~ par .Le

virus.

Apparament, ce produit n'a aucune fonctlon ~ kinase ~ une ~ ~ avec src. Certains ~ ou mutants exprimentdes

produits plus complexes qui semblent avoir des ~ ~ ~

kinases, mais ne phosphorylent pas les tyrosines (LEVY,lère part1e,l984).

2.5.2. c erb B serait ~ plus ~ dans le tissu

~ ~ peu ~ ~ sans ~ de ~ , ~ ~

partie,l984).

te produit :le ce gène est une . ~ ~. . àla surface ~ èt qui pr5sente une analogie de structure avec le~

58

La ~ erb ~ la partie ~ et

cytoplasmique de ce rlcepteur (DIGGELMANN,1984) qui contient trols d0111aines :

-un site ~ de 619aa ;

-une partie transmembranaire (619 à 644)

un domaine cytoplasmique ~ ~ ~ ~ de694

à 940et des sites d'autophosphorylation de940~ 1186.

Une ~ du r'cepteur de EGF humain entrë 643 et 666 est

comparable à une slquence de v erb B, sauf pour d;:uxacides aminls

(643-644)qui sont diff,rents(BISERTE,c,1985).

643 644

rlcepteur EGF •••••••••• phe met

v e.rb ••••••••.••••.•••• tyr leu

Dan·s les deux cas, la thr,onine en position 654 est phosphoryl,e. DOHNWARD a sugglr' que latransformation des cellules par le virus de l'lrythroblastose aviaire rlsulte en partie de l1_{ëxpress1on d'un}

rlcepteur EGF tronqu' ayant perdu le domaine de contrôle extramembranaire reprlsentl par une ~ kinase potentielle, . ~ œux ~

59

Comparaison des ~ d'acidés amtnês dans la région d'un site

actif dans les anhydrases carboniques II.

v erb A - Asn-Gly Gly-Leu-Gly-Val Val -CRSH 2 Asn-Gly His-Ser-Phe-Asn Val -CRRB 2 Asn-Gly ~ Val

-CRBO 2 Asn-Gly H1s-Ser-Phe-Asn Val -CRHU 2 Asn-Gl:l His-Ala-Phe-Asn Val

-0 0

63 66

CRSH 2 anhydrase carboniqueIIdemouton

CRRB 2 anhydrase carboniqueIIde lapin CRBO 2 anhydrase carboniqueIIdeboeuf

CRH!J 2 anhydrase carboniqueIldel'homme.

Asn asparagine

.

_'

Gly :glycine

.

_'

Leu

.

.

leucine Val valine;His

.

.

histidine;Ser :sêrine

.

_'

Phe pht!nylalamine;Al a:alanine.

60

2.5.3.cerb A est un oncogène tres mal connu, ~ àpartiedumême

~ que cerb B. Contrairement au produitde verb B, celui du verb A

n'est pas transformant, mais sembla seulement renforcer ~ de

cerbB et des cellules

!iUSSi ;lugmenter le blocage de la diffGrdnCiatton

~ au cours de transformation

induite parc erbB(LEVY,lère partle,l984).

La ~ en acides ~ du produit erbAest ~ des

autres ~ ~ connues.

Elle comporte deux domaine$

le premier domaine (1 ~ 209 est richeen ~ (10% des acides ~ de 1à131) et en ~ basiques (18% de lysine etd1_{arg1n1ne) ;}

le second domaine (209 ~ 398) ne ~ pasde ~ de

composition en acides ~ , mais des analogies avec la famille des anhydrases carboniques. Cette homologie est ~ de27%,maLs ellè

est plus ~ dans certaines zones, notamment 51% d'homologie dans

une ~

acides ~

position 66),

oil se trouvent, dans les anhydrases carboniques, deux du site actif (histidine en position63et asparagineen mais ces deux ~ ~ ne se retrouvent pasau

niveaude lastructure de la ~ produite p.ar le gène erbA, cequi

implique une homologie ~ mais non fonctionnelle

~

3

.

FONCTION PHYSIOLOGIQUE

La fonction physiologique des ~ cellulaires reste pratiquement

inconnue actuellement.

Les seuls~ ~ d'information dont on dispose concernent l'expres

-sion des oncogènes cellulaires dans les ~ tissus normaux, mais

les ~ sont fragmentair.es (LEVY,lère partie,l984).

Un certain nombre de gènes semblent s'exprimer normalement dans les tissus les plus divers et au sein de tumeurs de tout type, manifèstement sans relation avec le caractère tumoral.

Cette expression ubiquitaire suggère une fonction vitale essentielle. Ceci n'exclut pas que certains d'entre eux s'exprimentà un taux plus

~ ~ dans certains tissus particuliers. Ainsi, le prodult du gène src

serait present à un taux de 8à 10 fois ~ àcelui des autres

tissus dans les cellules nerveuses.

D'autres gènes ne s'expriment à un taux notable que dans certains tissus, ce qui suggère une fonction plus ~ liee à la ~ ~

ciation , ~ partie,1984).

Par exemple, c fos s'exprime dans l8s membranes extra-embryonnairE:::s, surtout àla phase terminale de la grossesse. Chez la souris aussi bien que chez l'homme dans le chorion, l'amnios beaucoup plus que dans le placenta.

IJne certaine expression de c fos dans le tissu osseux post-natal a aussi~ ~ ~ .

A l'inverse, c fms est ~ surtout dans le placenta, mais il

s'exprime aussi dans l'amnios, chez la souris et chez l'homme. - c ros serait surtout ~ dans le rein,

62

c fps dans la ~ osseuse ~ ilne s'exprime ~ un ~ faible

ntveau.

c myb donne un produit ~ ~ de110kct, c'est lePllOcmyb qui n'est ~ que dans les tissus~ indifferencies.

Ce n'est pas une ~ kinase, iln'est ni ~, ni glycosyl'e.

Iljoue un rôle peut être dans la physiologie des cellules

~ , en ~ ~ .

D'autres genes encore ont une expression exceptionnelle qui rend particulièrement difficile 1'appdkiation de leurs fonctions nor:nales (LEVY,lère partle,1984).

4. CONCLUSION

L'expression des oncogènes cellulaires, contre-partie normale de séquences d'ADN viral transformantes, varie selon la détermination et la

~ des cellules, mais il semble ~ acquis qu'ils

jouent un rôle ~ dans le developpement et la croissance

cellulaira.

Plusieurs codent, par exemple, des facteurs de croissance, leurs

~ ou leurs effecteurs. De tout~ , les ~ sont une

cible cruciale des etudes de . ~ ~ au cancer

(BELANGER,l985). Ils pourraient participer activement

a

la ~

et

a

la ~ au sein des tissus normaux pour devenir inactifs

lorsque les cellules atteignent un plus haut ~ de ~

("JELOZIER-BLANCHET,ENGEL,1985), comme la ~ (AFP), albumine

63

au stade de ~ terminale et de quiescence ~

(adulte), mais ~ ~ dans le foie en voie ~ ~ ~ ~ ou de ~ ~ hepatocytaire (BELANGER,l985).

Iln'est pas possible de decrire un mode d'action unique des ~

transformantes ~ par les oncogènes. Seul le~ est commun :

la ~ .

Les niveaux d'intervention des ~ oncogènes semblent, en

revanche, extrêmement divers, même si les prot!ines kinases et notamment celles actives sur des constituants membranaires et cytosquelettiques par la phosphorylatlon de ~ tyrosines, meritent une mention

particulière.

Cette ~ d'action vient probablement de ce que la cancerisation

est un phenomène comportant plusieurs~ ~ en jeu plusieurs

CHAPITRE III LES DIFFERENTS MECANISMES D'ACTIVATION DES ONCOGENES

1. INTRODUCTION

2. L'INSERTION D'UN PROMOTEUR VIRAL

2.1. ~ ~ viral

2.2. Le LTR (Long Terminal Repeat) viral 3. LES TRANSLOCATIONS

3.1. La translocation t (9-22) (q34 ql.1) 3.2. La translocation t (8-14) (q24 q32) 4. LES MUTATIONS PONCTUELLES

4.1. ~ de lamutation

4.2. Rôle de lamutation

4.3. ~ d'une mutation

5. LES DUPLICATIONS ET LES AMPLIFICATIONS 5.1. L'amplification de c mye 5.2. L'amplification de c abl 5.3. L'amplification simultan&e 6. CONCLUSION

6.1. La ~ quantitative

6.2. La ~ qualitative

65

INTRODUCTION

Si les oncogènes des ~ sont de simples copies de gènes

~ chez les cellules normales, comment expliquer les·effets~

tateurs des oncogènes viraux chez les cellules ~ ?(BISHOP,l982)

Quels ~ mènent donc~ la transformation?(M.EYER,NICOLI,l98J)

On ~ dans les processus oncogènes naturels un nombre sans cesse

croissant de translocations typiques en ~ humaine ~ , ,

1983).

Le gène c abl, homologue du virùs de la ~ murine d'Abelson,

subit dans 90% des ~ ~ chroniques une . ~ du

chromosome 9 au chromosome 22 (le chromosome philadelphie) etsetrouve

~ au voisinage du gène codant pour les chatnes ~

d'immunoglobulines.

Dans les plasmocytomes murins c mye subit une translocation du chromosome 15 au chromosome 12 dans le locus d•3s chatnes lourdes ou au chromosome 6 dans le locus des chatnes ~ .

Dans le ~ de Burkitt, le gène c mos subit une t.ranslocat1on

du chromost)me 8 au chromosome ~ dans le locus varlable des chatnes

lourdes (90% des cas) ou au chromosome 2 dans le locusdes chatnes

~ kappa (5% des cas) ou au chromosome 22 dans le locus des cha!nes ~ lambda (5% des cas) (MEYER,NICOLI,1983).

66

La transformation n'est pas uniquement ~ 1une expression accrue

du ~ secondaire i la translocation par liaison 1 un promoteur

puissant, car il ne semble pas y avoir de ~ significatives

entre les ~ d'ARN m mye produites par les cellules normales et

par les cellules tumorales. Mais ilpeut y avoir ~

modification du contenu de ~ cellulaire lors des translo

-cation, le1\RN m des cellules tumorales ~ plus courts de 400 bases

par rapport ll'ARN m normal de 2 500 bases. Plus~ encore,

le gène transformant d'une ~ de carcit1ome humain de la vessie (T24)

est ras l, l'homologue de l'oncogène du virus du sarcome de harvay.

~ avec le gène correspondant de l'ADN cellulaire normal, iln'en ~ que par une mutation ponctuelle aboutissant en position 12 d.e la

~ P21 au remplacement d'un ~ glycocolle par un ~ valine.

La structure tertiaired·= lamolécule en est vraissemblablement ~

(MEYER,NICOLI,l983).

Ily a en somme ~ falts que nous allons tenter ~ :

la ~ d'une activation en plaçant ~ sous le

contrôle d'un promoteur

l'analyse dans un cas particulier d'une modification ponctuelle se situant au niveau de la ~ codante et ne pouvant agir que par ~ de la modification structurale de la ~ ~