Prsentation PowerPoint

1
Cycle Cellulaire, Gènes Suppresseurs de Tumeurs
et Instabilité Génétique
Pr O. Coqueret CRLLC Paul Papin, INSERM
U564 olivier.coqueret_at_univ-angers.fr Tel 02 41
35 27 00, poste 25 64
I. Prolifération et Activation du Cycle
Cellulaire . Cyclines et cdc25 . Cycline D et
MAP Kinases . Cycline E, E2F et Réplication de
l ADN . Cycline B et Mitose II. Les Points de
Contrôle du Cycle Cellulaire . Les Inhibiteurs
p21 et p16 . La Protéine p53 . Mad2 et BubRI,
Points de Contrôle Mitotiques III. Première
Hypothèse L Instabilité Génétique comme Cause
du développement Tumoral . Les Cassures de
l ADN, MIN et CIN . Les Différents Mécanismes de
Réparation . Signalisation des Cassures .
Instabilité Génétique et Mutation des Mécanismes
de Réparation IV. Deuxième Hypothèse Mutations
des Régulateurs de la Prolifération . Les Gènes
Impliqués dans le Développement Tumoral . Ras et
Myc comme Modèles Oncogéniques . Les Oncogènes
Induisent la Sénescence . Régulation de p53 par
la Protéine mdm2 . Le Locus INK4-ARF, ARF comme
Activateur de p53 V. Prolifération Tumorale et
Résistance Intrinsèque ? . Les Oncogènes
Induisent la Résistance à la Mort Cellulaire .
Propagation de l Instabilité Génétique . Forcer
les Cellules vers la Catastrophe Mitotique ?
http//ead.univ-angers.fr

2
(No Transcript)
3
Les différentes phases du cycle cellulaire
G2
1. Réplication de lADN
S
Prophase Prométaphase Métaphase Anaphase Télophase
2. Mitose
M
Cytokinèse
G1
Quiescence
Signaux extracellulaires Mitogènes
4
Les complexes cycline/cdk
CDK1
CDK2
Cycline A
Cycline A
G2
S
CDK1
Cycline B
CDK2
M
Cycline E
G1
CDK4-6
Cycline D
5
Activation des Complexes Cyclines/cdk Et
Progression du Cycle Cellulaire
Cdk Présente, Cycline Absente
Progression Du Cycle Cellulaire
Formation du Complexe Cycline/cdk Activation
Cdk Présente, Apparition Cycline
6
Régulation du Cycle Cellulaire par cdc25
Wee1?
7
Activation du Cycle Cellulaire Cyclines/cdk et
Mitogènes
CDK1
CDK2
Cycline A
Cycline A
G2
S
CDK1
Cycline B
CDK2
M
Cycline E
G1
CDK4-6
Cycline D
8
Activation de la Phase G1 du Cycle Cellulaire
par les Mitogènes
G2
2. Réplication de lADN
S
Cycline E/cdk2 cdc25A
3. Mitose
M
Cycline B/cdk1 cdc25C, APC
G1
1. Activation
Cycline D / cdk4
MITOGENES
MAP Kinases Akt
9
L Activation des MAP Kinases et de PI3-K Induit
la Prolifération des Cellules
10
La Voie des MAP Kinases
11
Régulation Transcriptionnelle du Gène de la
Cycline D par les MAP Kinases
Le Gène de la Cycline D Est sous la
Dépendance Dun Facteur de Transcription AP1
1. AP1 est Inactif dans des Cellules Non
Stimulées 2. AP1 Devient Actif Après Action Des
MAP Kinases
AP1
12
Activation du Gène de la Cycline D par les MAP
Kinases et AP1
Activation Ras
Activation MAP Kinases
Activation AP1
Gène Cycline D1
Mitogènes
Cdk4 Présente, Cycline D Absente
Progression De la Phase G1
Formation du Complexe Cycline D/cdk 4 Activation
Cdk Présente, Apparition Cycline D
13
Recrutement et Activation De la Kinase Akt par la
PI3-Kinase
14
La PI3-Kinase Phosphoryle Les Lipides Membranaires
PI3 kinase (p110)
PI3 kinase (p110)
PI3 Kinase est Composée de deux Sous-Unités p85
Sous Unité Régulatrice p110 Sous Unité
Catalytique
15
Activation de la Protéine Kinase Akt
L interaction Avec les Lipides Membranaires
Entraîne un Changement de Conformation de Akt et
Permet son Activation par PDK1
Nature 2001, 411355
16
La Kinase Akt Bloque la Dégradation De la Cycline
D1 dans le Noyau
17
Activation du Gène de la Cycline D par les MAP
Kinases et AP1
Activation Ras
Activation MAP Kinases
Activation AP1
Gène Cycline D1
Mitogènes
Protéine Cycline D1
Stabilisation par Akt
Dégradation Cycline D1
Cdk4 Présente, Cycline D Absente
Progression De la Phase G1
Formation du Complexe Cycline D/cdk 4 Activation
Cdk4 Présente, Apparition Cycline D
18
L Activation des MAP Kinases et de PI3-K Induit
la Prolifération des Cellules
19
Progression Vers la Phase S Et La Réplication de
l ADN
G2
2. Réplication de lADN
S
Cycline E/cdk2 cdc25A
3. Mitose
M
Cycline B/cdk1 cdc25C, APC
G1
1. Activation
Cycline D / cdk4
MITOGENES
MAP Kinases Akt
20
Régulation du Cycle Cellulaire
Le Cycle Cellulaire Est Contrôlé par le Facteur
de Transcription E2F
21
E2F Déclenche la Phase S du Cycle Cellulaire
G0
G1
G1
G1/S
S
E2F Inactif
E2F Inactif
E2F Inactif
E2F Actif
Rb Actif
Rb Actif
Rb Actif
Rb Inactif
Gènes Phase S Inactifs ADN Polymérase, PCNA,
Histones,etc...
Gènes Phase Actifs
Réplication de l ADN
E2F Déclenche la Phase S
22
(No Transcript)
23
Régulation de Rb au Cours de la Phase G1
G0
G1
G1
G1/S
S
E2F Inactif
E2F Inactif
E2F Inactif
E2F Actif
Rb Actif
Rb Actif
Rb Actif
Rb Inactif
Rb nest pas (ou pré) Phosphorylé
Rb est Totalement Phosphorylé
Rb Interagit avec E2F Rb Inhibe E2F
Rb n Interagit plus avec E2F E2F est Actif
24
(No Transcript)
25
Activation de E2F par les Complexes Cyclines/cdk
au Cours de la Phase G1
G0
Synthèse Cycline D Association avec cdk4
G1
G1
Synthèse Cycline E Association avec cdk2
G1/S
Point de Restriction
S
26
Le Complexe Cycline E/cdk2 comme Inducteur de la
Réplication de lADN
replication forks
cdk2
cdc45
MCM10
MCM2-7
Chargement Des Complexes De Réplication
S
G1/S transition
M
MCM10
MCM2-7
MCM2-7
ORC
ORC
pre-RC
G1
27
Cycline E/cdk2 et Transition vers la Phase S
Activation Gènes Phase S
Activation de E2F
Cycline E cdk2
Réplication De l ADN
Chargement des Complexes de Réplication
Cdk2 Présente, Cycline E Absente
Progression Vers la Phase S
Formation du Complexe Cycline E/cdk 2 Activation
Cdk2 Présente, Apparition Cycline E
28
Progression Vers la Mitose
G2
2. Réplication de lADN
S
Cycline E/cdk2 cdc25A
3. Mitose
M
Cycline B/cdk1 APC
G1
1. Activation
Cycline D / cdk4
MITOGENES
MAP Kinases Akt
29
Alignement et Séparation des Chromosomes
1. Alignement
2. Séparation
30
La Séparase Permet la Séparation Des Chromatides
en Dégradant la Cohésine
microtubule
Chromatid junction
kinetochore
sister chromatids
cohésine
1. Dégradation Cohésine
séparase
2. Séparation Des Chromatides
31
La Séparase Est Activée par APC Pour Dégrader la
Cohésine
cohesin
cohesin
séparase
Chromatid disjunction
32
Le Complexe Cycline B/cdk1 Active APC

• Différentes phosphorylations régulent lactivité
  de APC

CDK1
Cycline B
Polo like kinase
P
P
33
Les différentes phases du cycle cellulaire
G2
2. Réplication de lADN
S
Cycline E/cdk2
3. Mitose
M
Cycline B/cdk1 APC
G1
1. Activation
Cycline D / cdk4
MITOGENES
MAP Kinases Akt
34
Conclusion I Les Points Essentiels de
l Activation du Cycle Cellulaire
G0
Synthèse Cycline D Association avec cdk4
G1
Gènes Phase S
cdc45
S
Réplication ADN
ORC
mcm
G2
Mitose
APC
Cycline B/cdk1
M
35
Cycle Cellulaire, Gènes Suppresseurs de Tumeurs
et Instabilité Génétique
I. Prolifération et Activation du Cycle
Cellulaire . Cyclines et cdc25 . Cycline D et
MAP Kinases . Cycline E, E2F et Réplication de
l ADN . Cycline B et Mitose II. Les Points de
Contrôle du Cycle Cellulaire . Les Inhibiteurs
p21 et p16 . La Protéine p53 . Mad2 et BubRI,
Points de Contrôle Mitotiques III. Première
Hypothèse L Instabilité Génétique comme Cause
du développement Tumoral . Les Cassures de
l ADN, MIN et CIN . Les Différents Mécanismes de
Réparation . Signalisation des Cassures .
Instabilité Génétique et Mutation des Mécanismes
de Réparation IV. Deuxième Hypothèse Mutations
des Régulateurs de la Prolifération . Les Gènes
Impliqués dans le Développement Tumoral . Ras et
Myc comme Modèles Oncogéniques . Les Oncogènes
Induisent la Sénescence . Régulation de p53 par
la Protéine mdm2 . Le Locus INK4-ARF, ARF comme
Activateur de p53 V. Prolifération Tumorale et
Résistance Intrinsèque ? . Les Oncogènes
Induisent la Résistance à la Mort Cellulaire .
Propagation de l Instabilité Génétique . Forcer
les Cellules vers la Catastrophe Mitotique ?
olivier.coqueret_at_univ-angers.fr
36
Les Points de Contrôle du Cycle Cellulaire
CDK1
CDK2
Cycline A
Cycline A
G2
S
CDK1
Points De Contrôle
Cycline B
CDK2
M
Cycline E
G1
CDK4-6
Cycline D
37
p21waf1 et p16Ink4 Inhibiteurs des Complexes
Cyclines/cdk
Il Existe Deux Grandes Familles dInhibiteurs du
Cycle Cellulaire Pour Deux Mécanismes
Cy
Cy
CyD
p21
p16
Cy
cdk
cdk
cdk
cdk4
Complexe Cycline/cdk
Inhibition de l Activité cdk
38
p21waf1 et p16Ink4 Inhibiteurs des Complexes
Cyclines/cdk
G1
p16 Inhibe le Complexe Cycline D1/cdk4 En le
Dissociant
S
G2
M
p21 Inhibe tous les Complexes Cyclines/cdk En se
fixant sur le Complexe Formé
39
Rôle des Inhibiteurs des Cyclines/cdk Principe de
Fonctionnement
Activation
?
Cyclines/cdk Bloquées
Le Blocage des Complexes Cycline/cdk Maintient Rb
sous sa Forme Inhibitrice Non Phosphorylée
40
Le Gène Suppresseur de Tumeur p53
Stress Mutations Oncogènes
Sénescence Apoptose
41
p53 et Arrêt du Cycle Cellulaire
Stress Mutations Oncogènes
Activation de la Protéine p53
?
?
Sénescence
Apoptose
Sénescence
PROTECTION
42
Les Points de Contrôle Mitotiques
Condensation
Alignement
Séparation
Division
Point de Contrôle Mitotique
Alignement des chromosomes sur le plan équatorial
?
43
Les Points de Contrôle du Fuseau Mitotique
1. Alignement
2. Séparation
INHIBITION
BubRI, Mad2
44
Les Points de Contrôle du Fuseau Mitotique
Les Protéines BubRI et Mad2 Bloquent
l Activation de APC Et la Dégradation de la
Cohésine
separase
Mad2
cohésine
cdc20
Alignement Anormal Des Chromosomes
cohesin
Dégradation cohésine
45
Les Points de Contrôle du Cycle Cellulaire
CDK1
CDK2
Cycline A
Cycline A
G2
S
CDK1
Cycline B
p21 p16INK4
M
CDK2
Cycline E
bubRI Mad2
G1
CDK4-6
Cycline D
46
Conclusion II Les Points de Contrôle du Cycle
Cellulaire
G0
p16
p21
Cycline D/cdk4
G1
Gènes Phase S
cdc45
p21
S
Réplication ADN
ORC
mcm
Cycline E/cdk2
G2
Mad2
p21
Mitose
APC
Cycline B/cdk1
M
47
Contrôle du Cycle Cellulaire et Cancer
Gène p21, p16
Gène p21, p16
Stress Mutations Oncogenes
????
Mutations Inhibitions Prolifération Anormale
p16
Comprendre le Mécanisme d Activation des
Inhibiteurs du Cycle Cellulaire, Cest Mieux
Comprendre le Développement Tumoral
48
Contrôle du Cycle Cellulaire et Traitement
Antitumoral
Topoisomerase II Inhibitors
G2
Topoisomerase I Inhibitors
S
DNA replication
Prophase Prometaphase
M
Mitosis
Metaphase
Interphase
Anaphase
Telophase
Spindle Inhibitors
Irradiation
G1
G0
Cell Cycle Arrest Senescence
p53
p21waf1
49
p53, p21, p16INK4 et Traitement Génotoxique
1.Oncogènes 2.Traitement (Cassures ADN)
Activation de la Protéine p53
Sénescence
Apoptose
Sénescence
ARRET PROLIFERATION
50
Cycle Cellulaire, Gènes Suppresseurs de Tumeurs
et Instabilité Génétique
I. Prolifération et Activation du Cycle
Cellulaire . Cyclines et cdc25 . Cycline D et
MAP Kinases . Cycline E, E2F et Réplication de
l ADN . Cycline B et Mitose II. Les Points de
Contrôle du Cycle Cellulaire . Les Inhibiteurs
p21 et p16 . La Protéine p53 . Mad2 et BubRI,
Points de Contrôle Mitotiques III. Première
Hypothèse L Instabilité Génétique comme Cause
du développement Tumoral . Les Cassures de
l ADN, MIN et CIN . Les Différents Mécanismes de
Réparation . Signalisation des Cassures .
Instabilité Génétique et Mutation des Mécanismes
de Réparation IV. Deuxième Hypothèse Mutations
des Régulateurs de la Prolifération . Les Gènes
Impliqués dans le Développement Tumoral . Ras et
Myc comme Modèles Oncogéniques . Les Oncogènes
Induisent la Sénescence . Régulation de p53 par
la Protéine mdm2 . Le Locus INK4-ARF, ARF comme
Activateur de p53 V. Prolifération Tumorale et
Résistance Intrinsèque ? . Les Oncogènes
Induisent la Résistance à la Mort Cellulaire .
Propagation de l Instabilité Génétique . Forcer
les Cellules vers la Catastrophe Mitotique ?
olivier.coqueret_at_univ-angers.fr
51
Historique Deux Types de Gènes sont Mutés
Prix Nobel Varmus et Bishop D. Stehelin Nature.
1976 260(5547)170-3
Prolifération Non Contrôlée
1. Activer un Oncogène 2. Inactiver un Gène
Suppresseur de Tumeurs
52
Genes involved in cancer
Hanahan and Weinberg 2000 The hallmarks of
cancer Cell 100, 57-70.

• Oncogenes
• Activated from protooncogenes
• Usually enhance cell proliferation
• Tumor suppressor genes
• Inactivated by mutation or deletion
• Usually arrest cell proliferation
• Genes regulating apoptosis
• Control cell survival
• Overexpression,mutation or deletion can enhance
  cell survival
• Genes regulating metastasis
• Control cell motility and interaction with the
  environment
• Both activating and inactivating mutations

53
LInstabilité Génétique à la Source
de LApparition des Oncogènes ?
Vogelstein B, Lengauer C Nature. 2004
432(7015)338-41 Nat Rev Cancer. 2003
3(9)695-701 Nat Rev Cancer. 2001
1(2)109-17 Nature. 1998396(6712)643-9
S. Lowe, R. dePinho, C Sherr, R. Weinberg Cell.
2004 116(2) 235-46 Cell 2003 109(3) 335-46 Cell
2002 108(2)153-64 Cell 2000 100 (1) 57-70
Cellule Tumorale
Cellule 1. Proliférant de Manière Anormale 2. Ou
Ayant Bloqué lApoptose
Cellule Présentant Un Taux de Mutation Plus Elevé
Hypothèse I L Origine du Développement Tumoral
Provient de Mutations Sur les Points de Contrôle
de lIntégrité de l ADN
Hypothèse II L Origine du Développement Tumoral
Provient de Mutations Sur les Gènes Régulateurs
de la Prolifération
54
LInstabilité Génétique à la Source
de LApparition des Oncogènes ?
Cellule Normale
Prolifération Normale Mutations Elevées
Prolifération Elevée Mutations Normales
55
Hypothèse I LInstabilité Génétique à
l Origine Du Développement Tumoral ?
CIN (Chromosomal Instability) Perte des points de
contrôle Mitotique
MIN (Microsatellite Instability) Perte des
systèmes de réparation des Mutations (Mismatch
repair)
Chromosomes
Réplication
Augmentation des Taux de Mutations Ou de
Réarrangement
Oncogènes et Gènes Suppresseurs de Tumeurs
56
Les Différents Types de Cassures de l ADN
Déamination par Hydrolyse Spontanée
Modifications Chimiques Radicaux Libres, Dérivés
Oxygénés (Métabolisme et Radiations)
La Stabilité des Gènes Dépend des Mécanismes de
Correction
57
Les Grands Principes de Réparation de l ADN
. La Première Etape Est la Reconnaissance De la
Lésion
Cassure sur Le Premier Brin
Cassure Simple Brin
Excision
Copie à Partir Du Brin Intact (ADN Polymérase)
Ligation (Ligase)
58
Les Grands Principes de Réparation de l ADN
Dimère Pyrimidine
. La Première Etape Est la Reconnaissance De la
Lésion
Cassure Simple Brin
 Nucléotide Excision Repair 
Nucléase
Nucléase
Hélicase
DNA Polymérase
DNA Ligase
59
Les Grands Principes de Réparation de l ADN
Cassure Double Brin
Homologous Recombination (HR)
Non-Homologous End Joining (NHEJ)
Xrcc4 Ligase IV
RAD51
Nature Genetics, 2001, 27247
60
Les Grands Principes de Réparation de l ADN
Cassures Simples et Doubles Brins
Régulateurs ??
Arrêt Cycle Cellulaire
Réparation Des Cassures
Temps
Régulation Génique
Reprise Prolifération
Apoptose
61
Contrôle de lInstabilité Génétique
ATM
ATR
Réparation NER BER NHEJ Recombinaison
Kinases Chk1/2
Arrêt en G1
Arrêt en G2/M
Arrêt en S
Temps
Reprise du Cycle Cellulaire ou Apoptose/Sénescence
62
Hypothèse I LInstabilité Génétique à
l Origine Du Développement Tumoral ?
Réparation NER BER NHEJ Recombinaison
Kinases Chk1/2
Contrôle en G1
Contrôle en G2/M
Contrôle en S
Propagation dun Matériel Génétique
Endommagé Oncogènes, Gènes Suppresseurs de Tumeurs
63
Les Grands Principes de Réparation de l ADN
Nature Reviews Cancer 3 517-525 (2003) CURING
METASTATIC CANCER LESSONS FROM TESTICULAR
GERM-CELL TUMOURS
. Réparation de l ADN NER Faiblement Active .
Taux très Bas de ERCC1, XPF et XPA
Instabilité plus Forte
64
Les Points de Contrôle Mitotiques
Condensation
Alignement
Séparation
Division
Point de Contrôle Mitotique
Alignement des chromosomes sur le plan équatorial
?
65
Instabilité Chromosomique et Points de Contrôle
Mitotiques
Toute Séparation Anormale de Chromosomes Peut
Etre à lOrigine dInstabilité Génétique
Distribution Anormale
CIN
66
Les Points de Contrôle du Fuseau Mitotique
B. Vogelstein et al. Nature. 1998 Mar
19392(6673)300-3
1. Alignement
2. Séparation Anormale des Chromosomes
INHIBITION
BubRI, Mad2
67
Hypothèse I LInstabilité Génétique à
l Origine Du Développement Tumoral ?
Cassures de lADN
Cellule Normale, Contrôles Fonctionnels
1ère Mutation
NER, BER NHEJ Recombinaison
Kinases ATM/ATR Chk1/2
BubRI Mad2
MIN
CIN
Instabilité
Réparation
Arrêt du Cycle
Oncogènes Propagation dun Matériel Génétique
Instable
Mort Cellulaire Ou Reprise Prolifération
La Mutation des Mécanismes de Protection contre
les cassures De lADN Joue un Rôle Initiateur
dans le Développement Tumoral
68
Cycle Cellulaire, Gènes Suppresseurs de Tumeurs
et Instabilité Génétique
I. Prolifération et Activation du Cycle
Cellulaire . Cyclines et cdc25 . Cycline D et
MAP Kinases . Cycline E, E2F et Réplication de
l ADN . Cycline B et Mitose II. Les Points de
Contrôle du Cycle Cellulaire . Les Inhibiteurs
p21 et p16 . La Protéine p53 . Mad2 et BubRI,
Points de Contrôle Mitotiques III. Première
Hypothèse L Instabilité Génétique comme Cause
du développement Tumoral . Les Cassures de
l ADN, MIN et CIN . Les Différents Mécanismes de
Réparation . Signalisation des Cassures .
Instabilité Génétique et Mutation des Mécanismes
de Réparation IV. Deuxième Hypothèse Mutations
des Régulateurs de la Prolifération . Les Gènes
Impliqués dans le Développement Tumoral . Ras et
Myc comme Modèles Oncogéniques . Les Oncogènes
Induisent la Sénescence . Régulation de p53 par
la Protéine mdm2 . Le Locus INK4-ARF, ARF comme
Activateur de p53 V. Prolifération Tumorale et
Résistance Intrinsèque ? . Les Oncogènes
Induisent la Résistance à la Mort Cellulaire .
Propagation de l Instabilité Génétique . Forcer
les Cellules vers la Catastrophe Mitotique ?
olivier.coqueret_at_univ-angers.fr
69
Hypothèse II Le Développement Tumoral Provient
de Mutations sur les Gènes Prolifératifs
S. Lowe, R. dePinho, C Sherr, R. Weinberg Cell.
2004 116(2) 235-46 Cell 2003 109(3) 335-46 Cell
2002 108(2)153-64 Cell 2000 100 (1) 57-70
Cellule Tumorale
Cellule 1. Proliférant de Manière Anormale 2. Ou
Ayant Bloquée lApoptose
Cellule Présentant Un Taux de Mutation Plus Elevé
Hypothèse I L Origine du Développement Tumoral
Provient de Mutations Sur les Points de
Contrôle de lIntégrité de l ADN
Hypothèse II L Origine du Développement Tumoral
Provient de Mutations Sur les Gènes Régulateurs
de la Prolifération
70
Hypothèse II Le Développement Tumoral Provient
de Mutations sur les Gènes Prolifératifs
Hanahan and Weinberg The hallmarks of
cancer. Cell 2000, 100, (1)57-70

• Oncogenes
• Activated from protooncogenes
• Usually enhance cell proliferation
• Tumor suppressor genes
• Inactivated by mutation or deletion
• Usually arrest cell proliferation
• Genes regulating apoptosis
• Control cell survival
• Overexpression,mutation or deletion can enhance
  cell survival
• Genes regulating metastasis
• Control cell motility and interaction with the
  environment
• Both activating and inactivating mutations

71
Cloning of Transforming Genes
Prix Nobel Varmus et Bishop D. Stehelin Nature.
1976 260(5547)170-3
72
Activation of ras by Point Mutations

• Ras mutations in tumors usually involve codons
  12, 13, 59 and 61.
• Mutated ras is found in 50 of colorectal cancers
  and 95 of pancreatic cancers.

73
Activation de la Voie des MAP Kinases
74
(No Transcript)
75
(No Transcript)
76
Myc est un Facteur de Transcription Régulant la
Prolifération Cellulaire
Gènes de Réponse Immédiate Myc, Fos et jun
c-myc
c-fos
Mitogène
- Mitogène
77
c-Myc regulates genes that are involved in many
different aspect of the control of cell behavior
78
Ras
Oncogenes co-operate in Malignant cell
transformation
in vitro
Ras Myc
Land et al. 1983 Nature 304, 596.
Myc
79
and in vivo
Sinn et al. Cell. 198749465. MMTV/v-Ha-ras and
MMTV/c-myc genes in transgenic mice
80
Myc et Ras Comme Modèles de la Prolifération
Normale et Oncogénique


-
Signalisation Normale
Tumeurs
Myc RAS


81
RasV12 Transforme des Fibroblastes
Lignée de Fibroblastes Murins 3T3
82
RasV12 ne Transforme pas des Fibroblastes
Primaires
Fibroblaste Primaire
83
(No Transcript)
84
Myc Induit l Apoptose dans des Cellules
Primaires
Fibroblaste Primaire
Lignée de Fibroblastes Murins 3T3
Apoptose
85
LEffet de Ras Dépend de p53
Ras Induit un Arrêt de la Prolifération dans des
Cellules Où p53 est fonctionnelle
Serrano et al. Cell. 1997 Mar 788(5)593-602.
86
(No Transcript)
87
(No Transcript)
88
Le Gène Suppresseur de Tumeur p53
Stress Mutations Oncogènes
Ras Sénescence Myc Apoptose
89
Rôle de La Protéine p53
Oncogènes
?
Apoptose
Sénescence (Arrêt du Cycle)
90
(No Transcript)
91
Mutations de p53 et Liaisons à lADN
Echappement à l Apoptose Et Arrêt du
Cycle Prolifération Anormale
92
(No Transcript)
93
Régulation de p53 par la Protéine MDM2
94
Activation de p53
La Quantité de p53 augmente par stabilisation de
la protéine
95
Oncogènes et mdm2/p53
La détection de lActivation Oncogénique se fait
par la voie MDM2/p53
96
Mdm2-p53 et Surveillance Tumorale
?
Mdm2 ?
97
p21waf1 et p16Ink4 Inhibiteurs des Complexes
Cyclines/cdk
Il Existe Deux Grandes Familles dInhibiteurs du
Cycle Cellulaire Pour Deux Mécanismes
Cy
Cy
CyD
p21
p16
Cy
cdk
cdk
cdk
cdk4
Complexe Cycline/cdk
Inhibition de l Activité cdk
98
Inactivation du
Locus INK4a
KO de lexon 2
-/-

/
-/-
Croissance Cellulaire
Tumeurs In vivo
LInactivation du Locus INK4a Induit le
Développement Tumoral
p16INK4a est un Gène Suppresseur de Tumeur
Serrano et al. Cell. 1996 85(1)27-37.
99
Le Locus INK4/ARF
Cell. 1997 Nov 2891(5)649-59
100
Le Locus INK4a/ARF

/-

/
-/-
Développement Elevée De Tumeurs in Vivo

-/-
Croissance
LInactivation de p19ARF Induit le Développement
Tumoral
INK4 ou ARF ?
101
Le Locus INK4a/ARF Active à la Fois p53 et Rb
Oncogènes RasV12, Myc, E1a
p19ARF
p16INK4
Rb
p53
APOPTOSE, SENESCENCE
102
p19ARF est un Activateur de p53
103
(No Transcript)
104
Activation de la voie p19ARF/p53 Dans les
Lymphomes
Les Cellules Meurent par Apoptose due à une forte
Expression de p53 et p19ARF
105
Inactivation de la voie p19ARF/p53 Dans les
Lymphomes
80 Inactivent la Voie p53/ARF
La Survie des Animaux ARF -/- ne Dépasse pas 7
semaines
1. Le Développement des Lymphomes Passe par
lInactivation de la Voie ARF/p53 2. Les cellules
deviennent chémorésistantes et échappent aux
traitements
106
Hypothèse II Le Développement Tumoral Provient
de Mutations sur les Gènes Prolifératifs
Pokemon E2F
Activation ARF
Ras Myc Cycline D Src E1A
Dégradation mdm2
Activation p53
Sénescence, Apoptose
Prolifération Anormale
107
Hypothèse II Le Développement Tumoral Provient
de Mutations sur les Gènes Prolifératifs
Activation ARF
Ras Myc Cycline D Src E1A
Dégradation mdm2
Activation p53
Sénescence, Apoptose
Prolifération Anormale
108
Résumé
CDK1
CDK2
Cycline A
Cycline A
G2
S
CDK1
Cycline B
CDK2
M
Cycline E
G1
CDK4-6
Cycline D
109
Résumé
G0
G1
G1
G1/S
S
E2F Inactif
E2F Inactif
E2F Inactif
E2F Actif
Rb Actif
Rb Actif
Rb Actif
Rb Inactif
Gènes Phase S Inactifs ADN Polymérase, PCNA,
Histones,etc...
Gènes Phase Actifs
Réplication de l ADN
E2F Déclenche la Phase S
110
Résumé
G0
Synthèse Cycline D Association avec cdk4
G1
G1
Synthèse Cycline E Association avec cdk2
G1/S
Point de Restriction
S
111
Résumé
Activation Gènes Phase S
Activation de E2F
Cycline E cdk2
Réplication De l ADN
Chargement des Complexes de Réplication
Cdk2 Présente, Cycline E Absente
Progression Vers la Phase S
Formation du Complexe Cycline E/cdk 2 Activation
Cdk2 Présente, Apparition Cycline E
112
Résumé
Cycline B cdk1
cohesin
cohesin
séparase
Chromatid disjunction
113
Résumé
Il Existe Deux Grandes Familles dInhibiteurs du
Cycle Cellulaire Pour Deux Mécanismes
Cy
Cy
CyD
p21
p16
Cy
cdk
cdk
cdk
cdk4
Complexe Cycline/cdk
Inhibition de l Activité cdk
114
Résumé
CDK1
CDK2
Cycline A
Cycline A
G2
S
CDK1
Cycline B
p21 p16INK4
M
CDK2
Cycline E
bubRI Mad2
G1
CDK4-6
Cycline D
115
Résumé
Stress Mutations Oncogènes
Activation de la Protéine p53
?
?
Sénescence
Apoptose
Sénescence
PROTECTION
116
Résumé
117
Résumé
Oncogènes RasV12, Myc, E1a
p19ARF
p16INK4
Rb
p53
APOPTOSE, SENESCENCE
118
Résumé
Activation ARF
Ras Myc Cycline D Src E1A
Dégradation mdm2
Activation p53
Sénescence, Apoptose
Prolifération Anormale
119
Résumé
Vogelstein B, Lengauer C Nature. 2004
432(7015)338-41 Nat Rev Cancer. 2003
3(9)695-701 Nat Rev Cancer. 2001
1(2)109-17 Nature. 1998396(6712)643-9
S. Lowe, R. dePinho, C Sherr, R. Weinberg Cell.
2004 116(2) 235-46 Cell 2003 109(3) 335-46 Cell
2002 108(2)153-64 Cell 2000 100 (1) 57-70
Cellule Tumorale
Cellule 1. Proliférant de Manière Anormale 2. Ou
Ayant Bloqué lApoptose
Cellule Présentant Un Taux de Mutation Plus Elevé
Hypothèse I L Origine du Développement Tumoral
Provient de Mutations Sur les Points de Contrôle
de lIntégrité de l ADN
Hypothèse II L Origine du Développement Tumoral
Provient de Mutations Sur les Gènes Régulateurs
de la Prolifération
120
Cycle Cellulaire, Gènes Suppresseurs de Tumeurs
et Instabilité Génétique
I. Prolifération et Activation du Cycle
Cellulaire . Cyclines et cdc25 . Cycline D et
MAP Kinases . Cycline E, E2F et Réplication de
l ADN . Cycline B et Mitose II. Les Points de
Contrôle du Cycle Cellulaire . Les Inhibiteurs
p21 et p16 . La Protéine p53 . Mad2 et BubRI,
Points de Contrôle Mitotiques III. Première
Hypothèse L Instabilité Génétique comme Cause
du développement Tumoral . Les Cassures de
l ADN, MIN et CIN . Les Différents Mécanismes de
Réparation . Signalisation des Cassures .
Instabilité Génétique et Mutation des Mécanismes
de Réparation IV. Deuxième Hypothèse Mutations
des Régulateurs de la Prolifération . Les Gènes
Impliqués dans le Développement Tumoral . Ras et
Myc comme Modèles Oncogéniques . Les Oncogènes
Induisent la Sénescence . Régulation de p53 par
la Protéine mdm2 . Le Locus INK4-ARF, ARF comme
Activateur de p53 V. Prolifération Tumorale et
Résistance Intrinsèque ? . Les Oncogènes
Induisent la Résistance à la Mort Cellulaire .
Propagation de l Instabilité Génétique . Forcer
les Cellules vers la Catastrophe Mitotique ?
olivier.coqueret_at_univ-angers.fr
121
Echappement à la Voie ARF-p53
Oncogenes
Echappement
Apoptose
Arrêt du Cycle
PROLIFERATION
122
Cell-Cycle Checkpoints As New Targets ?
fumagillin,TNP-470 PRIMA-1, pifithrin a
ecteinascidin 743
UCN-01, SB-218078 debromohymenialdisine isogranula
timide
wortmannin caffeine
nitrogen mustards nitrosoureas mitomycin C
menadione (K3)
p53/MDM2
hydroxyurea cytarabine antifolates 5-fluorouracil
6-mercaptopurine
(R)-roscovitine (CYC202) paullones, indirubins
ATM/ATR
Chk1 Chk2
nucleotide excision repair
Vinca alkaloids taxol/taxotere halichondrin spon
gistatin rhizoxin cryptophycin sarcodictyin
eleutherobin epothilones discodermolide D-24851
? dolastatin combretastatin
Plk1
PD0166285
DNA synthesis
G2
CDC25
S
FK317
HMGA
CDK1
Wee1
camptothecin
topoisomerase I
Aurora
Pin1
tubulin polymerisation/ depolymerisation
podophyllotoxin,doxorubicin etoposide,
mitoxantrone
topoisomerase II
M
CDK2
(R)-roscovitine (CYC202) paullones, indirubins
Cdc7
CDK4
kinesin Eg5
ODC/SAMDC
G1
actin
GSK-3
flavopiridol
Pin1
AhR
monastrol
polyamine analogues
MEK1/Erk-1/2
G0
cytochalasins latrunculin A scytophycins dolastati
n 11 jasplakinolide
paullones, indirubins
Raf
ROCK
DF203
farnesyl transferase
tyrosine kinases
PD98059, U0126
PS-341
proteasome
BAY-43-9006
CT-2584
choline kinase
Y-27632
rapamycin
mTOR/FRAP
R115777 SCH66336
gleevec iressa OSI774
bryostatin, PKC412
PKC
geldanamycin, 17-AAG
HSP90
ATK, MAFP
cytosolic phospholipase A2
trichostatin, FK228
histone deacetylase
hexadecylphosphocholine
phospholipase D
123
Contrôle de lInstabilité Génétique
Traitements Génotoxiques
Temps
Réparation NER BER NHEJ Recombinaison
Kinases Chk1/2
Arrêt en G2/M
Temps
Arrêt en G1
Arrêt en S
Reprise du Cycle Cellulaire ou Apoptose/Sénescence
124
La Réparation de lADN comme Mécanisme dEchappeme
nt ?
Drogues Inhibiteurs de topoisomérases Métabolites
Blocage de la Réplication Arrêt en G2
Temps
Réparation
Apoptose Sénescence
Prolifération
125
Des Mécanismes de Potentialisation ?
Drogues Inhibiteurs de topoisomérases Métabolites
Blocage de la Réplication
Développement de Nouveaux Inhibiteurs ATM/R
Chk1/Chk2 Ex UCN-01
Passage de lArrêt en G2
Précipitation en Mitose
Catastrophe Mitotique
126
Instabilité Génétique et Points de Contrôle
Nature Reviews Cancer 3 517-525 (2003) CURING
METASTATIC CANCER LESSONS FROM TESTICULAR
GERM-CELL TUMOURS
Interaction Covalente Guanine-Cisplatine
127
Conclusion III Instabilité Génétique et Points
de Contrôle
Nature Reviews Cancer 3 517-525 (2003) CURING
METASTATIC CANCER LESSONS FROM TESTICULAR
GERM-CELL TUMOURS
Paramètres Etudiés . Pas de Différences
d Incorporation . Interaction Normale avec
l ADN . Pas de Corrélation avec une
Augmentation de p53 . Pas d Augmentation de
l Apoptose . Réparation de l ADN NER
Faiblement Active Taux très Bas de ERCC1, XPF et
XPA
Instabilité plus Forte Mais Traitement plus
Efficace ?
128
Oncogènes et Traitement Antitumoraux
Pokémon ARF
Oncogenes
Echappement
Apoptose
Sénescence
RESISTANCE INTRINSEQUE ?
129
La Progression Tumorale comme Facteur Intrinsèque
de Résistance ?
Traitement Génotoxique
Cellule Normale
Perte des points De Contrôle ?
Cible Inhibée
Cellule Tumorale
Apoptose Indirecte
Drug Resistance
Cell Transformation
Cell 2002 108(2)153-64 Cell 2003
109(3)335-46
130
Oncogènes, Cassures de lADN et Résistance
Traitement Génotoxique
1. Maintien des cellules  Souches  2.
Sélection de clones plus agressifs
Points de Contrôle Inactivés
Les Drogues Anticancéreuses comme Agents
dInstabilité Génétique ?
Cancer Cell. 2002 (1)19-30 Cell 2002
108(2)153-64 Cell 2003 109(3)335-46
131
Src-Expressing Cells Rereplicate Their DNA and
Become Tetraploid
Instabilité Génétique
132
Cell-Cycle Checkpoints and Anti-Cancer Drugs
Topoisomerase II Inhibitors
G2
Topoisomerase I Inhibitors
S
DNA replication
Prophase Prometaphase
M
Mitosis
Metaphase
Anaphase
Telophase
Spindle Inhibitors
Irradiation
G1
G0
Cell Cycle Arrest Senescence
p53
p21waf1
133
Hypothèse II Le Développement Tumoral Provient
de Mutations sur les Gènes Prolifératifs
Activation ARF
Ras Myc Cycline D Src E1A
Dégradation mdm2
Activation p53
Sénescence, Apoptose
Prolifération Anormale
134
Inactivation des Points de Contrôle Et
Augmentation de l Instabilité Génétique
Traitement Génotoxiques
Oncogènes
Cassures Simples et Doubles Brins
Inactivation Inhérente à la Tumorigénèse
Checkpoints Intacts ?
Oui
Non
p53 Inhibiteurs Cycle Cellulaire Régulateurs
Faisceau Mitotique Apoptose
Apoptose
Mitose Anormale
Chromosomes Surnuméraires Instabilité Génétique
Scott Lowe et al. Cell. 2002 Jan 25108(2)153-64
Sélection Clonale