Université Picardie Jules Verne Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Moléculaire Licence Biologie Humaine

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1 Université icardie Jules Verne Laboratoire de hysiologie Cellulaire et Moléculaire Licence Biologie Humaine Module : hysiologie Cellulaire Les récepteurs à activité tyrosine Kinase (exemple IGF-1 et la rolactine) - Structure - Voies de signalisation - Rôle physiopathologique

2 Les récepteurs protéiques de surface

3 Diversité des voies de transduction par les protéines G

4 Les récepteurs à activité tyrosine kinase EGF (Epidermal Growth factor) Insuline, IGF-1 (Insulin growth factor) DGF(lateled derived growth factor) FGF (Fibroblast growth factor) VEGF (Vascular endotial growth factor) HGF (hepatocyte growth factor) neurotrophines Cytokine - rolactine (RL)

5 Les récepteurs à activités tyrosine kinase

6 Les récepteurs à activités tyrosine kinase

7 Réponses physiologiques rolactin : RL (RL-R) cell growth, differentiation, and survival

8 La dimérisation de 2 sous unités du récepteur conduit à une transphosphorylation

9 IGF-1 / IGF-IR IGF-1 signalling pathways IGF-1 IGF-IR p21ras GT active + p21ras GD inactive Shc SOS Grb 2 + IRS-1 p85 p110 I3K I 2 I 3 + H Akt H DK 1 raf MEK Erk1/2 MAK pathway I3K / Akt pathway hosphoinositide 3-kinase IRS-1 : Insulin receptor substrate-1 DK-1 : 3-phosphoinositide-dependent protein kinase MAK : Mitogen-activated protein kinase ERK: extracellular signbal regulated kinase

10 La Voie I 3-kinase/Survie cellulaire

11 La voie MA Kinase

12 l IGF-1 dans le cancer du sein 48 h 24 h -0 % FBS IGF-1 +/- AST h -0% FBS IGF h 6 h 48 h trypsinization starvation treatment proliferation test transfection nuclefection starvation treatment proliferation test heag1 inhibition decreases IGF-1-dependent proliferation (Borowiec et al., 2007)

13 Regulation of heag1 by IGF-1-0 % FBS - 48 h 24 h 30 min IGF-1 +/- signalling pathway inhibitors Wortmannin (100 nm) : I3K D (40 µm) : MAKK UO126 (5µM) : MAK trypsinization starvation treatment Western blot IGF-1 Wortmannin D UO IB - pakt IB - AKT IB - perk1/2 IB - ERK1/2 IGF-1 increases heag1 activity through I3K pathway (Borowiec et al., 2007)

14 Cycle cellulaire et prolifération CDK 1 Cyclin B M G0 CDK 1 Cyclin A G2 Cell Cycle R G1 CDK4 Cyclin D Cyclic expression of cyclins CDK 2 Cyclin A S CDK 2 Cyclin E

15 Role heag1 channels in IGF-1-dependent cell cycle in breast cancer R G1 CDK 4 Cyclin D1 3 S CDK 2 Cyclin E Relative expression 3 2,5 2 1,5 1 0,5 CDK 4 Cyclin D1 Relative expression 2,5 2 1,5 1 G1 S G1 S 0,5 CDK 2 Cyclin E Time (h) Time (h) IGF-1 transient increase of cyclins D1, expression IGF-1 sustained increase of CDK 4 and CDK 2 expression

16 Role heag1 channels in IGF-1-dependent cell cycle Relative expression 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Cyclin D1 expression IGF-1 IGF-1 + AST Time (h) 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Cyclin E expression Time (h) IGF-1 IGF-1 + AST heag1 inhibition decreased cyclins D1 and E expression No effect on CDK, p21 and p27 expression

17 CONCLUSION IGF-1 hyperpolarization IGF-1 heag1 M G1 S I3K / Akt I3K / Akt? Dufourny et al., 1997 cyclin D1 cyclin E progression G1 phase extracellular intracellular Cell proliferation

18 Récepteurs couplés à une tyrosine kinase Ex: Voie JAk/STAT

19 Voies de signalisation induites par la RL

20 Les récepteurs de la rolactine

21 Effet de la RL sur la prolifération RL et cancer du sein MCF-7 % rolifération ** *** *** *** rolactine (ng/ml) Effet prolifératif de la RL sur les différentes types de cellules épithéliales. MCF-10A % rolifération *** rolactine (ng/ml) La RL agit dès 50ng/ml sur les HMEC % rolifération *** MCF-7 par contre à partir de 200 ng/ml pour les MCF-10A et HMEC rolactine (ng/ml)

22 Voies de transduction du signal RL Contrôle *** *** ** ** ** ** rolactine JAK inhibitor I 0,15µM JAK inhibitor I avec RL % rolifération MCF7 MCF10A HMEC La voie JAK2 est impliqué dans l effet prolifératif de la RL pour les cellules MCF-7 et MCF-10A

23 Regulation du canal K Ca 3.1 par la RL dans les cellules MCF-7 1- Régulation transcriptionnelle? 2- Régulation fonctionnelle? RL I (pa/pf) TRAM RL 150 (ng/ml) 0h 24h 48h 72h V(mV) I (pa/pf) 28 K Ca 3.1 Actine 20 RL CLO I (pa/pf) 10 I (pa/pf) Time (min) Time (min) Le canal K Ca 3.1 est une cible de la RL

24 canal K Ca 3.1 est une cible de la RL dans les cellules MCF *** *** Control 140 *** *** Control rolactin rolactin 100 Number of viable cells (x10 3 ) TEA CLO TRAM 34 Viable cells (%) electro sictrl sihikca1

25 Cellules saines RL Effet de la RL dans le cancer du sein M G1 S rolifération intracellulaire Cellules cancéreuses RL + RL + Cellules transformées M G1 S M G1 S JAK2 JAK2? intracellulaire intracellulaire

26 Modulation de l activité des récepteurs

27 Inter-connexion des voies de signalisation RTK et 7TMR

28 Les kinases en pathologies L activation constitutive de certaines kinases prédispose au cancer Le récepteur tyrosine kinase dans les cancers endocriniens La kinase dépendante de la cycline CDK4 dans les mélanomes

29 Récepteurs «Enzyme» et athologies MOYENS THERAEUTIQUES DEVELOES OUR ALIER AUX DEREGLEMENTS DES VOIES DE SIGNALISATION INHIBITION DE L ACTIVITE TYROSINE KINASE Des récepteurs TK : Ac monoclonaux ou composés chimiques. Kinases intracellulaires : composés chimiques. ACTION AU NIVEAU DE LA TRANSCRITION Répression de la machinerie transcriptionnelle. MODIFICATIONS OST-TRADUCTIONNELLES DES ROTEINES rotéines G monomériques : inhibition de ces protéines.

30 TRANSDUCTION DU SIGNAL AR LES RECETEURS COULES AUX ROTEINES G ET ATHOLOGIES IMLICATION DES RECETEURS MUTATIONS ACTIVANTES : - Rhodopsine et rétinite pigmentaire - Récepteur de l hormone lutéinisante et puberté précoce mâle - Récepteur de la TSH et hyperthyroïdie (Thyréostimuline) - Récepteur sensible au ions Ca 2+ et hypoparathyroïdie familliale MUTATIONS ENTRAINANT UNE ERTE D ACTIVITE : - Récepteur sensible au ions Ca 2+ et troubles du métabolisme calcique - Rhodopsine et rétinite pigmentaire - Récepteur du glucagon et diabète non-insulinodépendant VOIES DE TRANSDUCTION ET TRAITEMENTS MEDICAUX ACTION SUR LES RECETEURS : - R à l'histamine : traitement de l'allergie par les antihistaminiques -R β-adrénergiques : traitement de l'hypertension et des troubles du rythme cardiaque par les β-bloquants ACTION SUR DES EFFECTEURS DE LA VOIE DE TRANSDUCTION : - Traitement des phénomènes inflammatoires tissulaires non infectieux, par des corticostéroïdes qui inhibent la phospholipase A2