Mode d'activation des oncogènes

MODE

D'ACTIVATION

DES ONCOGENES

On a déjà vu plus haut que seuls les gènes des cellules malignes sont transformants, mais on retrouve tous ces gènes (non transformants alors) dans les cellules normales, par les mêmes méthodes de transfert et de reconnaissance des séquences alu. L'activation de ces oncogènes semble résulter de plusieurs mécanismes différents.

Altération génétique	Gène	Conséquences	Cancer
Translocation	bcl et abl	La protéine de fusion est un oncogène activé	L.M.C
Délétion homozygote	NF1	Dérégulation de la protéine p21-ras	Neurofibrosarcome, astrocytome, Phéochromocytome
Mutation transcription	APC	Suppresseur de tumeur annulé	Colon
Amplification génique	EGFR	Activation autocrine par le récepteur des tyrosine kinases	Gliome
Altération génétique	Gène	Conséquences	Cancer
Substitution d'une base	p53	Perte d'un point de contrôle	Très nombreux
Polymorphisme et hypermutabilité	hMSH2	Instabilité génétique	Colon Anaplasique poumon
Polymorphisme	H-ras	Prédisposition au cancer	Nombreux
Réduction de télomère	Nombreux	Délétion de chromosomes	Colon
Modification d'un allèle	IGF2 H19	Effet du dosage de l'expression des gènes	Wilms
Perte ou gain de méthylation	Nombreux	Expression génique modifiée Structure de la chromatine modifiée	Colon

Mutation ponctuelle

Les techniques de restriction enzymatique du DNA et de transfert du DNA ont permis de démontrer que le pouvoir transformant du gène ras était en rapport avec une modification de l'extrémité 5' du gène normal. Le séquençage des gènes normaux et malins a montré un seul changement sur le 12ème codon résultant en une substitution d'un acide aminé Valine pour un résidu Glycine dans la protéine p21^ras. D'autres tumeurs humaines analysées ont confirmé cette mutation ponctuelle, et expérimentalement la mutation provoquée en ce point, provoque le caractère transformant. Dans d'autres tumeurs humaines, la mutation se produit sur le codon 13, 59 ou 61.

Des mutations portant sur d'autres gènes, codant pour des protéines essentielles au contrôle de la division cellulaire, ont été identifiées. Ainsi, on retrouve des mutations très précises pour le gène codant la protéine p53, le gène src, raf et erbB, le gène fms.

Les carcinogènes chimiques agissent, principalement, par mutation ponctuelle, soit au niveau d'un oncogène, soit au niveau d'un gène répresseur, soit au niveau d'un gène codant la réparation du DNA. Les rayonnements agissent souvent aussi de la même façon.

Activation par rétrovirus

Chez l'animal, on sait que certains rétrovirus n'agissent pas en apportant des oncogènes, mais en activant des segments de DNA proches de leur lieu d'insertion, grâce à leur séquence d'activation LTR. Les activateurs viraux rentrent en compétition avec les protéines régulatrices de transcription de la cellule hôte, pouvant mettre en route un gène voisin de façon permanente.

Ainsi, chez l'animal, c-myc est souvent activé de façon anormale par le virus, mais sa structure propre est normale. La réflexion induite par une telle activation a conduit à l'hypothèse des c-onc, gènes cellulaires activés pouvant être eux-mêmes source de transformation maligne. Il n'y a pas d'exemple prouvé d'un tel mode d'action chez l'homme.

Translocations chromosomiques

Les translocations chromosomiques sont fréquemment rencontrées dans les cancers humains : l'exemple le plus typique est celui du chromosome Philadelphie (translocation 9:22) dans la leucémie myéloïde chronique. Mais d'autres exemples existent : translocation 15:17 de la leucémie promyélocytaire, translocations sur le chromosome 8 dans les lymphomes.

Au cours de la LMC, le proto-oncogène abl situé sur le chromosome 9 est transloqué sur le chromosome 22, dans une région contenant le gène bcr, et forme avec certains exons du bcr (12 à 15) une nouvelle zone de DNA activée en permanence pour la transcription d'une protéine tyrosine kinase très active, de PM anormal. Le transfert du nouveau gène bcr-abl dans des cellules myéloïdes de souris, puis l'injection chez l'animal, provoquent le développement d'une LMC chez l'animal, et parfois, après une phase de latence, une leucémie aiguë.

Dans d'autres cas de translocation, l'effet produit n'est pas la fabrication d'une nouvelle protéine, mais l'activation non contrôlée d'un gène codant pour une protéine du contrôle de la division cellulaire. Dans les lymphomes, les translocations observées rapprochent les gènes contrôlant la synthèse des immunoglobulines (chromosomes 14q32, 2p11, 22q11) de l'oncogène Myc (chromosome 8q24). Il en résulte une perte du contrôle sévère exercé sur la transcription du gène Myc. Une perte du contrôle de la transcription est aussi observée avec le gène bcl-2 (lymphomes folliculaires) ou tal-1 (leucémies à T lymphocytes).

Amplification génique

Il s'agit d'un phénomène physiologique lors de la croissance embryonnaire (du moins dans les espèces inférieures), permettant l'adaptation de la synthèse protéique à la croissance de l'animal. Sur les caryotypes, on reconnaît ces régions de deux façons :

soit sous forme de régions hypercolorantes (homogeneously staining regions HSR ou abnormally banding regions ABR), pouvant se trouver dans un site autre que la localisation habituelle du gène transcrit,

soit sous forme de gènes double minute, (DM), petits points sombres de chromatine, vus en fin de métastase, pouvant correspondre à la première phase d'amplification génique. Ils s'intégreraient au chromosome ensuite pour former des HSR.

L'analyse en Southern blot de ces HSR ou DM a montré qu'ils étaient le siège d'une amplification de proto-oncogènes.

En clinique humaine, on retrouve une amplification de c-myc dans certaines leucémies aiguës myéloblastiques, de N-myc dans les neuroblastomes de mauvais pronostic, de L-myc dans les cancers anaplasiques du poumon notamment en cas de métastases diffuses, de l'oncogène neu dans les cancers du sein évolutifs, mais aussi de H-ras, de N-ras, de K-ras dans d'autres tumeurs).

Expérimentalement, la surexpression des protéines codées par les oncogènes apportent le phénotype malin.

L'amplification génique suppose une synthèse non réglée du DNA. On l'observe après hypoxie ou traitement cytotoxique (méthotrexate). La zone amplifiée mesure plusieurs kilobases, et inclut des gènes nécessaires à la réponse cellulaire, mais éventuellement d'autres gènes voisins dont les oncogènes.