récepteur des œstrogènes et traitements hormonaux
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Récepteur des Récepteur des œstrogènesœstrogèneset traitements hormonauxet traitements hormonaux
Récepteur des Récepteur des œstrogènesœstrogèneset traitements hormonauxet traitements hormonaux
Historique
1896: Sir G Beatson: Ovariectomie chez deux patientes présentant un cancer du sein métastatique
1905: de Coumelles: Irradiation des ovaires (1948)
1955: Huggins, Jensen: Antiestrogènes
1975: Horwitz, McGuire: [ER-PR]
1975: Tamoxifen mis sur le marché (UK)
1980: Kumar-Chambon: clonage de ERa
1982: LH-RH agonists (patientes préménopausées)
1996: Gustavson: un second ER est cloné: ERb
1999-2000's: Inhibiteurs d’aromatase
Le cancer du sein est un cancer hormono-dépendant
• Les œstrogènes induisent la prolifération de 60 à
70% des cancers du sein
• Cancers du sein hormono-dépendants = tumeurs
présentant des récepteurs hormonaux (RE +/- RP)
• Les RE sont des cibles de traitement
Hormono-dépendance des cancers du sein
Cibles de l'hormonothérapie ?
• Les patientes dont les tumeurs expriment des récepteurs hormonaux (RE et/ou RP) répondent en règle à une privation hormonale
• Tumeurs hormono-dépendantes
Récepteurs d'œstrogènes
La famille des récepteurs d'hormones stéroïdes
ERE7 E8E6E5E4E3E2E1
E = Exon
Estradiolreceptor(gene)
A/B C D E F
Ligand Binding Domain (LBD)Dimerisation
Transcriptional activation 2(TAF 2)
TranscriptionalActivation 1
(TAF1)DNA Binding Domain
(DBD)
Estradiolreceptor(protein)
CYTOPLASME
REERE
NOYAU Activation de latranscription
Œstrogènes
(Gènes hormono-
dépendants)
Cellule épithéliale du cancer du sein
HSP90
AF2
AF1
Cellule
E2 + +
Tamoxifène + –
Antiœstrogènes purs – –
AF1 AF2
Transactivation du ER
Site d'activation de la transcription (1) [classique]
"Estrogen Responsive Element" (ERE)
E2
RE RE
Activation des gènes
Transcription
ERE
ADN
AP1Element
Fos Jun
RE E2Transcription
Une autre voie d'activation de la transcription via le site AP1
Activation des gènesAP1
Site d'activation de la transcription (2) [non classique]
Bases moléculaires de
l'agonisme et de l'antagonisme
Interaction du ligand avec le LBD
Le ligand modifie la conformation du LBD
Œstrogènes Antiœstrogènes
La conformation du LBD (Re) dépend du ligand
Brzozowski et al, 1997
H11H5
H6
H3
K362
H11
K362
H3
H5
H6
La conformation du LBD (Re) dépend du ligand
E
H9
N
H1
H6
H7
H8
H10
H11
H3S1
+ œstrogène + antiœstrogène
H2S2
H4H5C
H12
H9
N
H1
H6
H7
H8
H10
H11
H3S1
H2S2
H4H5 C
H12
AE
E AE
Co-activateurs et
Co-répresseurs
Transactivation des REs
Co-régulateurs
• Coactivateurs L'activité de histone acetyltransferase facilite
l'initiation de la transcription (SRC-1, AIB1….)
• Corépresseurs L'activité de deacetylase inhibe la transcription
(Ncor, SMRT….)
• Modification du recrutement ou de l'expressiond'un co-régulateur résistance ?
From Ali & Coombes, 2002
Co-régulateurs
TAM
E2
Proteins interacting with ER
Protein Function Reference
SRC-1, TIF2 (GRIP1, SRC2), Co-activators Bevan et al, 1999AIB1(ACTR, RAC3, PCIP, SRC3) Recruitment HATs McKenna et al, 1999
ARN70, BRG-1 histone acetyl transferase Fuqua, 2001
P300, CBP, pCAF,p68
NcoR, SMRT (TRAC2) (RIP13) Co-repressors Westin et al, 2000
REA, SSM3 Recruitment HADs Sommer and Fuqua, 2001
(déacétylase)
Co-régulateurs: co-activateurs et co-répresseurs
La balance co-activateur/co-répresseur peut expliquer les effets agonistes ou antagonistes du même ligand dans différents tissus
L'équilibre co-activateur/co-répresseur peut expliquer la résistance au traitement hormonal
E2
RE RE
ERE gène activé
Transcription
DNA
PolCo act
Co rép
RE
REisoformes
RE 2 =
cx
469 aa 495aa
RE 3
469 aa 513 aa
A/B EDC F
149 aa 258 aa 530 aa
447
215 aa
645 774RE 1
493 aa
AF-1
DBD
NL AF-2
1479nt 1590
1407
1407
469 aa 481 aa409 aa
RE 4 1227
RE 5
469 aa 472 aa
1227
1485nt
ARN m
ER
ER and ER• ER and ER are distinct gene products
• ER and ER are distributed in different tissues
• Regulate different genes and may sometimes have opposite effects
• Have common and specific ligands
• Homo- and heterodimers ER/ER
ERexpression in mammary gland
ER and ER
• Overall, ER is expressed at much lower rates than ERin mammary gland
• ER expression is lower in tumors than in healthy mammary glands (Ertb< ERnb)
• ERis often co-expressed with ER
Distribution cellulaire des RE ( et )
Utérus Hypophyse Testicules Prostate Vessie Ovaires Foie Rein
RE ++ ++ + + + ++ ++ –
RE + + ++ ++ ++ ++ – –
From Kuiper et al, 1997
Récepteurs d'hormone
ERE Site AP1
RE RE RE RE
E2 ++ ++ ++ –
DES ++ ++ ++ –
Tam – – ++ ++
ICI – – + ++Ral – – + ++ d
'après K. Paech (1997) Science 277, 1508-1510
Speirs, Lancet Oncol 2004
Schematic representation of wildtype human ER and variant isoforms
Variant 2 (cx) neutralise l'effet de Refonctionnel
Spécificité de la réponse biologique
• Type of récepteur (RE, RE,…)
• Type de cellule, tumeur, organe
• Ligand (E2, SERMs, SERDs),…
• Co-régulateurs (activateurs, répresseurs)
• Type d'action
Actions génomiques et non-
génomiques (rapides)
Activité RE non génomique (RE et RE
Les hormones stéroïdes peuvent avoir une action rapide sur des cellules (trop rapides pour invoquer des mécanismes transcriptionnels)
Les RE liés sont identifiés dans la membrane des cellules (os CNS, col utérin, cellules endothéliales). Complexes stables du ligand-récepteur
Membrane RE : action de RE non génomique ou membrane initiated steroid signaling (MISS): sec or min
Représente 5% des effets biologique du RE
Mechanisms of rapid non-genomic receptor-dependent actions of estrogen in four cell types
Collins P, Nature Medicine 1999
Activité RE non génomique (2)
Les réponses biologiques sont médiées par un système de second-messager
• MAP kinase
• Tyr kinases et phosphatases
• Récepteur de Facteur de Croissance
• SRC kinase…
Activation de facteurs de croissance
Effets non génomiques
Osborne & Schiff, 2005
Interactions entre RE et récepteurs des facteurs
de croissance
Réseau intracellulaire
• La signalisation RE ne peut plus être considérée indépendamment
• Des facteurs de croissance peuvent modifier la réponse RE et peuvent être modifiés par E
• Des facteurs de croissance peuvent être des éléments d’action dans la réponse hormonale
Réseaux interactifs
Résistance à la privation
en œstrogènes
Résistance à la privation en œstrogènes
• Modèles expérimentaux
• Privation à long terme en œstrogènes entraîne une hypersensibilité aux œstrogènes
Augmentation de phosphorylée ER (ser118) Augmentation de l'activité aromatase Augmentation de l'activité MAPK en raison de
l'augmentation de l'expression erbB-2 Augmentation de l'expression IGF1-R Ces effets sont supprimés par un inhibiteur MEK
(U0126)
Mécanisme non unique
Berstein et al, 2003; Martin, Dowsett et al, 2004
Récepteurs d'œstrogènes
• Médie les effets pléiotropiques des hormones stéroïdes
• Facteur nucléaire de transcription activé par leurs ligands
Agonistes purs : Œstrogènes (17 E2 , ...)
SERMs (Selective Estrogen Receptor Modulators) Tamoxifène, Torémifène, Raloxifène, …..
SERD (Selective Estrogen Receptor Down regulators) antagonistes purs : (EM 800; Fulvestrant; ICI 164,184 ….)
• Deux récepteurs distincts : RE et RE
Traitements anti-hormonaux
Hormonothérapie
• Pour l’essentiel, deux cancers hormonodépendants:– Cancer du sein – Cancer de la prostate cancer de l’endomètre
• Empêcher l’action ou la sécrétion d’hormones qui agissent comme des facteurs de croissance ou qui interfèrent avec des facteurs de croissance dans la carcinogenèse
Principaux agents
• Agonistes LH-RH: Ce sont des peptides qui ont une structure proche de la LH-RH naturelle, après une stimulation initiale des sécrétions hormonales, blocage hypothalamo-hypophysaire et chute des gonadotrophines et arrêt de la sécrétion des estrogènes ou des androgènes. Cet effet est réversible. Les principaux agents utilisés sont : la Gosériline (Zoladex), la triptoréline (Décapeptyl) et la leuproréline (Enantone)
Principaux agents
o Effets indésirables des analogues LH-RH : castration– Chez la femme, troubles de la ménopause: BVM,
sécheresse vaginale, libido , ostéoporose, troubles urologiques…
– Chez l’homme: impuissance, andropause
• Blocage périphérique des sécrétions hormonales– Chirurgical: ovariectomie, pulpectomie,
surrénalectomie, hypophysectomie… (rapidité, coût, irréversibilité)
– radiothérapie
Principaux agents
• Anti-aromatases: enzymes qui bloquent la conversion des androgènes en estrogènes au niveau du tissu adipeux et en intra-tumoral. Chez la femme ménopausée permettent de bloquer la formation des oestrogènes. Les principaux agents sont: Le létrozole (Fémara), l’anastrozole (Arimidex), l’exemestane (Aromasine)
Principaux agents
o Effets indésirables des inhibiteurs de l’aromatase: BVM, sueurs, douleurs musculaires et articulaires, ostéoporose, rares troubles digestifs
• Blocage des récepteurs hormonaux: bloquer le récepteur pour empêcher l’hormone d’agir– Anti-androgènes: ils bloquent la conversion de
la testostérone en dihydrotestostérone. Les principaux agents sont: le flutamide (Eulexine), le nilutamide (Anandron), le bicalutamide (Casodex)
Principaux agentso Effets indésirables des anti-androgènes: troubles
de la libido, élévation des transaminases, troubles digestifs, gynécomastie…
• Antiestrogènes: ils se fixent sur les récepteurs de l’oestradiol, action antagoniste mais aussi agoniste partiel des estrogènes en fonction des tissus (tamoxifène: Nolvadex, Kessar, Tamofène…, torémifène: Fareston, raloxifène: Evista… )
• Antiestrogènes purs: Faslodex• Notion de SERM• Effets indésirables du tamoxifène: BVM,
leucorrhées, phlébite, cancer de l’endomètre, troubles oculaires
Principaux agents
• Progestatifs: agiraient par un effet central, les principaux agents sont l’acétate de médroxyprogestérone (Farlutal) et l’acétate de mégestrol (Megace)
o Effets indésirables: HTA, phlébite, embolie pulmonaire, prise de poids, cushing
• Oestrogènes: agiraient par un effet central . Diethylstilboestrol (Distilbène)
o Effets indésirables: HTA, accidents cardiovasculaires et thromboemboliques, ictère …gynécomastie, impuissance
Indications
• Cancer du sein hormono-dépendant métastasé– Récepteurs hormonaux: si RE-: moins de 10%
de TR, si RE + et RP + : 60% de TR
– Critères cliniques d’hormonosensibilité: âge, long intervalle libre, localisations osseuses ou cutanées, réponse à une première hormonothérapie, tumeur d’évolution lente
– Tamoxifène molécule de première intention, puis les inhibiteurs de l’aromatase, puis les progestatifs et les ant-estrogènes purs
Indications
• Cancer du sein non métastasé:– Uniquement si RE +
– Tamoxifène, seul ou en association séquentielle avec la chimiothérapie, ou en association simultanée avec les analogues LH-RH avant la ménopause
– Chez les patientes ménopausées : inhibiteurs de l’aromatase
Indications
• Cancer de la prostate métastasé: Pulpectomie ou Analogues LH-RH et anti-
androgènes, on débute par un anti-androgène pour éviter une stimulation hormonale, l’intérêt d’une association au long cours n’est pas démontré, le taux de réponse est d’environ 60% avec une durée de la réponse de 18 mois, après échappement moins de 10% d’efficacité
• Cancer de l’endomètre à un stade avancé: Progestatifs
• Etude rétrospective de 98 tumeurs du sein non traitées
• Analyses de RE, RE, RP par RT-PCR quantitative
• Validation clinique du dosage RE, RP par RT-PCR (corrélation avec EIA)
• RE et dépendance avec hormone
Corrélations ER, ER
Courbe d'amplification
Courbe de régression
Efficacité : 99%
Temps-réel PCR (RE)
de Cremoux et al, 2002
02
46
8
Log (EREIA)
log
(ERR
T-P
CR
)
2 4 6 8
Temps-réel PCR vs EIA (RE/ RE)
de Cremoux et al, 2002
Temps-réel PCR vs EIA (RE/ RE)
Log (RE-EIA)
Lo
g (
dd
ctR
E/
RT
-PC
R)
2 4 6 8
02
4
de Cremoux et al, 2002
MCF7 wt
MCF7 TamR1
MCF7 164R1
MCF7 182R1
Tam
ICI 164,384
ICI 182.780
Selection Resistant cell linesWild cell line
Modèles in vitro de résistance endocrinienne
(A Lykkesfeldt et al)
Résultats (1)
MCF-7 control MCF-7/TAM R-1 MCF-7/164 R-5 MCF-7/182 R-6 MCF-7/ 182 R-
7
RE +++ Decrease Decrease Decrease Decrease
RE + NC NC NC NC
PR ++ Decrease Decrease Decrease Decrease
AIB1 +++ NC NC Increase NC
BCAR1 ++ NC NC NC NC
CYP19 Low level Increase NC Increase NC
EGFR Low level Increase Increase Increase Increase
ErbB-2 ++ NC NC NC NC
de Cremoux, Lykkesfeldt,et al. Endoc Rel Cancer, 2003
Modèles Précliniques de résistance SERMs
MCF7/HER2
E2
E2
E2
TAM
Iressa®
+
+
+
-
-
-
Randomisation
_
d’après Shou, Massarweh, Osborne, 2004
Résultats : Tamoxifen ± ZD1839 (Iressa®)
d’après Shou, Massarweh, Osborne, 2004
1 30 60 90 120 Jours
Vo
lum
e tu
mo
ral
(mm
3)
1 200
800
0
400
1 400
1 000
600
200
TAM + Iressa®
TAM
E2 + Iressa®
E2
Phosphorylation de RE, HER2 et MAPK
d’après Shou, Massarweh, Osborne, 2004
+E2 Tam –E2
IressaR – + – + –
pRE++ ++++ + –
pHER2 + – +/– – –
pMAPK + – + – –
Réseaux RE (RFC)
Synthèse
• EGFR et HER-2 sont impliqués dans la résistance tumorale
• MAPK phosphorylée est augmentée dans les modèles résistants
• Des anticorps dirigés contre EGFR, HER-2 et des inhibiteurs de erk1/2 (PD 098059) sont efficaces dans des modèles hormono-résistants
Expression de HER2 et RE dans les cancers du sein
Dowsett et al, 2001
Les niveaux RE et HER2 sont inversement corrélés
RE
HER2 Négatif Faible Positif Total
Positif 63 (68%) 17 (27%) 51 (9%) 131 (16%)
Négatif 133 (32%) 47 (73%) 502 (91%) 682 (84%)
Total 196 64 563 813
Données cliniques (1)
Etudes rétrospectives positives
• HER-2 amplification et résistance à l'hormono-thérapie (Southwest Oncology study group) [Arpino et al, 2004]
349 pts (Tam), HER1 et HER2 (IHC) HER2 (FISH), RE, PR (EIA)
Amplification HER-2 corrélée à RE, HER1+, HER2+
Taux de réponses objectives : HER2- (56%) vs HER2+ (47%), HER1- (50%) vs HER1+ (36%). TTP et OS significantly # by combining HER1 et HER2
Pts HER1+ et HER2+ taux de réponse faible à Tam
• Traitement néoadjuvant [Ellis et al, 2001]
BK RE et /ou PR+ et EGFR et HER2 overexpressed letrozole 60% OU/et 48% lumpectomy vs tamoxifène 41% OU/et 36% lumpectomy
Données cliniques (2)
Etude rétrospective négative
HER2 Overexpression [Love et al, 2003] 282 patientes préménopausées, RH+, épreuve de randomisation
1993-1997
oophorectomy + tam vs Oophorectomy
HER2 (IHC, Dako)
HER2+ et meilleure réponse au traitement d'hormone
(mais analyses de sous-groupe !...)
Les épreuves éventuelles sont en cours de développement
(Traitement combiné : ITK ou inhibiteurs mTor et hormono-thérapie…)
Rôle de HER2 et AIB1 dans
la résistance hormonale
HER2 et AIB1 expression /DFS
Osborne CK, J Natl Cancer Inst, 2003
187 pts, N+ BK, tam AIB1 and HER2 (WB), RE (LBA)Suivi median 95 moisDFS diminué si HER2 et AIB1 sont surexprimés
1/ Introduction
2/ Récepteur des œstrogènes (RE)• Structure• Fonction (LBD, DBD, co-activateurs)• ER and ER• Génomique et non-génomique (rapide) RE
3/ Intéractions entre RE et récepteurs de facteur de
croissance
4/ Les RE : cibles du traitement hormonal des
cancers du sein
Plan