Altérations génétiques au cours de l initiation et de la progression tumorale. Biologie de l angiogénèse tumorale

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1 Altérations génétiques au cours de l initiation et de la progression tumorale. Biologie de l angiogénèse tumorale Joseph ABECASSIS Laboratoire de Biologie Tumorale Centre Régional de Lutte contre le Cancer Paul STRAUSS 3, rue de la Porte de l Hôpital, Strasbourg

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3 Initiation : acquisition de propriétés d instabilité génétique probabilité accrue de survenue de mutations

4 Instabilité génétique : gènes «caretaker» Gènes «caretaker» : maintien de l intégrité du génome Fonction: réparation lésions ADN Inactivation instabilité génétique permanente Induction phénotype «mutateur» RER + (Replication Error) : accumulation progressive de mutations

5 Gènes «Caretaker» Gènes de réparation des mésappariements ADN (MMR) mutations germinales des gènes MMR dans formes familiales cancer colo-rectal non polyposique : MLH1, MSH2, MSH6, PMS1, PMS2 Gènes de réparation cassures double brin mutations germinales BRCA1, BRCA2 dans formes familiales cancer sein/ovaires Gènes de reconnaissance cassure double brin mutations gènes ATM (Ataxia-telangiectasia mutated) sensibilité radiations ionisantes, tumeurs multiples

6 Instabilité génétique : gènes «gatekeeper» Gènes «Gatekeeper» : contrôle prolifération cellulaire APC : Adenomatous polyposis coli : muqueuse colique. Mutations forme familiale cancer polyposique Rb : Retinoblastoma : rétinoblaste Mutations dans rétinoblastome VHL : Von Hippel Lindau : cellules rénales Mutations formes familiales cancer rénal

7 Gènes «Gatekeeper» APC phosphorylation caténine et maintien polymérisation microtubules, stabilité chromosomique, diploidie Rb régulateur transcriptionnel du contrôle de la prolifération cellulaire VHL contrôle prolifération cellulaire stabilité microtubules

8 Gène «Caretaker» et «Gatekeeper» : p53 P53 : cible de carcinogènes du tabac hydrocarbures aromatiques polycycliques (PAH) : benzopyrène (goudron), nitrosamines (nicotine) Adduits résidus guanine des CpG methylés Apparition de transversions G T Mutations faux sens p53 (poumon,voies aérodigestives supérieures : cavité buccale,larynx, pharynx)

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10 Evénements génétiques de l initiation et progression tumorale

11 Cibles des altérations génétiques (1) Régulateurs positifs prolifération cellulaire facteurs de croissance : EGF, TGF- (sein, pancréas, VADS, poumon..) récepteurs facteurs croissance : IGF-R / IGF-1 (sein) HGF / c-met (hépatocarcinome) EGF-R/ EGF (VADS, œsophage, poumon) HER-2 (sein)

12 Cibles des altérations génétiques (2) molécules de transduction intra-cellulaires: src ( Tyr-kinase) dans estomac, akt (Ser-Thre-kinase) dans ovaire ras (mutations activatrices dans 100% des cancers pancréas) facteurs transcriptionnels : N-myc (neuroblastome) Ets (poumon) facteurs de régulation cycle cellulaire : cycline D1 (VADS, sein) CDK-1, CDK-2 (VADS, pancréas)

13 Cibles des altérations génétiques (3) Régulateurs négatifs prolifération cellulaire Inactivation progressive gène p16/ink4a, inhibiteur CDK-4 et 6, par mutation, perte héterozygotie, hypermethylation dans VADS (100%), poumon (90%) Inactivation progressive du gène Rb dans sarcomes (60%) Inactivation p53 dans 50% des tumeurs solides

14 Cibles des altérations génétiques (4) Activateurs et inhibiteurs apoptose effet anti-apoptotique sur-expression bcl-2 (translocation) dans lymphomes folliculaires impact altérations p53 répression facteurs pro-apoptotiques bax, Fas dans VADS et poumon activation bcl-2 dans VADS, œsophage, poumon

15 Puce à ADN : gènes

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17 Gènes d expression différentielle entre Tumeur et Normal Groupement de genes Genes e Expression faible expression importante

18 Modèle de l initiation et de la progression des cancers colo-rectaux Perte APC Mutation K-ras Activation COX-2 Perte DCC (Deleted in colon cancer) Mutation p53 Muqueuse normale Hyperplasie Adénome Carcinome Cancer invasif

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20 EGF EGFR K K EGFR-TK PI3-K py py STAT3 py GRB2 SOS RAS RAF PTEN AKT MEK Proliferation / maturation DNA Gene transcription Cell cycle progression P P Myc JunFos Chemotherapy / radiotherapy resistance Myc Angiogenesis Cyclin D1 Cyclin D1 Metastasis MAPK Survival (anti-apoptosis)

21 Strategies to inhibit EGFR signaling Anti-EGFR mabs cetuximab bevacizumab Nucleus EGFR tyrosine kinase inhibitors gefitinib: Iressa erlotinib : Tarceva

22 Signalisation oncogène HER-2

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24 Inhibition COX-2 Adénocarcinome colo-rectal sur-expression COX-2 au stade polype colique inhibition par celecoxib traitement préventif des adénomes dans polypose adénomateuse familiale Cancers VADS traitement celecoxib + inhibiteurs EGF-R

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26 Angiogénèse (néo-vascularisation) processus de développement de nouveaux vaisseaux sanguins à partir de structures endothéliales préexistantes à partir de progéniteurs endothéliaux (angioblastes) diffusion oxygène, facteurs croissance, élimination des déchets cellulaires : facteurs limitant développement tumoral

27 Angiogenèse Physiologique: - développement embryonnaire - cycle menstruel, grossesse - cicatrisation Pathologique - malformations vasculaires - maladies inflammatoires - rétinopathie diabétique - cancer

28 Phases prévasculaire et vasculaire Tumeur avasculaire Tumeur vascularisée Transition : Switch angiogénique

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34 Facteurs angiogéniques : VEGF-A VEGF-A : Vascular Endothelial Growth Factor A récepteurs endothéliaux à Tyrosine-kinase: VEGF-R1 et VEGF-R2 - mitogène spécifique des cellules endothéliales - migration et diffusion des cellules endothéliales - inhibition apoptose des cellules endothéliales - synergie facteurs angiogéniques (FGF2, angiopoiétine 1) - régulateur différenciation angioblastes

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37 Facteurs angiogéniques : FGF FGF1 et FGF2 : Facteurs de croissance fibroblastique récepteurs Tyr-kinase FGF-R1 et FGF-R2 activation voie MAP-kinase et p38-kinase (morphogénèse tubulaire) croissance et migration des cellules endothéliales, fibroblastes, cellules musculaires lisses élaboration intégrines ( 5 3, 2 1) activation transcription VEGF-A et VEGF-R2 action synergique avec VEGF-A

38 Facteurs angiogéniques : PDGF PDGF : Platelet-derived growth factor Récepteur Tyr-kinase PDGF-R croissance des cellules endothéliales, fibroblastes, cellules musculaires lisses recrutement de péricytes et cellules musculaires lisses: stabilisation des néo-vaisseaux

39 Angiopoiétine et récepteur Tie-2

40 Inhibiteurs naturels de l angiogénèse Thrombospondine inhibition de prolifération, migration et survie endothéliale inhibition de la production de VEGF-A régulation positive par p53 Angiostatine fragment du plasminogène inhibition spécifique de prolifération et migration endothéliale

41 Inhibiteurs naturels de l angiogénèse Endostatine fragment du collagène XVIII Facteur plaquettaire 4 (FP4) inhibition liaison VEGF-A / VEGF-R2 inhibition dimérisation FGF-R1 et FGF-R2 Inhibiteurs tissulaires des métalloprotéases (TIMP) inhibition de la dégradation MEC et migration endothéliale

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44 Inhibition thérapeutique de l angiogénèse action sur cellules endothéliales génétiquement stables séléctivité pour les néo-vaisseaux accés direct des agents anti-angiogéniques à leurs cibles absence de résistance au traitement anti-angiogénique activité potentielle dans tous les types tumoraux

45 Inhibition thérapeutique de l angiogénèse traitement au long cours : croissance tumorale à l arrêt du traitement effets secondaires : cicatrisation blessures, renouvellement endothélium artériel, cycle menstruel association agents cytotoxiques et inhibiteurs angiogénèse

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