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prolifération des cellules cancéreuses coliques : rôle de la Stéaroyl-CoA Désaturase-1 et effets des isomères
conjugués de l’acide linoléique
Anne-Sophie Pierre
To cite this version:
Anne-Sophie Pierre. Le métabolisme des acides gras monoinsaturés et la prolifération des cellules cancéreuses coliques : rôle de la Stéaroyl-CoA Désaturase-1 et effets des isomères conjugués de l’acide linoléique. Autre. Université de Bourgogne, 2012. Français. �NNT : 2012DIJOS109�. �tel-01017782�
UFR Sciences Vie, T erre et Environnement / Inserm U866
T hèse
En vue d' obt enir le grade de
D oct eur de l'U niversit é de B ourgogne D iscipline : Sciences de la V ie
par
A nne-Sophie P IER R E
Soutenue publiquement le 21 Décembre 2012
Le m ét abolism e des acides gras m onoinsat urés et la proliférat ion des cellules cancéreuses coliques : R ôle de la St éaroy l-C oA D ésat urase-1 et Effet s des
P r. St éphan CHEVALIER Rapport eur
(Université François-R abelais -INSER M U1069, T ours)
Dr. Véronique CHAJ ES Rapport eur
(International A gency for R easearch on Cancer, Lyon)
P r. François GHIRINGHELLI Examinat eur
(Université de Bourgogne- INSER M U866, Dijon)
P r. J ean-Michel CHARDIGNY P résident du J ury
(Unité de Nutrition Humaine-INR A , Clermont Ferrand-T heix)
P r. Michel NARCE Direct eur de t hèse
(Université de Bourgogne-INSER M U866, Dijon)
Dr. Mickaël RIALLAND Co-encadrant de t hèse
(Université de Bourgogne-INSER M U866, Dijon)
A mon Papa,
, page qui se t ourne.
J e t iens à remercier les
il crit ique sur ce t ravail, au P rofesseur St éphan Chevalier et au D
P rofesseurs J ean-Michel Chardigny et François Ghiringhelli pour les conseils avisés t .
J e remercie le P au sein de son équipe
de rest er à flot .
Merci au Doct eur Mickaël Rialland avoir inculqué le sens du t ravail et
Merci à Mélaine, même si nous ne sommes pas les meilleures amies, ça a ét é un !
Merci à t out e de recherche, t out part iculièrement J oseph Grest i, « le soleil de Dijon ! », Sandrine Bellenger pour ses oreilles at t ent ives
t ransmet t re un peu de ma passion.
Merci à Cécile pour son sout ien dans des moment s quelque peu difficiles. Un grand Merci à Célia et Aurélie pour leur bonne humeur ! Dans t rois ans se sera à vous
! Céli
« west ern » à t on t our ! Aurélie, t oi aussi t u parleras à t es cellules (t ubes, cyt omèt res
!
sport ive je remercie ma famille et mes amis pour leur sout ien incondit ionnel. A ma Maman et mon P apa pour t out leur amour.
fière de moi. Merci à mes Mamies et P api.
Un grand Merci à t ous ceux qui y sont passés avant moi, Mat hieu, Nico, Romain !) et ceux qui ét aient là pour « nous » sout enir, Sébast ien, Evi, J ennifer (quand
nous parlions chinois chacun dans son domaine . Enfin, merci à mon compagnon, je chemins parallèles pas t oujours
t out t racés, hui nous voilà D
là dans les moment s difficiles.
Le mét abolisme de la cellule cancéreuse en macromolécules de cet t e cellule en proliférat ion et en réponse aux signaux du microenvironnement t umoral. Ainsi, la biosynt hèse des acides gras monoinsat urés (AGMI), est augment ée dans les cellules cancéreuses coliques et associée à une augment at ion de l
la st éaroyl-CoA désat urase (SCD), enzyme limit ant e de cet t e synt hèse. Les acides acide linoléique (CLA), c9,t 11-CLA et t 10,c12-CLA
et un effet ant i-t umoral dont les mécanismes moléculaires rest ent à préciser. Dans ce
cont ext e, les object ifs -1 dans la survie
de la cellule cancéreuse colique (CCC) et les mécanismes de régulat ion sous-jacent s -proliférat if des CLA.
SCD-1 conduit à SCD-1
P ar ailleurs, nous avons ét udié les effet s sur la viabilit é des CCC de deux isomères de -CLA et le t 10,c12-CLA in vitro. Nos résult at s mont rent que seul le t 10,c12-CLA induit une mort cellulaire par apopt ose des CCC sans affect er la survie de cellules coliques non t ransformées. Il apparait aussi êt re le seul isomère à réduire la biosynt hèse des AGMI dans les CCC. La mort induit e par le t 10,c12-CLA
Nos t ravaux apport ent des élément s nouveaux dans la compréhension du rôle de SCD-1 dans la survie des cellules cancéreuses coliques et les mécan
t 10,c12-CLA. Not re ét ude
une cible t hérapeut ique possible dans le t rait ement des cancers colorect aux.
M ot s clés : Synt hèse des acides gras monoinsat urés (AGMI), st éaroyl-CoA désat urase-1 (SCD-1), acide conjugué d
cancéreuses coliques.
Cancer cells adapt t heir met abolism in response t o signals from t he microenvironment and proliferat ion. T hus, MonoUnsat urat ed Fat t y Acid (MUFA) synt hesis is increased in colon cancer cells, and associat ed wit h increased St earoyl-CoA Desat urase (SCD) act ivit y, t he rat e limit ing enzyme of MUFA biosynt hesis. P olyunsat urat ed Fat t y Acid (P UFA), as isomers of conjugat ed linoleic acid (CLA), exert inhibit or act ivit y on SCD-1 and have ant i-cancer propert ies, but t heir mechanisms are not yet clear. In t his cont ext , t he aim of t his work was first t o evaluat e t he role of SCD-1 in t he proliferat ion of colon cancer cells (CCC) and t o define t he underlying mechanisms. In a second t ime, we provide new informat ion about regulat ion of t he ant i-proliferat ive effect of CLA.
In a first t ime we showed t hat ext inct ion of SCD-1 induces CCC apopt osis t hrough CHOP expression. In cont rast , t he ext inct ion of SCD-1 has no effect on viabilit y of non cancerous cells.
In addit ion, we st udied effect s of t wo isomers of CLA, c9,t 11-CLA and t 10, c12-CLA , on CCC viabilit y in vitro. We showed t hat only t 10, c12-CLA induces apopt ot ic CCC deat h wit hout affect ing survival of unt ransformed colon cells. t 10, c12-CLA seems t o be also t he only t o repress MUFA synt hesis. It is also shown t hat cell deat h induced by t 10, c12-CLA is ER st ress dependent t hrough react ive oxygen species generat ion.
T his work provides new informat ion about SCD-1 role in colon cancer cells survival
and mechanism of t 10, c12-CLA . T his st udy support s t he hypot hesis t o consider
MUFA biosynt hesis as a pot ent ial t herapeut ic t arget in colorect al cancer t reat ment .
T able des M at ières ... 1
T ables des figures et des t ableaux ... 6
A brév iat ions ... 9
Int roduct ion ... 12
1. Le cancer colorect al ... 13
1.1 Définit ion du cancer ...13
1.2 Le cancer colorect al en quelques chiffres...13
1.3 Anat omo-pat hologie du cancer colorect al ...14
1.4 Les fact eurs de risque ...15
1.5 La cancérogenèse colorect ale ...16
1.5.1 ... 17
1.5.2 ... 17
1.5.3 ... 18
1.5.4 Le rôle ... 19
1.5.5 Principales voies de signalisation impliquées dans le cancer colorectal ... 20
1.5.5.1 La voie de signalisat ion Wnt ou voie AP C/ -cat énine ... 20
1.5.5.2 La voie de T GF ... 22
1.5.5.3 La voie de p53 ... 23
1.5.5.4 ... 24
1.5.5.5 La voie RAS/ RAF/ MAP K ... 24
1.5.5.6 La voie P I3K/ Akt ... 26
2. La biosy nt hèse des acides gras insat urés ... 27
2.1 La synt hèse des acides gras monoinsat urés ...27
2.1.1 Les A GS, précurseurs des A GMI ... 27
2.1.2 La synthèse des A GMI ... 29
2.2 La synt hèse des acides gras polyinsat urés ...29
3. A lt érat ion du m ét abolism e des lipides et cancer ... 33
3.1 Les voies de signalisat ion, proliférat ion, et lipogenèse dans la cellule cancéreuse ....33
3.1.1 R ôle de BR CA 1 ... 33
3.1.2 R ôle des voies des facteurs de croissance ... 33
3.2 Alt érat ion de la composit ion lipidique dans les cancers ...35
3.3 ...37
4. La St éaroy l-C oA D ésat urase ... 39
4.1.1 La stéaroyl-CoA désaturase: enzyme du métabolisme des A GMI ... 39
4.1.2 Isoformes de la Stéaroyl-CoA Désaturase ... 40
4.1.3 Structure de la Stéaroyl-CoA Désaturase ... 41
4.2 Régulat ion de la St éaroyl-CoA Désat urase-1 ...42
4.2.1 -1 ... 42
4.2.1.1 Régulat ion de SCD-1 par SREBP ... 44
4.2.1.2 Régulat ion de SCD-1 par LXR ... 44
4.2.1.3 Régulat ion de SCD-1 par les P P ARs ... 45
4.2.1.4 Régulat ion de SCD- ... 46
4.2.1.5 Régulat ion de SCD-1 par les fact eurs de croissance ... 46
4.2.1.6 Régulat ion de SCD-1 par les AGP I ... 46
4.2.2 R égulation post- -1 ... 47
4.2.3 R égulation post-traductionnelle de SCD-1 ... 47
4.2.4 R égulation allostérique de SCD-1 ... 48
4.3 Régulat ion du mét abolisme des lipides par SCD-1 ...49
4.4 Cont rôle du cycle cellulaire et de la proliférat ion par SCD-1 ...51
4.5 P ot ent iel t hérapeut ique de SCD-1 et des enzymes de la synt hèse des AGS ...53
4.5.1 Cas des enzymes de la synthèse des A GS : A CC et FA S ... 53
4.5.2 Une cible thérapeutique potentielle de certains cancers : SCD ... 55
5. M odulat ion de la proliférat ion cellulaire par les A G ... 57
5.1 Effet s des AGS et des AGMI en C16 et C18 ...57
5.2 cancérogenèse ...59
5.2.1 Structure des CLA ... 60
5.2.2 Origine des CLA ... 60
5.2.3 Potentiels thérapeutiques des CLA ... 61
5.2.3.1 P ropriét és ant i-cancérigènes des CLA ... 62
5.2.3.2 Aut res propriét és t hérapeut iques ... 63
5.2.3.3 Les CLA et la régulat ion de SCD ... 64
6. Le st ress du rét iculum endoplasm ique : origine et conséquences ... 65
6.1 La voie du st ress du rét iculum ...65
6.1.1 ... 66
6.1.2 La signalisation du stress du R E ... 66
6.1.2.1 La voie IRE1 ... 67
6.1.2.2 La voie P ERK : La modulat ion de la t raduct ion ... 69
6.1.2.3 La voie AT F6 ... 70
6.2 Conséquences du st ress du RE : après la survie, la mort des cellules ...70
6.2.1 mort dans le stress du R E ... 72
6.2.3 Mort cellulaire induite par BCL2 dans le stress du R E ... 73
6.2.4 Les caspases : enzymes effectrices de la mort dépendante du stress du R E ... 74
6.3 Origine du st ress du rét iculum ...75
6.3.1 ... 76
6.3.2 R égulation de la machinerie anti-oxydante ... 77
6.3.2.1 Les superoxydes dismut ases ... 78
6.3.2.2 La cat alase ... 78
6.3.2.3 La glut at hion peroxydase ... 79
6.3.2.4 Rôle de XBP 1 ... 79
6.3.3 Les R OS inducteurs du stress du R E ... 80
B ut de ce t rav ail ... 82
R ésult at s et discussion... 84
1. -1 induit coliques : im plicat ion de C H OP ... 85
1.1 Résult ats ...85
1.1.1 -1 et suppression de la synthèse de novo des A GMI ... 85
1.1.2 - ... 88
1.1.3 -1 ... 91
1.1.4 -1 ... 94
1.1.5 -1 aux cellules cancéreuses ... 97
1.2 Discussion ...98
2. Effet s des C LA sur la surv ie des cellules cancéreuses coliques: induct ion des R OS et act iv at ion du st ress du rét iculum endoplasm ique ... 104
2.1 Résult ats ... 104
2.1.1 Incorporation des CLA dans les cellules cancéreuses ... 104
2.1.2 Induction sélective de la mort par le t10,c12-CLA ... 105
2.1.3 Le t10,c12-CLA induit la mort par apoptose des cellules cancéreuses coliques 108 2.1.4 t10,c12-CLA inhibe la synthèse de novo des A GMI dans les cellules cancéreuses coliques ... 109
2.1.5 Induction du stress du réticulum endoplasmique par le t10,c12-CLA dans les cellules cancéreuses coliques ... 110
2.1.6 R ôle de JNK dans la mort induite par le t10,c12-CLA ... 113
2.1.7 R ôle de CHOP dans la mort par apoptose induite par le t10,c12-CLA ... 115
du stress du réticulum endoplasmique ... 118
2.2 Discussion ... 119
C onclusion et P erspect iv es ... 124
M at ériels et M ét hodes ... 129
1. C ult ure cellulaire et t rait em ent s ... 130
1.1 Lignées cellulaires ut ilisées ... 130
1.2 Condit ions de cult ure et t rait ement s ... 131
1.2.1 Entretien des lignées ... 131
1.2.2 T ransfections par les A R N interférents ... 131
1.2.3 T ransfection de plasmides ... 132
1.2.4 T raitement avec les inhibiteurs de SCD-1 ... 132
1.2.5 T raitement par les acides gras ... 132
1.2.5.1 ... 132
1.2.5.2 ... 133
1.2.5.3 P réparat ion des cellules et t rait ement ... 134
1.2.6 T raitement avec un inhibiteur des R OS : N-acétyl-L-cystéine et
Ƚ-tocophérol 1341.2.7 T raitement avec un inhibiteur de JNK : SP600125 ... 135
1.2.8 T raitement avec la T hapsigargine : contrôle positif du stress du R E ... 135
1.2.9 T rai ... 135
2. M esure de la proliférat ion cellulaire et v iabilit é ... 135
2.1 Analyse de la proliférat ion cellulaire ... 135
2.2 Analyse de la viabilit é ... 136
3. M ort cellulaire et m ort par apopt ose ... 136
3.1 Evaluat ion de la mort cellulaire ... 136
3.2 Evaluat ion de la mort par apopt ose ... 137
3.2.1 Marquage A nnexin V ... 137
3.2.2 Marquage au Hoechst ... 137
3.2.3 Marquage caspase-3 ... 137
4. -P C R ... 138
4.1 Ext ract ion des ARN t ot aux ... 138
4.2 ... 138
4.3 T ranscript ion inverse ... 138
4.4 La P CR semi-quant it at ive ... 139
4.5 La P CR en t emps réel ... 140
5.1 Ext ract ion des prot éines ... 141
5.1.1 Extraction des protéines totales ... 142
5.1.2 Extraction des protéines nucléaires ... 142
5.2 Migrat ion et t ransfert ... 143
5.3 Incubat ion des ant icorps et révélat ion ... 143
6. -1 ... 144
7. Ev aluat ion du niv eau de R OS int racellulaires ... 145
8. St at ist iques ... 145
B ibliographie ... 146
P ublicat ions et com municat ions ... 185
Tables des figures et des t ableaux
Figure 1 : Est imat ion de l' incidence (st andardisée par l' âge) et de la mort alit é pour le cancer
colorect al dans le monde. ... 13
Figure 2 : La voie de signalisat ion Wnt , impliquant le couple AP C/ -cat énine. ... 21
Figure 3 : La voie de TGF et ses alt érat ions dans les cancers colorect aux. ... 23
Figure 4 : Implicat ion des voies RAS/ RAF/ MAP K et P I3K/ Akt dans le cancer colorect al. 25 Figure 5 ... 28
Figure 6 : Biosynt hèse des AGP I des séries n-6 et n-3 chez les mammifères. ... 31
Figure 7 : Biosynt hèse des AG à longue chaîne et t rès longue chaîne chez les mammifères. . 32
Figure 8 SCD-1 dans huit t umeurs coliques humaines. ... 38
Figure 9 : Insert ion d' une double liaison par la SCD. ... 39
Figure 10 : Rôle de SCD1 dans la synt hèse des lipides. ... 40
Figure 11 : Modèle de la t opologie membranaire de SCD-1 chez la souris. ... 42
Figure 12: Diagramme du promot eur de SCD-1. ... 43
Figure 13 : Inhibit eurs de la SCD-1. ... 49
Figure 14 : Régulat ion du mét abolisme et des voies de signalisat ion par SCD-1 dans les cellules cancéreuses. ... 51
Figure 15 : St ruct ure des acides gras conjugués de l' acide linoléique. ... 60
Figure 16 : Voies de signalisat ion du st ress du rét iculum endoplasmique. ... 68
Figure 17 : La mort cellulaire programmée ou apopt ose induit e par le st ress du RE. ... 71
Figure 18 : Voies de product ion de ROS dans la cellule. ... 76
Figure 19 : Les espèces réact ives de l' oxygène synt hèse, inact ivat ion et conséquences ... 77
Figure 20 SCD-1 et de son activit é par siRNA dans les cellules cancéreuses coliques. ... 86
Figure 21 SCD-1 par les siRNA dans les cellules U2OS. ... 86
Figure 22 : Effet des inhibit eurs de SCD-1, CVT -11127 et MF- désat urat ion SCD. ... 87
Figure 23 SCD-1. ... 88
Figure 24 -1 dans les cellules U2OS. ... 89
Figure 25 : Induct ion de la mort cellulaire par les inhibit eurs de SCD-1, CVT -11127 et MF- 438. ... 90
Figure 26 dans les lignées cellulaires U2OS et SW480 après t rait ement à la t hapsigargine. ... 91
Figure 27 : Expression en ARNm X BP1 -1 dans les
cellules U2OS et SW480. ... 92
Figure 28 : Expression de la forme phosphorylée de la prot éine eIF2
αaprès pert e de
-1 dans les cellules U2OS et SW480. ... 92
Figure 29 -1 dans
les cellules U2OS et SW480... 93
Figure 30 -1 dans les cellules
cancéreuses coliques SW480 et HCT 116 et les cellules U2OS. ... 94 Figure 31 : Rôle de CHOP dans la mort alit é des cellules HCT 116 déficient es en SCD-1... 95
Figure 32 SCD-1
dans les cellules U2OS. ... 96
Figure 33 -1 par les siRNA sur les fibroblast es de
peau humains normaux (NHDF). ... 97 Figure 34 : Induct ion de mort par le t 10,c12-CLA dans les cellules cancéreuses coliques. .. 106 Figure 35
t ransformées, NCM460. ... 107
Figure 36 -CLA dans les cellules cancéreuses coliques.
... 108 Figure 37 : Le t 10,c12-CLA réduit la synt hèse des AGMI dans les cellules cancéreuses
coliques. ... 110 Figure 38 : Expression de GRP 78 après t rait ement par les CLA dans les cellules cancéreuses coliques. ... 111 Figure 39 :
cellules cancéreuses coliques. ... 112
Figure 40 par le t 10,c12-CLA dans les cellules
cancéreuses coliques. ... 113 Figure 41 : Rôle de phospho-J NK1/ 2 dans la mort des cellules HCT116 induit e par le
t 10,c12-CLA. ... 114 Figure 42
t rait ement par le t 10,c12-CLA. ... 115 Figure 43 : Le t 10,c12-
cellules non cancéreuses coliques. ... 116 Figure 44 : Rôle de CHOP dans la mort par apopt ose induit e par le t 10,c12-CLA dans les
cellules cancéreuses coliques. ... 117
Figure 45 : Le t 10,c12- ... 119
T ableau 1 : Fact eurs impliqués dans la régulat ion de la St éaroyl-CoA Désat urase-1 [115]. .. 43
T ableau 2 : Est imat ion de la quant it é en CLA présent e dans divers aliment s [252]. ... 61
T ableau 3 : Enrichissement des cellules HCT 116 en CLA 24 et 48h après t rait ement . ... 105
T ableau 4 : Lignées cellulaires ut ilisée. ... 130
T ableau 5 : Séquences des ARN int erférent s (siRNA). ... 131
T ableau 6 : Et ape de la transcript ion inverse dans le t hermocycleur. ... 139
T ableau 7 : List e des amorces de P CR semi-quant it at ive. ... 140
T ableau 8 : P rogramme de P CR semi-quant it at ive. ... 140
T ableau 9 : List e des amorces de P CR en t emps réel. ... 141
T ableau 10 : P rogramme de P CR en t emps réel. ... 141
T ableau 11 : List e des ant icorps employés pour l' immuno-blot t ing. ... 144
A brév iat ions
AA : Acide Arachidonique (20:4n-6) Aa : Acides aminés
ACC : Acét yl-CoA Carboxylase ACL : Adénosine t riphosphat e-Cit rat e Lyase
ADN : Acide DésoxyriboNucléique ADNc : ADN complément aire AG : Acides Gras
AGMI : Acides Gras MonoInsat urés AGP I : Acides Gras P olyInsat urés
AGP I-RE : Elément de Réponse aux AGP I AGS : Acides Gras Saturés
AGS : Acides Gras T rans
ALA : Acide -linolénique (18:3 n-3) AMP k : A MP-activated protein Kinase AP -1/ 2 : A ctivated Protein-1 / 2
AP AF1 : A poptosis Protease-A ctivating Factor1
AP C : A denomatous Polyposis Coli ARN : Acide RiboNucléique
ASK1 : A poptosis Signal-regulating Kinase1 AT F : A ctivating T ranscription Factor AT P : Adénosine T riP hosphat e
AURKA : Aurora Kinase A BAX : Bcl-2-associated X protein BCA : acide bicinchoninique
Bcl-2 : homologous antagonist/ killer bFGF : basic Fibroblast Growth Factor BH3 : Bcl-2 homology domain 3
BIM : Bcl2-interacting mediator of cell death
BIP / GRP 78 : Glucose-R egulated Protein 78
BSA : Sérum albumine bovine BUB1 : Budding Uninhibited by Benzimidazoles 1
bZIP : basic leucine zipper
C/ EBP : CA A T / Enhance Binding Polymerase II
CDK : Cyclin Dependent Kinase CHEK
2: Chekpoint Kinase 2
CHOP : C/ EBP Homologous protein (GADD153)
CIMP : CpG Island Methylation Phenotype CIN : Chromosome INstability
CLA : Conjugated Linoleic A cid CLA1 : c9,t 11-CLA
CLA2 : t 10,c12-CLA
c-MYC : c-myelocytomatosis oncogene COX : Cyclo-OXygénase
c-P ARP : P ARP Clivé
DAP K2 : Death-A ssociated Protein Kinase 2
DCC : Deleted in Colorectal Cancer DDIT 4 : DNA Damage-Inducible T ranscript 4
DGLA : Acide Dihomo- -Linolénique (20:3n-6)
DHA : Acide DocosaHexaénoïque (22:6 n-3) DMEM :
Medium
DMSO : Dimét hylsulfoxide DN : Dominant Négat if
DNMT : ADN mét hylt ransférases DP A : Acide DocosaP ent aénoique (22:5 n-3)
DR5 : Death R eceptor 5 DT T : Dit hiot hréitol EC : Est er de Cholest érol
ECL : Enhanced ChemiLuminescent, EDT A : Acide Et hylène Diamine T ét raacét ique
EGF : Epidermal Growth Factor
EGFR ErbB)
EGT A : Acide Et hylène Glycol T ét raacét ique
eIF2 : Eukaryotic translation Initiation Factor 2
ELC : Elongase à longue chaîne
ELVOL : Elongation of V ery Long Chain Fatty A cid
EP A : Acide EicosaP ent aénoïque (20:5 n-3) ERAD : Endoplasmic R eticulum -A ssociated Degradation
ERK : Extracellulary R egulated Kinase ERSE : Elément de réponse au st ress du RE
FADS : Fatty A cid Desaturase FAS : Fatty A cid Synthase
FIT C : Fluorescéine IsoThioCyanat e
FLIP : FLice (caspase-8) Inhibitory Protein G
1: phase G
1du cycle cellulaire
G
2: phase G
2du cycle cellulaire GADD153 : Growth A rrest and DNA Damage 153 (CHOP )
GA DD34 : Growth A rrest and DNA Damage 34
GDP : Guanosine DiP hosphat e GLA : Acide -Linolénique (18:3 n-6) GLUT 4 : GLUcose T ransporter type 4 GP X : Glut at hion P eroxydase
GRP 94 : Glucose-R egulated Protein 94 GSH : Glut at hion
GSK3 : Glycogen Synthase kinase 3Ⱦ GT P : Guanosine T riP hosphat e HCC : Hépat oCarcinomes Cellulaires HEP ES : acide 4-(2-hydroxyét hyl)-1- pipérazine ét hane sulfonique
HER : Human Epidermal Growth Factor R eceptor (ErbB)
HNP CC : Heriditary Non Polyposis Colorectal Cancer
HSD : honestly significant difference IGF : Insulin like Growth Factor IRE : élément de réponse à l
IRE1 : Inositol-R equiring Kinase 1 J NK : c-Jun amino terminal kinase Keap1 : Kelch-like Ech-associated protein1 KO : Knock-Out
LA : Acide Linoléique (18:2 n-6) LDL : Low Density Lipoprotein
LepRE : élément de réponse à la lept ine.
LOX : Lipoxygénase LT : Leucot riène LXR : Liver X R eceptor
LXR-RE : Elément de réponse au LXR M : Mit ose
MAP K : Mitogen-A ctivated Protein Kinase MLH : MutL homolog
MMR : DNA mismatch repair MOP S : Acide γ-
morpholinopropanesulfonique MSH : MutS homolog
MSI : MicroSatellite Insatbility
mT OR : mammalian T arget Of R apamycin NAC ou L-NAC : N-acétyl-L-cyst éine NADP H : Nicot inamide Adénine Dinucléot ide P hosphat e
NF-1 : Nuclear Factor 1 NF-Y : Nuclear Factor Y
NF-
κB : Nuclear Factor Kappa-light-chain- enhancer of activated B cells
NHDF : fibroblast es de peau non différenciés humains
NOXA : neutrophil NA DPH Oxidase factor NRF2 : transcription Factor Nuclear Fespiratory 2
OMS : Organisat ion Mondiale de la Sant é
P ARP : P oly (ADP -ribose) polymerase
P C : P hosphat idylcholines P CR : réact ion en chaîne par polymérisat ion
P DGF : Platelet-Derived Growth Factor P DK2 : 3-phosphoinositide dependent kinase 2
P ERK : double-stranded R NA -activated protein kinase like ER Kinase
P G : P rost aglandine
P GC-1 : Peroxisome proliferator-activated receptor co-activator-1Ƚ
P I3K : P hosphat idyl-Inosit ol 3'-Kinase P KR : interferon-induced double-stranded R NA -activated protein kinase
P L : P hospholipides P LK
1: Polo-Like Kinase 1
P MS1/ 2 : Post Meiotic Segregation increased 1/ 2
P MSF : Fluorure de phenylmét hanesulfonyle
P P AR : Peroxisome Proliferator-A ctivated R eceptor
P P RE : Elément de réponse aux P P AR P T EN : Phosphatase and T ENsin homolog P UMA : p53 Upregulated Modulator of A poptosis
P VDF : Flurorue de P olyvinylidène
Rb : gène de la prot éine du Rét inoBlast ome RE : Rét iculum endoplasmique
RNase : Endoribonucléase ROS
RT : t ranscript ion inverse
RXR : Récept eurs X aux Rét inoïdes S : phase S du cycle cellulaire SCAP : SR EPB Cleavage-A ctivating Protein
SCD : St éaroyl-CoA Désat urase SD : Sérum Délipidé
SDA : Acide St éridonique (18:4 n-3)
SDS : Sodium-Dodécyl-Sulfat e siRNA : ARN int erférent siRNA : pet it ARN int erférant
Skp2 : S-phase kinase-associated protein 2 SOD : Super Oxyde Dismut ase
SP 1 : Specificity Protein 1
SREBP : Sterol R egulatory Element- Binding Protein
SV40 : Simian V irus 40 SVF
T CF4 : T ransCription Factor 4 T g : T hapsigargine
T G : T riglycérides
T GF : T ransforming Growth Factor T GFR : Récept eur au TGF
T LR : Récept eurs T oll Like T NF : T umor Necrosis Factor T R : T riodothyronine receptor
T RAF2 : T umor necrosis factor R eceptor- A ssociated Factor 2
T RAIL : T umor necrosis factor-R elated A poptosis-Inducing Ligand
T rb3 : T ribbles homolog 3 T RX : T hioredoxine T XA
2: T hromboxane A
2UP R : Unfold Protein R esponse
USP 2a : Ubiquitin-Specific Protease 2a VEGF : V ascular Endothelial Growth Factor
VLDL : V ery Low Density Lipoprotein VP 16 : Et oposide
XBP 1 : X -box Binding Protein1
XBP 1s : XBP 1 épissé
Int ro duct ion
1. Le cancer colorect al 1.1 D éfinit ion du cancer
, le cancer est un t erme générique appliqué à un grand groupe de maladies pouvant
st iques est la proliférat ion rapide de cellules
1.2 Le cancer colorect al en quelques chiffres
Le cancer colorect al est , dans le
monde ent ier, le t roisième cancer le plus diagnost iqué 000 cas, soit 10% des cancers, et le second chez la femme avec 570 000 cas, soit 9,4% des cancers. P rès de 60% des cancers colorect aux t ouchent les personnes des pays incidence est décuplée ent re les pays indust rialisés et les pays sous développés, en part iculier, en Aust ralie, en
Sud [1] (Figure 1).
Le nombre de décès par cancer colorect al est est imé dans le monde à 608 000 par an, F igure 1 : Est im at ion de l'incidence ( st andardisée par l'âge) et de la m ort alit é pour le cancer colorect al dans le m onde.
(par 100 000)
Ferlay et al.[1]
des niveaux plus faibl 1,4:1).
1.3 A nat om o-pat hologie du cancer colorect al
Le côlon se divise en quat re segment s, le côlon droit ou ascendant , le côlon t ransverse, le côlon gauche ou descendant et le côlon sigmoïde qui rejoint le rect um par la jonct ion rect o-sigmoïdienne. Le côlon mesure environ 1,50 m et le rect um 15 cm.
Les cancers colorect aux regroupent les cancers coliques et les cancers du rect um. Ils début ent généralement par un adénome, qui est une t umeur bénigne t ouchant une glande t elle que les glandes endocrines
reins, les seins, la vésicule biliaire ou les t est icules, ou cert aines muqueuses t elles que
les muqueuses anat omo-
la présence de muco-sécrét ions.
adénocarcinome. P lus de 95% des t umeurs coliques sont des adénocarcinomes. Les polypes, quant à eux sont des format ions en relief qui font saillie sur la muqueuse int est inale.
mont rant un t aux élevé de mit oses, une mat urat ion incomplèt e et un rat io nucléo- cyt oplasmique élevé. Cet t e proliférat ion est désorganisée mais non aut onome. La dysplasie est le précurseur du néoplasme in situ. La néoplasie est la proliférat ion
st imuli.
L t umeur épit héliale bénigne a une prévalence de 7% dans la t ranche -49 ans, 15% ent re 50 et 59 ans et de 20 à 30% ent re 64 et 74 ans [2]. La filiat ion adénome-cancer ne fait plus de dout e. Les adénomes ou polypes se t ransforment en adénocarcinome ou
nait par hyper-proliférat ion de en
t umeur, et infilt re le chorion puis la musculeuse.
La t ransformat ion des adénomes a pu êt re const at ée chez des pat ient s refusant
est imée ent re 60 et 80% [3]. Les fact eurs qui influencent le plus cet t e t ransformat ion maligne
dysplasie [4].
1.4 Les fact eurs de risque
Les cancers colorect aux apparai : on considère les
sujet s âgés de plus de 50 ans comme la populat ion à risque moyen. La populat ion a risque élevé sont
colorect al, les sujet s ayant un ant écédent personnel, ou familial
colorect al, de cancer colorect al, et les personnes at t eint es de rect ocolit es ulcéro- hémorragiques ou de la maladie de Crohn. Le risque est quant à lui t rès élevé dans les familles at t eint es de cancers à t ransmission hérédit aire [4].
Dans environ 5% des cas, le cancer colique survient dans un cont ext e de maladies hérédit aires prédisposant au cancer colique, à t ransmission aut osomique dominant e et à pénét rance élevée. La polypose adénomat euse familiale et le syndrome de Lynch ou HNP CC (Heriditary Non Polyposis Colorectal Cancer) sont les deux maladies act uellement ident ifiées comme associées aux gènes de suscept ibilit é du cancer colorect al [5].
La variabilit é de l
influence de fact eurs ,
.
Not re aliment at ion a beaucoup évolué au cours de ces 60 dernières années. Les
apport s en prot éines sont en général suffisant s voire excédent aires. Les apport s en
glucides simples sont t rop import ant s au dét riment des glucides complexes et des
fibres aliment aires. Les apport s en lipides sont quant à eux t rop import ant s et
majorit airement riches en acides gras sat urés. Aucun lien significat if ent re la
consommat ion de lipides sat urés et le risque de cancer colorect al en
évidence. Les lipides polyinsat urés auraient quant à eux un rôle prot ect eur vis-à-vis
du développement du cancer colorect al [6, 7]. La consommat ion de prot éines apparait liée à une augment at ion du risque de cancer colorect al, en part iculier une consommat ion excessive de viande rouge [4, 8]. La cuisson des viandes rouges induit la format ion à part ir des prot éines [9, 10], celle des graisses -à haut e t empérat ure- produirait des promot eurs de la cancérogenèse t els que des hydrocarbones aromat iques polycycliques. La consommat ion de fruit s et de légumes a quant à elle un effet prot ect eur, qui serait lié à leur t eneur en vit amines, en ant ioxydant s, en fibres aliment aires et à leur effet de lest diminuant la concent rat ion des carcinogènes dans le bol fécal [11].
Il a n apport calorique élevé, une obésit é, et la sédent arit é sont
associés à un [12] -
insulinémie serait également un promot eur dans la cancérogenèse [13].
La consommat i fois le risque de
cancer colorect al dès 40g/ jour. La bière est la boisson qui augment e le plus ce risque.
cyt ot oxique prouvée [14, 15]. Le t abagisme est également associé à une augment at ion du risque et de la mort alit é par cancer colorect al au delà de 20 paquet s/ an ; ce risque disparait après arrêt du t abac [15, 16].
1.5 La cancérogenèse colorect ale
Le cancer colorect al représent e un modèle de cancérogenèse mult i-ét apes caract érisé t iques successives, responsables de la Ces alt érat ions t ouchent les oncogènes et les
alt érat ions somat iques et const it ut ionnelles a p mécanismes de cancérogenèse colique [4, 17-20]
et .
la cancérogenèse colorect ale et de nombreuses voies de signalisat ion sont t ouchées.
1.5.1
rat ion la plus commune des cancers coliques et représent e environ 85% des cas [21]. du phénot ype CIN, Chromosome INstability. Cet t e inst abilit é chromosomique est caract érisée par la survenue de pert es alléliques sur le bras court des chromosomes 8 et 17, ainsi que sur le bras long des chromosomes 5, 18 et 22. Ces pert es alléliques sont associées à des mut at ions fréquent es des gènes suppresseurs de t umeur p53 (17p13) et le gène A PC (A denomatous Polyposis Coli ; 5q21 act ivat ion biallélique e gènes
suppresseurs de t umeur ciblés cependant
plusieurs gènes sont des candidat s pot ent iels, DCC (Deleted in Colorectal Cancer), SMA D2 et SMA D4. Les prot éines SMAD2 et SMAD4 jouent un rôle clé dans la voie de signalisat ion du T GF (T ransforming Growth Factor). Sur les chromosomes 1q, Ces pert es alléliques sont souvent associées à un cont enu anormal en ADN (aneuploïdie).
s [17,
18].
La survenue de mut at ions « st op » dans le gène A PC
phénot ype. En effet , la prot éine AP C joue un rôle dans la ségrégat ion chromosomique par liaison avec la prot éine BUB1 (Budding Uninhibited by Benzimidazoles 1), en int eract ion avec les kinét ochores des chromosomes, et le maint ien de la polymérisat ion des microt ubules [22, 23]. Cependant
gène AP C as nes sont
impliqués, en part iculier des gènes part icipant s au cont rôle du fuseau mit ot ique sucept ibles de mut at ions A UR KA (Aurora Kinase A), sérine t hréonine kinase associée au cent rosome, est fréquent e dans les cancers colorect aux et est aussi associée à ce phénot ype [24].
1.5.2
Un deuxième mécanisme, caract érisé par une inst abilit é des séquences répét ées de
t ypes microsat ellit es, résult e
mésappariement s des bases (DNA mismatch repair, MMR). Les séquences microsat ellit es sont part iculièrement sensibles aux erreurs de réplicat ion, et donc la
inst abilit é génét ique. Le syst ème MMR est composé de sept prot éines différent es (MLH1, MLH3, MSH3, MSH6, P MS1 et P MS2 nt pour former des complexes hét érodimériques, pour reconnait re et réparer [25].
Dans les cancers sporadiques, ces défaut s de réparat ion sont principalement liés à hMLH1. Dans le cas du syndrome de Lynch ou
gènes hMSH2, hMLH1, hMSH6 et P MS2. Les t umeurs de ce groupe, dit phénot ype MSI (MicroSatellite Insatbility), représent ent 15% des cancers colorect aux [17]. Ces t umeurs sont diploïdes, et les mut at ions des gènes p53 et A PC sont significat ivement moins fréquent es que pour le phénot ype CIN [26]. Ce déficit du syst ème MMR ent raine une accumulat ion de mut at ions secondaires part iculièrement délét ères si ces séquences répét ées se sit uent en région codant e de gènes impliqués dans le cont rôle
ét é décrit pour le gène du récept eur de t ype II du T GF ou le gène pro-apopt ot ique BAX (Bcl-2-associated X protein) [17].
1.5.3
15% des cancers colorect aux sporadiques, définissant un nouveau phénot ype de cancer colorect al, bien souvent en associat ion avec les phénot ypes présent és précédemment [27]. Ces anomalies de la mét hylat ion t ouchent les cyt osines des îlot s CpG des promot eurs, et ent rainent leur inact ivat ion t ranscript ionnelle. On parle de phénot ype CIMP (CpG Island Methylation Phenotype) hypermét hylat ion du gène suppresseur de t umeur p16
INK 4Aest observée dans 26% des cas de cancer colorect al [28].
des ADN mét hylt ransférases
(DNMT ) qui cat alysent le t ransfert de groupement s mét hyles. Des t aux élevés
DNMT -1 ont ét é mis en évidence dans les cellules cancéreuses coliques,
et il a ét é m DNMT -1 pouvait conduire à la t ransformat ion cellulaire [29, 30].
1.5.4
prédispose souvent à la t ransformat ion maligne [31]. En effet , les pat ient s at t eint s de maladies inflammat oires chroniques des int est ins présent ent une incidence accrue de cancer colique [32].
favorise
[33]. Quelques prot éines ont ét é ident ifiées comme clés dans le développement de t umeurs, les récept eurs T oll Like (T LR), le T NF (T umor Necrosis Factor), le NF- κ B (Nuclear Factor Kappa-light-chain-enhancer of activated B cells) et la cyclo-oxygénase-2 (COX2) [34].
La surexpression de cert ains T LR a ét é rapport ée dans les maladies inflammat oires t ion de ces récept eurs conduit à un signal -inflammat oires t els que COX2 [35]. Des souris déficient es en T LR4, auxquelles des cellules cancéreuses coliques ont ét é inoculées, présent ent un t aux de survie meilleur que les souris non déficient es
[36] ancérogenèse colique.
T NF est une cyt okine de la famille des T NF. Il conduit à une réponse inflammat oire via la voie NF- κ B ou à une act ivat ion de la caspase-8, qui a un rôle [37]. Les effet s cont radict oires du T NF vis-à-vis de la cancérogenèse colorect ale dépendent de la quant it é présent e. Un t aux t rès élevé en T NF est nécessaire pour induire une réponse pro-apopt ot ique [38]. T out efois, P opivanova
et al. par KO (Knock-Out) de son
récept eur chez la souris réduit la format ion de t umeurs colorect ales [39].
NF- κ B joue un rôle dans la régulat ion de la réponse immunit aire et inflammat oire.
Son act ivat ion a ét é associée
aux fact eurs ant i-apopt ot iques de la famille de Bcl-2, aux fact eurs angiogéniques, et à
COX2 [40]. NF- κ B est un fact eur de t ranscript ion dimérique cyt oplasmique t ransloqué au noyau sous le signal des T LR.
Des expériment at ions menées sur des souris déficient es en A PC t rait ées avec des inhibit eurs de COX2 ou déficient es en COX2 présent ent un faible t aux de format ion de polypes. COX2 convert it l (20:4n-6) en prost aglandine (P G) de la série P GG
2, aut res molécules, P GE
2, P GD
2, P GF
2, P GI
2et le t hromboxane A
2(T XA
2). P GE
2, est un induct eur de la proliférat ion sur son récept eur, qui confère à COX-2 son rôle dans la cancérogenèse [41, 42]. Les cyclo-oxygénases act ivent de nombreux fact eurs angiogéniques, comme VEGF (V ascular Endothelial Growth Factor) et le bFGF (basic Fibroblast Growth Factor P GE
2.
1.5.5 P rincipales v oies de signalisat ion im pliquées dans le cancer colorect al
En plus des différent es alt érat ions génét iques présent ées précédemment , il exist e différent es voies de signalisat ion affect ées lors du cancer colorect al, not amment dues à des mut at ions délét ères qui prédisposent au développement t umoral.
P armi les voies impliquées, on ret rouve la voie de signalisat ion Wnt (voie AP C/ -cat énine), la voie de T GF , la voie p53,
RAS/ RAF/ MAP K (Mitogen-A ctivated Protein Kinase) et la voie P I3K (phosphat idyl-inosit ol 3' -kinase) [17-19].
1.5.5.1 La voie de signalisat ion W nt ou voie A P C/ β -cat énine Le gène suppresseur de t umeur A PC est un act eur essent iel de cet t e voie de signalisat ion. Il est mut é dans 60 à 80% des cas de cancer colorect al de phénot ype CIN.
Le gène A PC code une grosse prot éine de 312 kDa de 2843 acides aminés. Un cont rôle négat if du
en int eract ion avec la -cat énine (Figure 2).
F igure 2 : La v oie de signalisat ion W nt , im pliquant le couple A P C /
Ⱦ-cat énine.A gauche, hors de t out e act ivat ion de cet t e voie, la prot éine GSK3 est phosphorylée, et forme un complexe avec la prot éine AP C puis ret ient la -
co -oncogène Wnt , à droit e, cela ent raine une
inhibit ion de la GSK3 . Dans ce cas,
lieu, la - -4, puis le complexe est
-cat énine/ T CF4 st able, et une sur-act ivat ion de la voie.
Après act ivat ion de la voie de signalisat ion par le récept eur Wnt , la -cat énine
fact eur de t ranscript ion T CF4, ce qui conduit à sa t ranslocat ion dans le noyau, où il
déficience en prot éine AP C, le complexe -cat énine/ T CF4 rest e const it ut ivement
act if er la -cat énine pour sa dégradat ion. En
présence de la prot éine AP C, la -cat énine quit t e le complexe pour se lier à AP C et
induit sa dégradat ion par le prot éasome. La régulat ion négat ive par la prot éine AP C
de la - s part enaires ne et la glycogen synt hase kinase 3 (GSK3 ).
-cat énine/ T CF4 est ret rouvée lors de mut at ions de la -cat énine empêchant sa dégradat ion par le prot éasome. Ces mut at ions surviennent dans 50% des cas de cancer du côlon où aucune mut at ion du gène A PC
Un des gènes cibles d -MYC qui est surexprimé dans les cancers colorect aux, et qui induit la proliférat ion des cellules épit héliales coliques.
P ar ailleurs, la -cat énine se lie avec la E-cadhérine qui est une prot éine de la famille
prot éine AP C en déplaçant la -cat énine de son sit e de liaison à la E-cadhérine,
empêche cet t e dernière de joue favorise ainsi la
migrat ion des cellules épit héliales coliques vers le sommet des villosit és ainsi que leur desquamat ion dans la lumière int est inale [43].
1.5.5.2 La voie de T G F β
Les membres de la famille du T GF sont des fact eurs de croissance et de différenciat ion impliqués dans plusieurs processus biologiques, t els que la proliférat ion et la différenciat ion cellulaire la mat rice ext racellulaire, la
T GF 1 est un inhibit eur de la proliférat ion cellulaire épit héliale. La t ransduct ion du
signal est permise, après act ivat ion des récept eurs à act ivit é sérine t hréonine kinase,
T GF RI et T GF RII, par deux prot éines SMAD2 et SMAD4, qui forment un
hét érodimère t ransloqué au noyau, où il cont ribue à la t ranscript ion de gènes
impliqués dans le cycle cellulaire (Figure 3 T GF est
et à
F igure 3 : La v oie de T G F
Ⱦ et ses alt érat ions dans les cancers colorect aux .La fixat ion de TGF sur son récept eur TGF RII induit sa phosphorylat ion qui forme ensuit e un hét érodimère avec TGF RI induisant sa phosphorylat ion. Le complexe ainsi act ivé phosphoryle à son t our la prot éine SMAD2, qui va former un hét érodimère avec SMAD4.
ble est alors t ransloqué au noyau où il cont ribue à la t ranscript ion de gènes colorect aux (* en rouge) à la suit e de mut at ion du récept eur T GF RII, ou par mut at ion inact ivat rice des gènes SMA D2 et SMA D4.
Cet t e voie de signalisat ion est impliquée dans 20 à 30% des cancers colorect aux de phénot ype CIN par mut at ions inact ivat rices des gènes SMA D2 et SMA D4. Elle est aussi impliquée dans le phénot ype MSI, où le gène du T GF RII est inact ivé de manière biallélique dans 60 à 80% des cas.[44-46]
1.5.5.3 La voie de p53
Le gène suppresseur de t umeur p53 est inact ivé par des pert es alléliques et des mut at ions ponct uelles dans 60 à 80% des cas de cancer de t ype CIN.
Les alt érat ions de p53 sont impliquées dans la séquence adénome-cancer et
surviennent t ardivement au cours de la carcinogenèse colorect ale. La prot éine p53
bloque le cycle cellulaire en phase G1/ S, par induct ion de la t ranscript ion du gène
inhibit eur du cycle cellulaire CIP1/ W A F1 lors de lésions lle peut
également -apopt ot ique
BA X , import ant es pour êt re réparées.
gène de la prot éine p53 serait donc au cent re de la t ransformat ion maligne de la [47, 48]
1.5.5.4 G F
Le récept eur à (Epidermal Growth Factor) ou EGFR (ou HER1, Human Epidermal Growth Factor R eceptor 1) est une glycoprot éine t ransmembranaire appart enant à la famille des récept eurs aux fact eurs de croissance à act ivit é t yrosine kinase, HER ou ErbB. Il exist e plusieurs ligands possibles au domaine ext racellulaire du récept eur, qui sont principalement , mais également -celluline et les neurégulines. La fixat ion du ligand - ou hét éro- dimérisat ion de EG
récept eurs de la famille ErbB comme HER2. Le domaine t yrosine kinase act ive par phosphorylat ion différent es voies de signalisat ion, la voie RAS/ RAF/ MAP K et la voie P I3K/ Akt (Figure 4).
P lusieurs alt érat ions génét iques peuvent expliquer une act ivat ion de la voie de . Une amplificat ion du récept eur est ret rouvée dans 10 à 15%
des cas de cancer colorect al, act ivat ion const it ut ive des voies RAS/ RAF/ MAP K et P I3K/ Akt . [17, 49-52]
1.5.5.5 La voie R A S/ R A F / M A P K
Les prot éines RAS font part ie de la famille des GT P ases. Elles jouent un rôle import ant dans la t ransmission de signaux ext racellulaires provenant des récept eurs membranaires vers le noyau, régulant la proliférat ion, la survie, la différenciat ion et la migrat ion cellulaire (Figure 4).
oscillent ent re un ét at (Guanosine T riP hosphat e),
et un ét at (Guanosine DiP hosphat e).
F igure 4 : Im plicat ion des v oies R A S/ R A F/ M A P K et P I3K / A kt dans le cancer colorect al.
Les * rouges représent ent les différent es alt érat ions de ces voies de signalisat ion dans le à la sur-act ivat ion des voies.
Le gène KR A S est fréquemment act ivé dans les cancers colorect aux. Cet t e act ivat ion -sens, qui lui confère un pouvoir oncogénique. La KR A S dans les cancers colorect aux est voisine de 40%. Une aut re prot éine, appart enant à la cascade RAS, a ét é mise en évidence
t hréonine kinase codée par le gène BR A F.
Extracellulary R egulated Kinase).
La voie de t ransduct ion du signal passant par RAS apparait act ivée dans 50% des
cas de cancer colorect al quelque soit le phénot ype. [17]
1.5.5.6 La voie P I3K / A kt
La voie P I3K/ Akt joue un rôle import ant dans cert aines fonct ions cellulaires, t elles que la régulat ion de la glycogenèse, la migrat ion, la survie et la proliférat ion des cellules.
Cet t e voie peut êt re act ivée de t rois façons différent es, par phosphorylat ion du domaine t yrosine kinase suit e à la liaison du ligand
assurée par la P DK2 (3-phosphoinositide dependent kinase 2), qui act ive également Akt , et par la prot éine Grb2, act iver la voie RAS (Figure 4).
Des mut at ions du gène PI3KCA codant pour la sous unit é cat alyt ique de la P I3K sont observées dans 12 à 15% des cas de cancer colorect al et sont associées à une augment at ion la voie P I3K/ Akt . Des alt érat ions somat iques (mut at ion, pert es alléliques ou hypermét hylat ion du promot eur) inact ivat rices de PT EN (Phosphatase and T ENsin homolog), act eur de cet t e voie de signalisat ion, pression de la prot éine, ont ét é observées dans 15 à 30%
des t umeurs colorect ales. La prévalence des mut at ions de PT EN
18% dans les cas de cancers de t ype MSI. Au t ot al, la cascade de signalisat ion est
impliquée dans plus de 70% des cancers colorect aux. [17]
2. La biosy nt hèse des acides gras insat urés
Les acides gras (AG) font part ie de la grande famille des lipides et const it uent t els que les phospholipides, les t riglycérides ou les est ers de cholest érol. Ils int erviennent comme élément s de st ruct ure des membranes biologiques, comme
également dans la nombreux gènes.
aliment aires, leur synt hèse de novo et leur cat abolisme par -oxydat ion.
Les AG sont des chaînes carbonées plus ou moins longues, avec des degrés (ou double liaison) différent s
s
présent ent une unique insat urat ion insat urés s
présent ent plusieurs insat urat ions.
18:0). Ces AG peuvent êt re apport és
sont issus de la synt hèse de novo. En revanche, t ous les AGP I ne sont pas synt hét isables par not re organisme. En effet , les deux précurseurs des voies de
- α -linolénique (ALA,
18:3 n-3), doivent êt re s.
2.1 La synt hèse des acides gras m onoinsat urés
2.1.1 Les A G S, précurseurs des A G M I
Les AGS sont la base pour la synt hèse des AGMI. La synt hèse de novo des AG a lieu principalement dans les t issus lipogéniques comme le foie, le t issu adipeux et les glandes mammaires.
La synt hèse des AGS se fait -
mit ochondriale du pyruvat e et de la dégradat ion oxydat ive des acides aminés
cét ogènes. Elle nécessit e e (Adénosine T riP hosphat e)
et du pouvoir réduct eur du NADP H,H
+( Nicot inamide Adénine Dinucléot ide P hosphat e).
La première réact ion de synt hèse des AGS est la synt hèse du malonyl-CoA à part ir
acét yl-CoA (Figure 5). Cet t Acét yl-CoA
Carboxylase (ACC).
NH
2t erminale. Ces deux isoformes présent ent une t rès fort e homologie de séquence et ont une act ivit é enzymat ique similaire [53].
F igure 5
La synt hèse des acides gras sat urés (AGS) début e par la synt hèse de malonyl-CoA à part ir - Acét yl Co-A Carboxylase (ACC) en présence de biot ine.
Ensuit e, le malonyl-CoA est greffé à un acét yl-CoA par la -cét oacyl synt hase, une des sept act ivit és enzymat iques de la Fatty A cid Synthase (FAS)
-cét oacyl réduct ase, une déshydrat at ion par la -hydroxylacyl déshydrat ase, une nouvelle énoyl-réduct ase, puis un nouveau cycle recommence avec la nouvelle
-CoA.
Le malonyl- Fatty A cid Synthase) pour allonger la chaîn (Figure 5). FAS est const it uée de sept sous unit és cat alyt iques dont les act ivit és sont les suivant es : acét yl/ malonyl-CoA t ransférase, -cét oacyl synt hase, -cét oacyl réduct ase,
-hydroxylacyl déshydrat ase, énoyl réduct ase, t hioest érase et
(acyl carrier protein) [54] ne se fait par un enchainement de réact ions conduit es par FAS, et peut varier ent re 2 et 7 cycles réact ionnels afin enir t ous les AGS, des AG à chaîne t rès court e (4:0), à chaîne int ermédiaire (16:0) majorit airement formé par cet t e chaîne de réact
palmit ique (16:0) à la suit e de sept cycles.
insat urat ions et / ou élongat ions qui seront assurées au niveau du rét iculum endoplasmique (RE).
2.1.2 La sy nt hèse des A G M I
Les AGMI sont issus de la désat urat ion des AGS. Cet t e réact ion est cat alysée majorit airement -désat urase, ou St éaroyl-CoA Désat urase (SCD), enzyme
du groupement carboxyle t erminal des AG. Les subst rat s préférent iels de SCD sont
(16:0) (18:0) pour former
(16:1 n-7) -
dépendant e de la présence de différent s cofact eurs NADP H, H
+et de deux aut res prot éines accept rices cyt ochrome b
5et la cyt ochrome b
5réduct ase (Figure 9, Introduction §4.1.1).
Il exist e une aut re désat urase re -désat urase
(ou FADS2, Fatty A cid Desaturase 2) qui int roduit une double liaison ent re les
carbones (16:1 n-10)[55].
2.2 La synt hèse des acides gras polyinsat urés
de 2 à 6 doubles liaisons et sont classés en deux familles principales, la famille en n-6
ou ω 6, dérivée de LA (18:2 n-6) et la famille en n-3 ou ω 3, dérivée de (18:3 n- 3).
Si les mammifères ont la capacit é de synt hét iser de novo les AGMI, la synt hèse des ment at ion. Les précurseurs de la synt hèse des AGP I sont alors s. P ar ailleurs, les AGP I n-3 et n-6 sont
sympt ômes de carences réversibles apparaissent . En effet , ils jouent non seulement un rôle st ruct ural en t ant que composant s indispensables des phospholipides membranaires, mais également un rôle fonct ionnel, car ils sont impliqués dans de nombreux processus biologiques (Figure 6)
génique.
principal de la biosynt hèse des AGP I est le foie [56], même si celle-ci peut t els que le cerveau, les reins ou les int est ins [57- 59]. -3 et n-6, emprunt ent la même voie de biosynt hèse, qui est une succession de réact ions de désat urat ion, et de rét roconversion peroxysomale selon les AGP I formés [60] (Figure 6).
Chez les mammifères, deux t ypes de désat urat ion sont effect ués dans la voie de
biosynt hèse des AGP I, - -désat urat ion est réalisée
-désat urase (FADS2), qui int roduit une double liaison ent re les carbones 6
- -désat urase (FADS1),
qui int roduit une double liai - -
linolénique (DGLA, 20:3n-6) et du 20:4 n-3.
P our former des AG à t rès longue chaîne possédant 5 ou 6 doubles liaisons, les AGP I à 20 carbones, t els que AA,
20:4 n- -3), les AGP I subissent
successivement deux élongat ions et sont ensuit e -oxydées par le peroxysome pour
former -
22:6 n-3).
F igure 6 : B iosy nt hèse des A G P I des séries n-6 et n-3 chez les m am m ifères.
En rouge,
α
