ETUDE DE LA VOIE DE SIGNALISATION DU RECEPTEUR DES ANDROGENES DANS LE CANCER DE LA PROSTATE
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Niveau: Supérieur
MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L'EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre MEMOIRE présenté par Eva Erdmann pour l'obtention du Diplôme de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes ETUDE DE LA VOIE DE SIGNALISATION DU RECEPTEUR DES ANDROGENES DANS LE CANCER DE LA PROSTATE Laboratoire EPHE (Sciences de la Vie et de la Terre) : Biologie Moléculaire Quantitative Directeur : Andràs Paldi Généthon- 1 bis, rue de l'Internationale BP 60 91002 Evry Cedex Tutrice pédagogique EPHE : Dr Susan Saint-Just Université Louis Pasteur - EA3430 Directeur : Prof. Jean-Pierre Bergerat Signalisation et Cancer de la Prostate Médicale A – HUS 1, place de l'Hôpital BP426 – 67091 Strasbourg Cedex Tuteur scientifique ULP (responsable de stage) : Dr Jocelyn Céraline EPHE Banque de Monographies SVT 1
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MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L'EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre MEMOIRE présenté par Eva Erdmann pour l'obtention du Diplôme de l'Ecole Pratique des Hautes Etudes ETUDE DE LA VOIE DE SIGNALISATION DU RECEPTEUR DES ANDROGENES DANS LE CANCER DE LA PROSTATE Laboratoire EPHE (Sciences de la Vie et de la Terre) : Biologie Moléculaire Quantitative Directeur : Andràs Paldi Généthon- 1 bis, rue de l'Internationale BP 60 91002 Evry Cedex Tutrice pédagogique EPHE : Dr Susan Saint-Just Université Louis Pasteur - EA3430 Directeur : Prof. Jean-Pierre Bergerat Signalisation et Cancer de la Prostate Médicale A – HUS 1, place de l'Hôpital BP426 – 67091 Strasbourg Cedex Tuteur scientifique ULP (responsable de stage) : Dr Jocelyn Céraline EPHE Banque de Monographies SVT 1
- ra endogène dans la lignée lncap
- transforming growth
- apparition de mutations
- cancer de la prostate
- performance en conditions dénaturantes
- factor
- lignée
- récepteur
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Français
MINISTERE DE LA JEUNESSE, DE L’EDUCATION NATIONALE ET DE LA RECHERCHE
ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ETUDES Sciences de la Vie et de la Terre
MEMOIRE présenté par Eva Erdmann
pour l’obtention du Diplôme de l’Ecole Pratique des Hautes Etudes ETUDE DE LA VOIE DE SIGNALISATION DU RECEPTEUR DES ANDROGENES DANS LE CANCER DE LA PROSTATE Laboratoire EPHE (Sciences de la Vie et de la Terre) : Biologie Moléculaire Quantitative Directeur : Andràs Paldi Généthon- 1 bis, rue de l'Internationale BP 60 91002 Evry Cedex Tutrice pédagogique EPHE : Dr Susan Saint-Just susan.saint-just-u505@bhdc.jussieu.fr Université Louis Pasteur - EA3430 Directeur : Prof. Jean-Pierre Bergerat Signalisation et Cancer de la Prostate Médicale A HUS 1, place de l’Hôpital BP426 67091 Strasbourg Cedex Tuteur scientifique ULP (responsable de stage) : Dr Jocelyn Céraline jocelyn.ceraline@medecine.u-strasbg.fr
RESUME
Les cancers de la prostate (CaPs) traités par hormonothérapie évoluent après une durée moyenne de deux ans vers une phase de résistance à la privation androgénique. Un des mécanismes pouvant contribuer au développement de cette résistance est l’acquisition de mutations du récepteur des androgènes (RA) lors de la progression de la maladie. Nos objectifs sont de comprendre le rôle de ces récepteurs mutés dans le soutien à la survie et à la prolifération cellulaires en condition de privation androgénique. Dans ce contexte, j’ai travaillé en parallèle sur deux projets de recherche : i) le développement d’un modèle cellulaire adapté à l’étude de RA mutés et ii) l’étude de la lignée de CaP 22Rv1, exprimant deux formes de RA. Notre modèle cellulaire doit être établi à partir d’une lignée de cancer de la prostate dont la prolifération reste toujours sensible au RA. Or, toutes les lignées androgéno-sensibles expriment le récepteur des androgènes. Plusieurs approches ont été menées en parallèle dans deux lignées de CaP androgéno-sensibles, la lignée LNCaP et la lignée 22Rv1, pour remplacer » le RA endogène des cellules par le RA que nous souhaitons « étudier. Malgré des mises au point encore nécessaires pour disposer d’un modèle cellulaire adéquat, nous avons pu obtenir par ARN interférence un système efficace d’extinction transitoire du RA endogène dans la lignée LNCaP. Dans le cadre du programme de recherche clinique en cours dans notre laboratoire, plusieurs mutations non-sens du RA menant à des protéines tronquées de leur partie carboxy-terminale sont fréquemment retrouvées dans les échantillons de CaP localisés ou métastatiques. Ces RA tronqués possèdent une activité transcriptionnelle constitutive et conduisent à la sécrétion de nouveaux facteurs paracrines, activant des voies de signalisation impliquées dans la prolifération cellulaire. Dans le cadre de l’étude de cette nouvelle classe de récepteurs mutés, j’ai étudié une lignée de CaP 22Rv1 exprimant une forme courte du RA dont les origines et le rôle sont jusqu’à présent controversés. Par l’utilisation d’un test fonctionnel du RA chez la levure, nous avons démontré que la lignée 22Rv1 possède plusieurs formes de RA tronqués qui ont pour origine des transcrits différents et que les formes courtes du RA présentes dans les cellules 22Rv1 sont dues à la présence de mutations non-sens conduisant à des codons stop prématurés. L’ensemble des résultats suggère que l’apparition de mutations non-sens au niveau du gène du RA dans les CaP peut être un mécanisme de l’échappement à l’hormonothérapie. Ainsi, l’étude des propriétés fonctionnelles de ces RA tronqués et du modèle cellulaire 22Rv1 amène à d’autres perspectives de recherche visant à développer de nouvelles thérapies ciblant les CaP hormonorésistants. MOTS-CLES : Cancer de la prostate, récepteur des androgènes, échappement hormonal, modèle cellulaire, lignée cellulaire 22Rv1. SOMMAIRE
ABREVIATIONS
INTRODUCTION I. Les androgènes et le récepteur des androgènes I1. Les androgènes I2. Le récepteur des androgènes II. La prostate II1. La glande prostatique II2. L’épithélium prostatique III. Le cancer de la prostate et l’hormonothérapie III1. Le cancer de la prostate III2. L’hormonothérapie IV. Les mécanismes de l’échappement hormonal IV1. Activation du RA dépendante du ligand IV2. Activation du RA indépendante du ligand IV3. Mécanismes en partie indépendants du RA V. Test fonctionnel du RA chez la levure VI. Etat des travaux BIBLIOGRAPHIE
ABREVIATIONS
17-OH-Prog : 17-hydroxy-progestérone 3’UTR et 5’UTR : Untranslated Terminal Region ; Région 3’ et 5’ non traduite ABP : Androgen binding protein AD : Androgéno-dépendant ADE2 : Phosphoribosylaminoimidazole carboxylase ADN : Acide désoxyribonucléotidique ADNc : ADN complémentaire AF-1 : Activation function-1 AI : Androgéno-indépendant Ald : Aldostérone AMPc : Adenosine MonoPhosphate cyclique And : Androstènedione AP-1 : Activating protein 1 ARE : Elément de réponse aux androgènes ARN : Acide ribonucléotidique ARNi : ARN interférent ARNm : ARN messager AS : Androgéno-sensible BAC : Blocage androgénique complet BRCA1 : Breast Cancer 1 BSA: Sérum albumine bovine C-terminal : Région carboxy-terminale CA : Cortisone acétate
CaP : Cancer de la Prostate CBP : CREB Binding Protein CD44, CD57 et CD133 : Cluster de différentiation 44, 57 et 133 CGH : Hybridation génomique comparative sur chromosomes CK : Cytokératine CMV : Cytomégalovirus CPA : Acétate de Cyprotérone CPHR : Cancer de la prostate hormonorésistant CRE : cAMP Responsive Element CREB : cAMP Responsive Element Binding protein CTE : Carboxy-terminal dHPLC : denaturing High Performance Liquid Chromatography ; chromatographie haute performance en conditions dénaturantes DBD : Domaine de liaison à l’ADN DES : Diéthylstilbestrol DHEA : Déhydroépiandrostérone DHEA-S : DHEA sulfate DHT : Dihydrotestostérone DMEM : Dulbecco’s Modified Eagle’s medium Dox : Doxycycline DTT : Dithiothreitol E2 :b-estradiol EDTA : Acide éthylène-diamine-tétraacétique EGF : Epithelial Growth Factor EGFP : Enhanced Green Fluorescent Protein FGF : Fibroblast Growth factor ERα,β: Récepteur des œstrogènes FITC : Fluorescein isothiocyanate Flut : flutamide FTs : Facteurs de transcription GRα,β: Récepteur des glucocorticoïdes h : heure HA : Hemagglutinine HC : Hydrocortisone HGF : Hepatocyte Growth Factor HPB : Hyperplasie bénigne HR : Hinge region (région charnière) hRA: gène humain du RA HRP : Horseradish Peroxydase Hsps : Protéine de choc thermique (heat shock protein) IGF : Insulin Growth Factor IL-4 : Interleukine-4 IL-6: Interleukine-6 Kb : kilo paire de bases KDa : kilo Dalton KGF : Keratinocyte growth factor LBD : Domaine de liaison du ligand LH : Luteinizing-Hormone LH-RH : Luteinizing-Hormone (LH)-Releasing Hormone LNCaP : Lymph Node Cancer Prostate MAPK : Mito Activated Phos Kinase
min : minute MMTV : Mouse Mammary Tumour Virus Mprog : Médroxyprogestérone MR : Récepteur des minéralocorticoïdes MSS : Milieu sans sérum N-terminal : Région amino-terminale NCoR : Nuclear Receptor CoRepressor NE : Neuroendocrine NFAT : Nuclear Factor for Activation of T cells NF-kB : Nuclear FactorkB NLS : Nuclear localization Signal Norg : Norgestrel Noret : Norethistérone NT : Non transfectées / Non traitées PAP : Phosphatase acide prostatique pb : paire de bases PBS : Phosphate buffered saline PCR : Réaction de polymérase en chaîne PHRC : Programme hospitalier de recherche clinique PIN : Néoplasie intra-épithéliale prostatique : Poids moléculaire PM poly-G : Poly-glycine poly-Q : Poly-glutamine PRA,B: Récepteur de la progestérone Pred, prednisone Prog : Progestérone PSA : Prostate specific antigen PSMA : Prostate specific membrane antigen PTH : Parathyroïd Hormone PTHrP : PTH-related peptide RA : Récepteur des androgènes RAWT: RA wild type, RA sauvage RC : Région charnière (hinge region) RNs :Récepteurs nucléaires RT : Reverse transcription, transcription inverse SDS : Dodécylsulfate de sodium siNS : Scrambled siRNA, siRNA non spécifique siRNA : small interfering RNA SMRT : Silencing mediator of retinoid and thyroid hormone Receptor SP : Spironolactone SRC-1 : Steroid Receptor Co-activator-1 SRF : Serum response factor TA : Température ambiante TBS : Tris buffered saline TFIIH, TFIIF : Transcription Factors TGF : Transforming Growth Factor TIFII : Transcriptional intermediary factor-2 TNM : Tumeur, Nodule, Métastases TRE : Tetracycline Responsive Element
INTRODUCTION I. Les androgènes et le récepteur des androgènes I1. Les androgènes Les androgènes interviennent dans la régulation de nombreux aspects du développement masculin incluant le développement des organes sexuels, la croissance de la pilosité faciale, corporelle et pubienne, l’élargissement des cordes vocales, la perte des cheveux, la production de sperme, le développement musculaire, la croissance de la prostate et le comportement masculin. La biosynthèse des androgènes comme celle de toutes les autres hormones stéroïdes est réalisée à partir du cholestérol. Environ 90 % des androgènes sont produits sous l’influence de la LHRH (luteinizing hormone releasing hormone) par les cellules de Leydig dans les testicules sous forme de testostérone, le reste étant sécrété par la glande surrénale sous forme de DHEA et d’androstènedione, converties par la suite en testostérone au niveau des tissus cibles. La testostérone est la forme circulante majoritaire des androgènes. Au niveau des tissus cibles comme la prostate, elle est convertie par la 5α-reductase en dihydrotestostérone (DHT). La DHT est plus efficace que la testostérone pour promouvoir la prolifération des cellules prostatiques. Les stéroïdes actifs interagissent avec leurs récepteurs spécifiques, pour être ensuite inactivés, essentiellement par les glucuronyltransférases et par les sulfotransférases. I2. Le récepteur des androgènes Au niveau des cellules cibles, les androgènes agissent par l’intermédiaire de leur récepteur. Le récepteur des androgènes (RA) est responsable de l’activation ou de l’inhibition de l’expression de gènes cibles, dont les produits interviennent dans les processus de différenciation, de survie et de prolifération cellulaire. Parmi les gènes cibles, on peut citer l’ABP (androgen binding protein) dans le testicule de rat, la probasine et l’antigène spécifique de la prostate (PSA, prostate specific antigen) dans la prostate. Le RA est principalement exprimé dans les tissus cibles des androgènes comme la prostate, le système musculaire squelettique, le foie et le système nerveux central (Ruizeveld de Winter et al., 1991 ; Nakagama et al., 1991). Le niveau d’expression le plus important est observé dans la prostate, l’épididyme et la glande adrénale. Le RA appartient à la superfamille des récepteurs nucléaires (RN) qui contient plus d’une centaine de membres. Parmi ces protéines, on connaît chez les vertébrés cinq récepteurs aux stéroïdes : les récepteurs des androgènes, des œstrogènes (ERα,β), de la progestérone (PRA,B), des glucocorticoïdes (GRα,β), et des minéralocorticoïdes (MR). Le gène du RA (hRA) est localisé sur le chromosome Xq11-12, son expression est donc monoallélique chez l’homme, et s’étend sur environ 90 kb (Lubahn et al., 1988). Le
cadre ouvert de lecture comprend 8 exons étendus sur 2,7kb, et conduit à une protéine composé de 919 acides aminés pour un poids moléculaire de 110 kDa. Le RA est constitué de quatre domaines fonctionnels majeurs (Mangelsdorf et al., 1995 ; Evans, 1988) communs à tous les récepteurs nucléaires (Chambon, 2004) : - le domaine amino-terminal contenant le domaine d’activation de la transcription indépendant du ligand, AF1 ; La région AF1 est codée par l’exon 1, ce qui correspond aux 538 premiers acides aminés du RA. Cette région ne présente aucune structure particulière. Les premiers 30 acides aminés sont impliqués dans l’interaction de ce domaine avec la partie C-terminale du RA. Cette interaction entre les deux extrémités du RA est induite par la liaison du ligand et a pour conséquence la stabilisation du récepteur. La section d’acides aminés 142-485 est le support de la fonction d’activation de la transcription. Le domaine AF1 est aussi le siège de nombreuses interactions avec des co-activateurs comme BRCA1 (breast cancer 1), SRC-1 (steroid receptor co-activator-1), CBP (CREB-binding protein), et des facteurs généraux de transcription comme TFIIH, TFIIF (McEwan, 2004 ; Warnmark et al., 2003). Le domaine AF1 est aussi le domaine majeur de phosphorylation du RA, les sérines 16, 81, 94, 256, 308 et 424 étant des sites candidats de phosphorylation, la sérine 94 semblant être constitutivement phosphorylée (Blok et al., 1996 ; Gioeli et al., 2002). La région AF1 est caractérisée par un certain nombre de répétitions comme les séquences poly-glutamine (Q), poly-glycine (G) et poly-proline (P). Ces séquences sont polymorphiques, leur taille variant de 8 à 30 répétitions (la distribution modale du nombre de glutamine varie notamment en fonction des groupes ethniques). La séquence poly-Q est un site d’interaction protéine-protéine, et joue ainsi un rôle important dans les fonctions d’activation de la transcription du RA par le recrutement de protéines régulatrices. Une diminution du nombre de résidus Q (< 18-23) est associée à une augmentation de l’activité transcriptionnelle du RA (Wang et al., 2004). Le nombre de répétions au niveau de la séquence poly-G varie normalement entre 14 et 16. Cette séquence montre un degré de polymorphisme moins important que les répétitions poly-Q. - le domaine de liaison à l’ADN (DBD pourDNA binding domain) Ce domaine, codé par les exons 2 et 3, est fortement conservé au sein de la superfamille des récepteurs nucléaires ; il participe également au processus de dimérisation. Le DBD se structure en deux doigts de zinc suivis d’une extension C-terminale (Verrijdt et al., 2003). Le premier doigt de zinc est impliqué dans la reconnaissance de l’ADN, alors que des acides aminés conservés au sein du deuxième doigt de zinc interviennent dans le processus de dimérisation (boîte D). La reconnaissance spécifique des éléments de réponse aux androgènes est assurée par une courte séquence d’acides aminés (boîte P) au niveau du premier doigt de zinc. L’extension C-terminale joue aussi un rôle dans la reconnaissance
spécifique de ces motifs AREs. - le domaine carboxy-terminal responsable de la liaison au ligand (LBD pourligand binding domain la transcription ligand-dépendant,) et contenant le domaine d’activation de AF2 ; Cette région C-terminale, codée par les exons 4 à 8, abrite également une surface d’interaction pour les HSPs (Heat Shock Protein), une surface impliqué dans la dimérisation du récepteur et un signal de localisation nucléaire hormono-dépendant. Elle interagit aussi avec un certain nombre de cofacteurs. Le LBD du RA se compose de 11 hélicesα, les autres récepteurs nucléaires en sont constitués de 12 (le RA ne contient pas l’hélice 2), et quatre courts feuilletsβ, formant un « sandwich » autour de la poche de liaison du ligand. Les ligandsde forte affinité comme la DHT, la testostérone et l’androgène synthétique R1881 sont en contact direct avec des acides aminés des hélices 3, 4, 5, 7, et 11, et d’un des feuilletsβ. Les ligands sont reconnus grâce à deux types de contact : des liaisons hydrogène aux extrémités et des liaisons hydrophobes de type van der Walls pour tout le corps du ligand. La liaison du ligand entraîne des changements conformationnels importants au niveau du LBD, notamment le repositionnement de l’hélice 12 sur la poche de liaison du ligand. Ce repositionnement est important pour l’activité transcriptionnelle du RA, car il crée une nouvelle surface d’interaction avec des co-activateurs. Le domaine AF2 fait partie du LBD. Le repositionnement de l’hélice 12 est requis pour que ce domaine soit fonctionnel. AF2 ne forme pas une entité à part entière au sein du LBD, mais serait plutôt une surface d’interaction protéine-protéine constituée de l’hélice 12 repositionnée et d’autres parties du LBD (Warnmark et al., 2003). Il existe également une région charnière (Hinge region), située entre le DBD et le LBD ; cette région abrite un signal de localisation nucléaire (NLS) ainsi qu’un site de phosphorylation au niveau de la sérine 650 (Gioeli et al., 2002). Le RA non lié au ligand réside principalement dans le cytoplasme, sous sa forme inactive, complexé aux protéines HSP-70 et HSP-90 et à d’autres protéines chaperonnes. Ce complexe stabilise le RA, le protège de la dégradation et lui permet de fixer son ligand. Cette liaison au ligand entraîne (1) une modification conformationnelle, suivie de la libération des protéines chaperonnes qui démasquent les sites de dimérisation et le signal de localisation nucléaire ; (2) l’homodimérisation du récepteur et sa phosphorylation au niveau des sites précédemment décrits ; (3) sa translocation dans le noyau, suivie de sa fixation à des séquences d’ADN appelées éléments de réponse aux androgènes (AREs pour androgen responsive elements) présentes au niveau du promoteur de gènes cibles. Le RA ainsi que les récepteurs aux glucocorticoïdes, aux minéralocorticoïdes et à la progestérone se lient tous à des éléments de réponse aux hormones situés dans les régions promotrices et/ou au niveau des séquences activatrices distales des gènes cibles ; pour le RA, les éléments AREs consistent en la répétition inversée de la séquence 5’-AGAACA-3’ séparée par trois nucléotides : 5’- AGAACAnnnTGTTCT 3’. Pour chaque type de récepteur aux hormones stéroïdes, la spécificité de liaison à l’ADN est déterminée d’une part par l’orientation et l’espacement de ces courtes séquences nucléotidiques, mais aussi par les
séquences primaires de ces éléments de réponse, à la fois à l’intérieur et autour de ces séquences répétées. La fixation du RA aux AREs va permettre le recrutement de l’ARN polymérase II, des co-régulateurs et du complexe activateur de la transcription, constitué entre autres d’histones acétylases (Shang et al., 2002). Le remodelage de la chromatine permet l’assemblage de la machinerie transcriptionnelle et l’activation de la transcription. La formation d’un complexe d’activation nécessite la fixation du RA à la fois au niveau du promoteur et des séquences activatrices distales ; à l’inverse, un complexe de répression ne nécessite la fixation du RA qu’au niveau de la région promotrice. Les co-activateurs et co-répresseurs nécessaires à la régulation transcriptionnelle des récepteurs nucléaires sont très nombreux ; parmi eux, on peut citer CBP, ARA70, SRC-1, p300, c-jun, et SMRT. II. La prostate II1. La glande prostatique La prostate est un organe situé dans le petit bassin, immédiatement sous la vessie, au carrefour des voies urinaires et génitales. Elle est traversée de haut en bas par l’urètre et par les canaux éjaculateurs. Elle a la forme d’une châtaigne et mesure 3 cm de haut, 4 cm de large et 2 cm de profondeur chez un adulte jeune. Elle pèse alors 20 à 25 grammes. La prostate a un rôle génital : elle sécrète le liquide séminal qui entre dans la composition du sperme. Ce liquide est composé de nombreux enzymes dont la phosphatase acide (PAP pour prostatic acid phosphatase) et le PSA, ce dernier participant à la liquéfaction du sperme. L’essentiel de la prostate est constituée de glandes et elle est entourée par une capsule fibro-élastique. L’intégrité ou non de cette capsule prostatique est un élément capital à prendre en compte dans le cancer de la prostate. Les cancers qui ne dépassent pas cette capsule sont dits localisés (à la glande prostatique), et ceux dont les cellules cancéreuses ont dépassé cette capsule sont au moins localement avancés. La prostate est composée de trois zones glandulaires : desune zone de transition et une zone centrale, qui sont au contact de l’urètre et -canaux éjaculateurs, situées sous la vessie. C’est dans ces zones que se développe l’hyperplasie bénigne (HPB) ou adénome de la prostate. L’HPB est une tumeur bénigne qui se traduit par une augmentation de volume (hypertrophie) d’une partie de la prostate. Cette augmentation de volume concerne la majorité des hommes après 50 ans, mais n’a pas obligatoirement de retentissement clinique. Le cancer de la prostate survient indépendamment de l’adénome prostatique. - la zone dite périphérique, très riche en petites glandesautour de ces zones se trouve et où se développent fréquemment (mais non exclusivement) les cancers. Les vaisseaux lymphatiques de la prostate, qui sont une des voies d’extension
fréquente des cancers de la prostate, rejoignent des relais ganglionnaires lymphatiques dans le petit bassin : des cellules cancéreuses peuvent y donner des métastases (adénopathies métastatiques). II2. L’épithéliumprostatique L’épithélium formant les glandes prostatiques est composé de deux couches distinctes dans lesquelles on trouve 5 types cellulaires (Peeh, 2005 ; Long et al., 2005) : les cellules souches, les cellules basales, les cellules intermédiaires prolifératives, les cellules luminales sécrétrices et les cellules neuroendocrines. Les cellules suivent ainsi leur programme de différenciation en migrant de la couche basale vers la lumière du tube. Les cellules basales Au niveau du compartiment basal de la glande, une première couche cellulaire est formée de cellules épithéliales basales reposant sur une membrane. Cette membrane constituée de matrice extracellulaire forme une barrière séparant les cellules basales et le stroma. Les cellules épithéliales basales sont des cellules prolifératives androgéno-indépendantes. Elles expriment le marqueur CD44 et les cytokératines (CK) 5 et 14, mais n’expriment pas le PSA. Des transcrits correspondant au RA sont retrouvés au niveau des cellules basales mais ne sont pas traduits en protéine. Les cellules sécrétrices Les cellules sécrétrices différenciées bordent la lumière de la glande prostatique. Elles sont androgéno-dépendantes, non-prolifératives et expriment les marqueurs CK8, CK18, et CD57, ainsi que le RA. Ces cellules luminales sécrètent le PSA et la PAP qui entrent dans la composition du liquide séminal. Les cellules intermédiaires Une sous-population des cellules sécrétrices exprime cependant à la fois les marqueurs CK8 et 18, caractéristiques des cellules sécrétrices, et les marqueurs CK5 et 14, correspondant aux cellules basales. Ces cellules prolifératives sont décrites comme étant des cellules intermédiaires (transit amplifying cells). Issues des cellules basales, les cellules intermédiaires sont en cours de différenciation et migrent de la partie basale de l’épithélium vers la lumière de la glande, où, une fois leur différenciation achevée, elles donnent naissance aux cellules sécrétrices. Les cellules neuroendocrines Les cellules neuroendocrines (NE) ne représentent qu’un faible pourcentage des cellules épithéliales prostatiques. Elles sont dispersées entre la couche basale et la couche luminale de la glande. Les cellules NE sont décrites comme des cellules non-prolifératives, androgéno-indépendantes (RA-). Dans une culture primaire de cellules épithéliales
prostatiques, elles expriment CK5, 14, et 18, ainsi que le marqueur NE chromogranine A. Ces cellules seraient originaires des cellules souches donnant également naissance aux autres types cellulaires de l’épithélium. Bien que leur rôle n’ait pas été clairement défini, l’hypothèse est que les cytokines sécrétées par ces cellules influenceraient la croissance et la différenciation des cellules épithéliales avoisinantes. Les cellules souches C’est dans le compartiment basal, constituant la partie proliférative de l’épithélium, que sont sensées se situer les cellules souches prostatiques (Hudson et al., 2000). Ces cellules souches n’ont pas été définitivement identifiées chez l’homme ni au sein de tissu prostatique ni dans des cellules en culture. Cependant, plusieurs études ont mis en évidence la présence de cellules souches prostatiques chez la souris (Tsujimura et al., 2002) et le rat (English et al., 1987 ; Evans et al., 1987). D’autre part, l’expression de l’intégrineα2β1, rattachée aux cellules souches épithéliales, a été évaluée dans l’épithélium prostatique et environ 1% des cellules basales expriment fortement cette intégrine (Collins et al., 2001). La sélection de ces cellules est effectuée après digestion du tissu par leur capacité à adhérer au collagène de type I. Ainsi les cellules adhérant en 5 minutes au collagène possèdent un phénotype de cellule basale et une importante capacité à former des clones cellulaires. Enfin, ces cellules, combinées à des cellules stromales puis injectées à des souris, sont capables de former des structures épithéliales avec à la fois des cellules basales et des cellules sécrétrices (PSA+/RA+) ; ce qui prouvent la présence de cellules souches parmi ces clones cellulaires intégrineα2β1 positifs. Selon la théorie des cellules souches prostatiques, la glande se développerait selon le modèle suivant : les cellules souches androgéno-indépendantes produisent les cellules intermédiaires, qui, proliférant et se différenciant, donnent naissances aux cellules sécrétrices androgéno-dépendantes. Le stroma et les interactions stroma/épithélium Le stroma de la prostate est formé de cellules musculaires lisses, de fibroblastes, de cellules endothéliales et de cellules de l’inflammation. Les facteurs de croissances produits par le stroma sont très nombreux : certains interviennent dans la différenciation prostatique, d’autres dans la prolifération ou l’inhibition de la croissance cellulaire (Wong et al., 2000). Parmi ces facteurs de croissance, 5 familles sont connues pour agir sur la prolifération et la différenciation de l’épithélium : TGF (Transforming Growth Factor), FGF (Fibroblast Growth Factor), IGF (Insulin Growth Factor), EFG (Epithelial Growth Factor) et HGF (Hepatocyte Growth Factor). Le stroma produit notamment les facteurs FGF7 et 10 qui stimulent directement la prolifération des cellules épithéliales. La matrice extracellulaire, les facteurs de croissance provenant du stroma, ainsi que les androgènes sont essentiels au bon fonctionnement et à la différenciation de l’épithélium prostatique. Le processus de différenciation implique des interactions complexes entre le stroma et l’épithélium, maintenant un équilibre entre prolifération, différenciation et apoptose. La DHT est le principal métabolite des androgènes au niveau de la prostate. Sa liaison
