Effets des ligands de PPAR? sur la voie de signalisation des oestrogènes dans les cellules cancéreuses mammaires

Effects of the PPAR? ligands on estrogens signaling pathway in breast cancer cells

• Auteur / Autrice : Julie Lecomte
• Direction : Stéphane Flament
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et nutrition
• Date : Soutenance le 02/02/2009
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : BioSE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Aspects cellulaires et moléculaires de la reproduction et du développement
• Jury : Président / Présidente : Marie-Christine Rio
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Christine Rio, Stéphane Flament, Imrgard Irminger-Finger, Martine Duterque-Coquillaud, Marc Diederich, Isabelle Grillier-Vuissoz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Christine Rio, Imrgard Irminger-Finger

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules cancéreuses

Estradiol

Cancer du sein

Mots clés libres

MCF-7

ERa

Résumé

Le récepteur alpha des œstrogènes (ERa) est une cible privilégiée dans le traitement du cancer du sein. En effet, 70% des tumeurs sont hormono-dépendantes, c’est-à-dire qu’elles expriment ERa et que les œstrogènes contrôlent leur prolifération. Par ailleurs, les agonistes du récepteur nucléaire « Peroxisome Proliferator Activated Receptor gamma » (PPAR?? inhibent la prolifération des cellules cancéreuses mammaires in vivo et in vitro. L’objectif de la thèse visait à déterminer si ces composés, en particulier ceux de la famille des thiazolidinediones, interféraient avec la voie de signalisation des œstrogènes. Les travaux ont porté sur 2 lignées cancéreuses mammaires hormono-dépendantes : MCF-7 et ZR-75-1. La troglitazone (TGZ), la ciglitazone et la 15déoxy-Prostaglandine J2 (15d-PGJ2) altèrent la signalisation œstrogénique en induisant la dégradation de l’ERa. ?Cette protéolyse fait appel au protéasome 26S et elle est plus accentuée pour la lignée ZR-75-1. Les composés qui altèrent la signalisation œstrogénique inhibent aussi fortement la prolifération cellulaire. La dégradation de ERa ne semble pas dépendre de l’activation des ligands de PPAR? puisqu’un agoniste puissant comme la rosiglitazone n’induit pas cet effet. L’utilisation d’antagonistes de PPAR?, de la ?2-TGZ, dérivé de la troglitazone qui n’active pas PPAR? ainsi qu’une approche par interférence ARN ont permis de démontrer que la protéolyse de l’ERa est bien liée à mécanisme indépendant de PPAR?. La littérature indiquait que la 15d-PGJ2 se liait de façon covalente à ERa, ?mais pas à l’isoforme ERß. Nous avons observé que la 15d-PGJ2 n’induisait pas la protéolyse de ERß. Une dégradation différentielle a aussi été observée avec les thiazolidinediones. En outre, l’activité transcriptionnelle de ERa est affectée précocement après l’exposition des cellules aux différents ligands, suggérant une modification du récepteur. Afin de savoir si une liaison covalente pouvait être à l’origine de la protéolyse, un groupement biotine a été greffé sur la ?2-TGZ afin de réaliser des expériences de pull-down. Ce composé n’a pas permis de démontrer l’hypothèse mais cette molécule induit plus efficacement que la molécule d’origine la protéolyse non seulement de l’ERa, ?mais aussi de la cycline D1. Des modifications des ligands de PPAR? ?pourraient donc avantageusement diminuer les doses efficaces. Ces mécanismes PPAR?-indépendants, qui aboutissent à la dégradation de la cycline D1 et de ERa mais pas de ERß pourraient être intéressants dans l’optique d’une application à la thérapeutique des cancers mammaires.

Estrogen receptor alpha (ERa) is a major target in breast cancer treatment. About 70% of breast cancers are estrogen-sensitive meaning that estrogens stimulate their growth. Ligands of PPAR? (Peroxisome Proliferator Activated Receptor gamma) inhibit breast cancer cell proliferation both in vivo and in vitro. The aim of this work was to determine whether PPAR? ligands could interfere with estrogen signalling pathway. The effects of Rosiglitazone (RGZ), Ciglitazone (CGZ), Troglitazone (TGZ) and the natural PPAR? agonist 15d-PGJ2 were investigated in two hormone-dependent breast cancer cell lines, MCF-7 and ZR-75-1. In both of them, TGZ, CGZ and 15d-PGJ2 induced an inhibition of ERa signalling associated with the proteasomal degradation of ERa. ZR-75-1 cells were more sensitive than MCF-7 to these compounds. Treatments that induced ERa degradation also inhibited cell proliferation after 24h. In contrast, 24h exposure to RGZ, the most potent activator of PPAR? disrupted neither ERa signalling nor cell proliferation. 9-cis retinoic acid never potentiated the proteasomal degradation of ERa. PPAR? antagonists did not block the proteolysis of ERa in MCF-7 and ZR-75-1 cells treated with TGZ. ERa proteolysis still occurred in case of PPAR? silencing as well as in case of treatment with the PPAR?-inactive compound ?2-TGZ, demonstrating a PPAR?-independent mechanism. A previous study indicated that 15d-PGJ2 was able to covalently modify ERa, ?but did not bind to ERß. First, we observed that in contrast to ERa, ERß proteolysis did not occur in MCF-7 cells exposed to 15d-PGJ2. A differential proteolysis was also observed in case of exposure to thiazolidinediones. Moreover, transfection experiments using pEREtkLuc showed that ERa functionality was affected early after exposure of MCF-7 cells to thiazolidinediones. In order to determine if a covalent binding of PPAR? ligands to ERa ?could lead to its proteolysis, a biotinylated derivative of ?2-TGZ was synthesized. However, pull-down assays performed using neutravidin beads did not allow to demonstrate a covalent interaction between ERa and biotinylated ?2-TGZ. When we verified the efficiency of biotinylated ?2-TGZ on ERa ?proteolysis induction, we observed that the substitution by biotine potentiated the TGZ-induced proteasomal degradation not only of ERa but also of cyclin D1. In conclusion, the design of new thiazolidinedione derivatives could lead to more efficient molecules able to affect differentially ER in a PPAR?-independent way and could be an interesting tool for breast cancer therapy.