PROGESTERONE RECEPTEUR A LA PROGESTERONE P RP Les progestatifs Enigmes, ambiguïtés et paradoxes. Jean-Philippe BRETTES.

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1 PROGESTERONE RECEPTEUR A LA PROGESTERONE P RP Les progestatifs Enigmes, ambiguïtés et paradoxes Jean-Philippe BRETTES Mourad DERGUINI SAERM Alger 2014

2 PROGESTERONE ET CYCLE CELLULAIRE

3 Progestérone seule A) Effet de stimulation du cycle cellulaire et d inhibition B) Effet sur la différenciation cellulaire

4 P et stimulation

5 Effet spécifique de P dans le cycle cellulaire Epithélium mammaire Sites d action de P à l intérieur de la phase G 1 P : * régule l activité : - cyclines D 1 / CDK4 - cyclines E / CDK1 Kinases les plus importantes phase G 1 * les progestatifs sont les meilleurs effecteurs des cyclines. Sutherland Anderson 1998

6 Effet de P sur l expression des cyclines % cyclines G 1 S E. Musgrove Sydney 1996

7 Rôle de la progestérone sur la prolifération cellulaire Action biphasique Stimule la prolifération puis la stimulation E. Musgrove 1996

8 Rôle de P sur la prolifération cellulaire Action biphasique Stimulation transitoire de la prolifération cellulaire * cylines D1 induit pic du nombre de cellules quittant G O pour entrer début de phase G 1 Puis inhibition de la prolifération par : * Réduction cyclines D 1 avant que la cellule n atteigne le point R * Réduction des cyclines D kinases - CDK J.A. EDEN, B.G. WREN Cancer Treat. Rev. 1996

9 Prolifération cellulaire P : rôle dans le cycle cellulaire cyclines CDK induction + gènes cyclines cyclines phosphorylations inhibition CDK cyclines D Kinase MITOSE

10 Progestérone C) Rôle de P dans la différenciation cellulaire

11 Progestérone I. Rôle de P sur différenciation cellulaire de l UTDL La cellule peut quitter le cycle cellulaire * et entrer en repos - G0 * et entrer dans un programme irréversible de différenciation terminale R.L. Sutherland 1997

12 Cycle cellulaire - Epithélium mammaire M GO G 2 G 1 Phase G1 (Gap 1) S * Phase critique qui détermine le rôle ultime de la cellule Différenciation - Passage phase suivante : prolifération - Arrêt temporaire du cycle - Fonction spécialisée : différenciation - Apoptose

13 PROGESTERONE ET SEIN Les données nouvelles en biologie moléculaire Les années 2000 Les modèles expérimentaux sur la souris transgénique

14 La progestérone seule 1) Effets anti-prolifératifs 2) Effets prolifératifs 3) Effets sur l angiogenèse

15 I. ROLE DE P ET RP COORDONNATEUR CENTRAL ET ROLE CLE DANS : - la morphogenèse mammaire - la tumorigenèse

16 La progestérone est «en soi» anti-proliférative

17 Au cours de la grossesse Modèles souris transgéniques RP «knock out» et RP «knock in» Etude des effets de la Progestérone et de ses RECEPTEURS OM CONNEELY et coll. J. Mam. Gland. Biol. Neoplasia 2003 PM ISMAIL et coll. Stéroïds 2003

18 Morphogenèse mammaire

19 Rôle de RP dans le développement de la glande mammaire : MORPHOGENESE - Début GR : * forte concentration RP + * signal PROLIFERATIF induit par P dans la ductulo-alvéologenèse - Fin GR : * diminution concentration RP + (faibles concentrations) * diminution signal prolifératif DIFFERENCIATION

20 Rôle de RP dans le développement de la glande mammaire - Régulation PARACRINE de la prolifération épithéliale induite par P, en début de grossesse sous l action de P, les cellules RP + non proliférantes sécrètent un message qui stimule la prolifération des cellules RP -, proches des cellules RP +, dans le tissu mammaire normal - P spécifiquement requis pour la prolifération ductulolobulaire pour la différenciation lobulo-alvéolaire

21 Progestérone endogène 2) Effets anti-prolifératifs - Propriétés anti-cancer de P - nouveaux gènes - Rôle protecteur - P 53

22 ROLE ANTI-CANCER DE P

23 Propriété anti-cancer de P dans le développement des cancers du sein hormono-indépendants 151 nouveaux gènes cibles régulés par P récemment identifiés P.supprime constamment expression des gènes requis dans la prolifération cellulaire et la métastase.augmente l expression des gènes suppresseur de tumeur arrêt du cycle cellulaire JCL LEO et coll. Int. J. Cancer 2005

24 Propriété anti-cancer de P dans les cancers du sein hormono-indépendants RP - JCL LEO et coll. Int. J. Cancer 2005

25 ETAT REFRACTAIRE Contribution à l expression de RP à la PREVENTION des cancers hormono-dépendant

26 Effets protecteurs des hormones contre la carcinogenèse voies du signal moléculaire régulées par E + P - Existence d un PHENOTYPE REFRACTAIRE - Blocage de prolifération induite par E + P par une activité nucléaire transcriptionnelle de la PROTEINE P53, suppresseur de tumeur - L activation de P53 en réponse à E + P survient PRECOCEMENT avant la tumorigenèse - Dépend de l activation de la voie de phosphorylation qui active la P53 avec : * surexpression d une sous-régulation de IGF 1.amphiréguline.pleiotrophine * surexpression d un inhibiteur tumoral TGF

27 Rôle de RP dans la TUMORIGENESE

28 Rôle de RP dans tumorigenèse mammaire - Dans tissu normal voie de signalisation PARACRINE - Dans cancer voie de signalisation AUTOCRINE majorité de cellules RE + RP + capables de prolifération DIRECTE sous l effet de P : Le glissement de la régulation paracrine vers la régulation autocrine traduit un mécanisme important dans le processus de tumorigenèse

29 EFFET DE P SUR VOIE DE LA SIGNALISATION EGF - R-EGF Voie de la prolifération cellulaire par les récepteurs de membrane

30 Progesterone pre-treatment potentiates EGF pathway signaling in the breast cancer cell line ZR-75 A. Carvajal, N. Espinoza, S. Kato, M. Pinto, A. Sadarangani, C. Monso, E. Aranda, M. Villalon, J.K. Richer, K.B. Horwitz, J.J. Brosens, G.I. Owen Breast Cancer Research and Treatment, 2005, 94,

31 P augmente l expression de R - EGF en présence d EGF correspond à une augmentation des niveaux des récepteurs phosphorylées Effet intensité

32 P n augmente EGF et R-EGF médiateur de la prolifération qu en présence de RP

33 Effets des progestatifs de synthèse sur la voie de la signalisation EGF- R-EGF MPA - R potentialisent l effet d EGF : *en sur-exprimant R-EGF C-Erb B 2-4 *en stimulant les tyrosines phosphorylases - EGF induit dimérisation entre R- EGF et les membres de la famille Erb [Erb B 2-4 ] leur sur-expression : marqueur pronostic du cancer CARVAJAL A. et coll. Breast Cancer Res. Treat. 2005

34 Progestérone endogène 3) Effets de P sur l angiogenèse

35 Progestérone et sein : effet sur l ANGIOGENESE P naturelle et synthétique sur cellule cancéreuse RP + P RP + VEGF prolifération cellule ENDOTHELIALE angiogenèse 2 isoformes VEGF 165 VEGF-R 2 prolifération cell endothéliale VEGF 121 prolifération cell épithéliale adjacente RP - Blocage de l angiogenèse VEGF induite par P par : - anti-progestérone : RU anticorps anti-vegf Y. LIANG, SM. HYDER. ENDOCRINOLOGY 2005

36 Hypothèse probable P : - influence l angiogenèse.des tumeurs non détectables.des lésions pré-néoplasiques - favorise l expansion tumorale et accélère sa détection THS - E + P : - tumeurs de meilleur pronostic RE + RP + - le «Swich» angiogénique des tumeurs RH + permet leur développement tout en conservant l hormono-dépendance

37 Relation P-RP

38 P RP Prolifération physiologique : après la puberté *E développement canalaire *E + P développement ductulo-lobulaire *E induit RE et RP *RE et RP : maximum de concentration jonction ductulo-lobulaire

39 Le cancer du sein 100% se développe à la jonction ductulo-lobulaire *soit carcinomes «de type» canalaires = 80% *soit carcinomes «de type» lobulaires = 20% 75% des cancers sont hormono-dépendants car ils sur-expriment RE et/ou RP Jonction ductulo-lobulaire : UTDL

40 P rajouté à E Crée un environnement favorable au développement des tumeurs malignes «in situ» puis «invasives» à partir des cellules mutées cancéreuses

41 RP activé par P selon 2 voies Nucléaires (récepteurs nucléaires) Passe par l expression des gènes voie génomique effets plus longs Non nucléaire : *voie des facteurs de croissance * ou voie membranaire non génomique Active R-EGF ; R-IGF Effet très rapide Effet indirect : par l intermédiaire d autres protéines Voie Wn4 qui induit le développement UTDL

42 Les récepteurs nucléaires de la progestérone Voie d action principale de P sur RP RP : 3 isoformes différents ; même gène = chr 11 *RP-B = co-activateur *RP-A : co-répresseur inhibiteur de RP-B *RP-C : forme tronquée Expression de RPc Inhibiteur de RP-A ; RP-B si lié à ces R Sur l utérus : fin grossesse myomètre contractilité utérine «libère» les autres isoformes Equilibre-balance entre co-a et co-r

43 RP-A et RP-B Expriment en quantité comparable dans une même cellule, à 50% Rôle RP-B : *inhibe prolifération *promotion vers différentiation = RP-B 90% Rôle RP-A : expression associée à une évolution vers l atypie cellulaire et états pré-néoplasiques *hyperplasies canalaires atypiques HCA *hyperplasies lobulaires atypiques HLA

44 La progestérone Protectrice avec RP-B dominant effet d inhibition de la prolifération Expose avec RP-A dominant effet de stimulation de la prolifération

45 Les effets de RP Selon P ou Pgs = réponse complexe Même domaine de liaison pour RP-A et RP-B Effets biologiques identiques? NON Effets différents selon

46 P : voie membranaire ou des facteurs de croissance production IGF-R et EGF-R selon Pgs utilisés Voies de la prolifération cellulaire Pgs activent la voie sous membranaire Voie Src, Ras, Erk Voie PI 3K/Akt Pgs et prolifération : passerelle entre les voies nucléaires et membranaire effet molécule Ex :.dérivés 17OH Progestérone = MPA, Ac-chlormadinone.utilise - voie MAP kinase prolifération cellule normale. - voie Src/Erk prolifération cellule cancéreuse

47 Pgs Les Pgs : leurs profils d expression génomique agissent sur 77 à 91% de gènes régulés par P naturelle *Lévonorgestrel, MPA, Ac Norethindrone, trimégestone *Drospirénone : profils d action différents Divers Pgs se lient à d autres récepteurs nucléaires RA, RG, RM, RE

48 Autres effets de P Les métabolites de P tissus normaux et cancéreux *voie 5α prégnane 5αP : expose (réduits) *voie 3-4 prégnène 3αHP : protège (oxygénés) Répartition des différents métabolites Rapport 5αP 3αHP élevé = cancer P bas : tissu non tumoral C. Wiebe : Endocrine. Res. Cancer 2006

49 Métabolites de P 5αP : la protéine (vinculine) plaque d adhésion entre les cellules favorise : *détachement cellulaire *prolifération *migration 3αHP : la prolifération la migration

50 Le gène BRCA 1 Contrôle les récepteurs hormonaux des hormones stéroïdes sexuelles, dans le tissu mammaire

51 BRCA 1 non muté Stimule RA contrôle REα dégrade RP Co-activateur bloque sur-expression protéasome (si accumulation) BRCA 1 non muté : les effets proliférants de E + P

52 BRCA 1 muté Effet mitogène Voie génomique : RP sur-exprimé Défaut de dégradation de RP par inhibition du protéasome Voie non génomique de RP

53 L expression de BRCA 1 Contrôle les effets biologiques de E + P BRCA 1 *non muté :.effets proliférants de E + P contrôlés *muté :.effets biologiques exagérés.sur-expression des voies non génomiques

54 Rôle de P/RP impliqué dans cancer La prolifération de la cellule cancéreuse dépend : Rôle du gène BRCA 1 muté : *contrôle la balance prolifération/apoptose Perturbation des autres voies métaboliques Les variants de RP : leurs rôles méconnus Rôle des perturbateurs endocriniens : Pgs

55 D où : rôle UBIQUITAIRE de la Progestérone Dépend du niveau ou P agit Actions différentes selon le milieu P naturelle et RP : probablement dégradés dans tissu mammaire Avec P et RP : pas de réponse simple sur le sein Mécanismes tellement complexes : *Effets opposés :.anti-prolifératifs.prolifératifs

56 P et RP autres tissus Utérus endomètre Anti-prolifératif Anti-estrogénique : 2 ème phase lutéale ou progestéronique du cycle menstruel Prépare à la nidation : *pré-décidualisation *différentiation des glandes

57 Utérus grossesse Rôle dans le déclenchement de l accouchement Taux élevé de P placentaire circulante Forte concentration de RP-B utérin taux RP-C (très concentrés) Hétérodimérisation RPc avec RP-B Sevrage de l effet biologique de RP

58 P-RP Utérus Cancer de l endomètre Expression RP-B corrélée à A 1 B 1 (Src-3) Endométriose RP-A est seul présent Explique la résistance de l endométriose aux Pgs Myomètre Effet prolifératif de P effet P sur RP Les inhibiteurs de RP : modulateur des récepteurs Inhibiteurs du développement des myomes Nouvelle molécule : ulipristal acétate (antagoniste partiel)

59 P-RP Ovaires P régule la production de stéroïdes de la prolifération de l'apoptose des cellules de la granulosa et des cellules lutéales Favorise le développement des follicules

60 P-RP Effets cardio-vasculaires RP présent dans les cellules endothéliales et musculaires des vaisseaux Les effets lents de P : *inhibe la prolifération des cellules * l expression des cyclines E et A * bloque la voie des F.d.C. Les effets vasculaires rapides : *P =.effet de vasodilatation en synergie E + P.effet de vasoconstriction artérielle par modulation du Ca +++ intracellulaire Ws Lee et coll. Nat. Med T. Simoncini et coll. Steroïds 2003 RD Minshall et coll. J. Appl. Physiol. 2003

61 P-RP cerveau tissus neurologiques Cerveau : *P= modulateur du comportement sexuel et de la sécrétion hypo-thalamique de LH-RH anti-comitial et protecteur de convulsions *Métabolites : allo-prégnanolone (APα).régule l expression Fdc : EGF, IGF. protection, régénération, trophicité cérébrale.agent prolifératif des cellules progénitrices neuronales. les agonistes des récepteurs de GABA Nerfs : *P = Protecteur des tissus neurologiques.favorise la synthèse de myéline.effets anti-inflammatoires

62 Effets des progestatifs Pgs sur les récepteurs P se lie à RP = effet pur Pgs se lient énormément à d autres récepteurs : RG RA Pgs RP effets différentiels des Pgs RM REα GR Mendelson J. Steroïd. Biochem. Mol. Biol. 2006

63 Pgs et anti-pgs Pgs : leur profil d expression génomique agissent sur 77 à 97% des gènes, requis par P naturels Divers Pgs : se lient à d autres récepteurs nucléaires *effets agonistes ou antagoniste sur RA, RG * d ou : les effets biologiques des Pgs sont différents de l effet progestéronique *effets variables selon d affinité sur les récepteurs : effet progestéronique, corticoïde, androgénique anti-androgénique, voire estrogénique d ou effets prolifératifs ou anti-prolifératifs

64 Autres effets des Pgs Sur-expression de l aromatase (in vitro) *Pgs interfèrent avec le métabolisme des E (activation de RP bloque la sur-expression de l aromatase (AROM CYP-19) par inhibition de COX 2 liés aux cytokines inflammatoires via NFK *l expression AROM dans 70% des cancers du sein étroitement corrélés à la cyclo-oxygénase (COX 2) corrélés aussi à la surexpression de HER (30% des cancers)

65 Autres effets des Pgs Stimulation possible de l angiogénèse (in vivo) *cellule cancéreuse RE + RP + ; Pgs induisent les facteurs de croissance de l endothélium vasculaire ( VEGF) *effet inhibé par l anti-progestérone RU 486 pour MPA, Norethinodiol, Norgestrel, Megestrol Ac Effets Pgs sur cancers du sein localisé (in vivo) *crées de nouvelles structures ductulo-lobulaires favorisant l émergence de cancers *si RP exprimé RP-A > RP-B.RP-B bas grade 1-2.RP-A haut grade 3

66 Les effets de E + P

67 E + P endogène Effet «premium» de E *P n agit qu après l action première de E dans le développement ductulo-lobulaire E RE RP P agit sur RP *E + P :.rôle protecteur par différentiation UTDL.rôle 1 ère grossesse-âge jeune ( risque cancer) MR Ginger et coll. Mol. Endocrinol *Tumorigénèse.accumulation de RP non dégradé.sur-expression RE-RP dans UTDL.prolifération en excès cancers RE + RP +

68 THS et risque mammaire Progestérone et progestatifs classification activité biologique

69 Classification des progestatifs de synthèse Dérivés de la progestérone dérivés de la testostérone - Dydrogestérone - Estranes - 17-OH progestérone Noréthistérone.medroxy progestérone Ac - Gonanes.cyprotérone Ac.Norgestrel (lévo).chlormadinone Ac.Gestodène.Mégestrol Ac.Désogestrel.Norgestimate - 19-Nor-progestérone.Promégestone - Estrane/Prégnane.Nomégestrol Ac.Dienogest.Trimégestone.Nestorone.Dérivés spirolactones drospirénone R. Sitruk-Ware. Maturitas 2003

70 THS et risque mammaire Hormones progestatives et THS : dérivés de la progestérone Progestérone. naturelle Utrogestan. micronisée Estima.gé. isomère dydrogestérone Duphaston Climaston E + P 17 Hydroxy-progestérone Dérivés prégnanes. Chlormadinone Ac Lutéran. Médrogestone Colprone. Cyprotérone Ac Androcur. Médroxy-progestérone Ac MPA-gestoral 19 Nor-progestérone Dérivés norprégnanes. Promégestone Surgestone. Nomégestrol Ac Lutényl.Trimégestone

71 THS et risque mammaire Progestatifs - dérivés de 17 Hydroxy-progestérone Progestérone 19 Nor-progestérone - Méthyl C11 17 Hydroxy-progestérone Médrogestone OH C. 17 Méthyl C17 17 Hydroxy-progestérone Acétate Acétyl C.17. Chlormadinone Ac Médroxy-progestérone Ac Mégestrol Ac. Cyprotérone Ac Méthyl C6 Chloral C6 - Méthyl MPA - effet A : 23% - effet A : 5% - effet A : 7,5% - Ø effet E - Ø effet E - Ø Effet E Progestatifs à activité progestative prédominante F.Z. Stanczyk 1994

72 THS et risque mammaire Progestatifs - dérivés des 19 Nor-testostérone Testostérone 17 Ethinyl testostérone Norgestrel - NG (Stediril) Lévonorgestrel P - 3 ème génération LNG - effet A 45% - Gestodène effet A 100% x 2 vs NG - Désogestrel 22% x vs NETA - Norgestimate < 5% effet E effet E

73 Progestatif de synthèse Dérivés de la testostérone : 19-Nortestostérone 1 ère génération : Noréthynodiol 2 ème génération : groupe estrane Noréthistérone Ac NETA et ses métabolites groupe gonane Levonorgestrel LNG et ses dérivés pro drogue du NETA.Norethynodiol.Lynestrénol.Ethynodiol. Ac

74 Progestatifs de synthèse Dérivés de la Testostérone : 19-Nortestostérone 3 ème génération : dérivés du groupe LNG.Désogestrel et métabolites : 3 -ketodésogestrel ou étonogestrel.gestodène.norgestimate et métabolite 17 déacethylé : norelgestromin NGMN 4ème génération :.Dienogest estrane/pregnane avec radical 17 cyanométhyl.drospirénone dérivé spiralactone.nestorone : dérivé 19-Nor-progestérone Nomégestrol Ac

75 THS et risque mammaire Progestatifs - dérivés de la testostérone 19 Nortestostérone Noréthistérone. Noréthistérone acétate - NETA - effet androgénique 25% - effet estrogénique affinité RE. Diénogest - unique entre 19 NOR T et 17 OH P - effet androgénique - effet estrogénique - faible affinité pour RP - 10% de P - effet progestatif puissant endomètre

76 Effets des nouveaux progestatifs Dienogest : - hybride estrane/pregnane - effet anti-androgénique Drospirénone : - dérivé spirolactone - effet anti-minéralo-corticoïde - légèrement anti-androgénique Nestorone : - puissant effet progestatif - pas d effet androgénique

77 Les progestatifs Perturbateurs endocriniens des récepteurs aux androgènes

78 Relation P et Pgs avec RA E seul : risque de cancer du sein nul E + Pgs : risque augmente de 1,35 à 1,50 E RP P expression contrôlée RE freine l activité RE RA

79 Relation Pgs E RP PGs REα RA

80 BRCA 1 A 5 R DHT + non muté + RA? RE PROGESTATIFS : perturbateur endocrinien.interaction N/C terminal.amino/carboxyl sur RA.antagonise effet DHT + prolifération cellulaire annule effet inhibiteur de A Les PROGESTATIFS : perturbateurs endocriniens de RA protecteur SN BIRREL et coll. FASEB J. 2007

81 Les progestatifs 2 familles - Dérivés de la Progestérone propriétés anti-androgéniques - Dérivés de la Testostérone propriétés androgéniques Altèrent le médiateur RA déplacent DHT sur RA

82 Les PGs déplacent DHT sur RA 2 familles : 2 mécanismes PGs : effets anti-androgènes dérivés prégnanes - blocage translocation de RA dans le noyau PGs : effet androgénique dérivés testostérone - inhibition compétitive entre PGs et DHT sur RA

83 Les progestatifs de synthèse Les perturbateurs endocriniens Les dérivés prégnanes : ANTI-ANDROGENES - MPA médroxy-progestérone acétate (USA) - CMA chlormadinone acétate Mol. Cell. Endocr CPA cyprotérone acétate (E 3 N) prolifération risque mammaire

84 EFFET DES HORMONES SUR LES DENSITES MAMMOGRAPHIQUES

85 Effet des hormones stéroïdes sur densités du tissu mammaire Estrogènes :.densités HYDRIQUES rétention d eau tissu conjonctif.prolifération épithéliale faible Androgènes :.densités tissu FIBREUX prolifération cellules du STROMA conjonctif Progestérone :.densités tissu EPITHELIAL prolifération cellules ductulo-lobulaires

86 Prolifération du tissu mammaire Composition comparative Composante épithéliale (glandulaire) : 5% Composante du stroma majoritaire : 95% - Stroma adipeux - Stroma conjonctif Le Stroma explique l origine :.des proliférations cellulaires.des densités mammographiques

87 Conclusions cliniques

88 Progestatifs : modulateurs sélectifs du récepteur de la progestérone (SPRMs) La structure du RP influencée par la structure du ligand Famille du ligands du PR - P : agoniste RP - P : antagoniste RP - P : agoniste partiel RP antagonistes purs SPRMs agonistes purs «pristones» «isnils» PA MOTE et coll. Breast Cancer Res. Treat. 2002

89 Complexité d action Ainsi tous les ligands des RP exercent des EFFETS DIFFERENTS : - Agonistes ou antagonistes - Aux effets tissus spécifiques - Selon la spécificité tissulaire

90 Progestatifs : Dangereux? Quel danger?

91 Avant la ménopause - Pente croissante d incidence des cancers du sein de la femme jeune - Cancers NON hormono-dépendants (proliférants) *sur-expriment HER + 2 *triple négatifs (type basal ou mutation BRCA 1 ) profils génétiques particuliers

92 Contraception estroprogestative : EE + PGs antigonadotropes - Pas de sur-risque de cancers du sein - Effets protecteurs sur cancers gynécologiques *mais sur-risque de thrombose veineuse : pour les PGs 3 ème, 4 ème génération (mais quand même rare) *effets androgéniques :.recul prescriptions * bon interrogatoire.prescrire 2 ème génération? effets artériels?

93 Après la ménopause - 75% des cancers du sein - Pic maximum d incidence ans - Majorité sur-expriment RE + RP + hormono-dépendants Type luminal A = forte sur -expression Type luminal B = faible

94 THM E 2 + Pgs : - Sur-risque de cancer du sein RR 1,3 à 1,5 (> 2 si obésité) - Effets délétère association E + Pgs : perturbateurs endocriniens? E 2 + P : - Annulation du sur-risque (E 2 transdermique) + P naturelle - Pas d effet thrombogène - effets protecteurs

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