Rôle de l`inhibition des HDACs classe II dans des modèles

Rôle de l’inhibition des HDACs classe II dans des modèles de différentiation et
de cancer
Les HDACs humains consistent en une famille de 18 membres différents groupés dans
quatre classes. Classe I (HDAC 1-3.8), classe II (HDAC4-7, 9,10 dont HDAC4, 5, 7 et 9
forment un sous-groupe dû à une organisation structurale commune, alors que HDAC6 est
membre de classe IIb), classe III, également désignée sous le nom des sirtuines (SIRT1-7)
et classe IV (HDAC11). Les classes I, II et IV partagent des caractéristiques communes,
car tous leurs membres sont zinc-dépendants et montrent quelques similitudes de
séquence, alors que dans la classe III HDACs il s’agit d’enzymes NAD+-dépendant sans
homologie aux autres HDACs. Les pan-inhibiteurs tels que SAHA, qui est actuellement
dans des essais cliniques en phase III et a été récemment approuvé pour le traitement du
lymphome à cellule T cutané, bloquent les enzymes de classes I et II, alors que le MS275
est un inhibiteur sélectif de la sous-classe I et bloque les activités de HDAC 1, 2 et
beaucoup moins efficacement HDAC 3. Des inhibiteurs sélectifs de la classe II ont été
également produits, permettant ainsi la dissection des diverses activités de HDACs.
Notamment, alors que l'induction de TRAIL semble être associée à l'inhibition des
enzymes de la classe I dans les systèmes cancéreux, d'autres fonctions cellulaires
dépendent de l'action des HDCAs classe II, comme la régulation de la différentiation,
principalement la différentiation cardiaque.
HDACis dans des systèmes de différentiation : C2C12 cellules, F9 cellules, cellules
3T3L1.
Nous avons examiné MC1568, un nouvel inhibiteur des HDACs, spécifique pour la classe
II, dans un modèle leucémique, les cellules U937, et divers systèmes de différentiation,
tels que les cellules C2C12 pour la différentiation de muscle, les cellules F9 pour la
différentiation endodermale et les cellules 3t3L1 pour la différentiation des adypocytes.
De façon intéressante, nous avons constaté que dans les cellules C2C12 l'inhibiteur des
HDAC classe 2 bloque l'action catalytique de la classe 2 de HDAC, mais stabilise
l'interraction entre le facteur transcriptionnel MEF2D et HDAC4. MEF2D est le principal
facteur transcriptionnel, responsable de la différentiation terminale de muscle, et par
conséquent l’inhibition de son activité transcriptionnel bloque la différentiation du muscle.
D'une manière semblable, dans les deux autres systèmes nous avons évalué l'inhibition de
la différentiation et nous avons trouvé que l’activité transcriptionnelle de RAR et PPARγ,
essentiels pour la différentiation des deux systèmes respectivement, a été bloqué in vitro
dans le premier cas et in vivo dans le deuxième cas. Dans le cas de la différentiation
induite par PPARγ, on a utilisé le système des cellules 3T3L1. Le traitement de ces
cellules avec Troglitazone induit la différentiation d'adypocytes, alors que la présence du
MC1568 le bloque complètement. En analysant le niveau de l'expression de PPARγ pour
RT-PCR, nous avons constaté que son niveau a été fortement diminué après traitement
avec MC1568. De façon intéressante, le traitement d'une souris exprimant stablement le
gène de la luciferase sous le contrôle de l’élément de réponse de PPAR (PPRE-Luc), a
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bloqué l'activité transcriptionnelle de PPARγ, prouvant que le composé régule l'activité
transcriptionnelle de récepteur nucléaire et sa transactivation.
Inhibition des HDACs classe II dans des modèles de cancer - Cellules MCF7
Dans des systèmes de cancer, tels que les cellules MCF7 nous avons constaté que
l'inhibiteur des HDACs classe 2, MC1568, induisait la sumoylation de HDAC4 ce qui
augmente l’activité catalytique de HDAC4 comme cela a été précédemment démontré. La
transfection d'un mutant spécifique empêchant la sumoylation de HDAC4 en cellules F9 a
diminué la capacité de répression de RAR sur un de ces gènes cibles, le collagène IV.
Nous avons démontré que le traitement avec MC1568 régule l'activité transcriptionelle des
deux facteurs de transcription, RAR alpha et NF-KB, sur trois gènes cibles, IRF1, TNF et
TRAIL. La sumoylation de HDAC4 par RANBP2 réprime transitoirement l'expression de
ces gènes cibles. Cette répression est perdue lorsque HDAC4 est dégradé.
Leucémie promyelocitaire aigüe (APL), cellules NB4
Les cellules NB4 sont un système cellulaire de leucémie promyelocitaire aigüe (APL).
Cette maladie est caractérisée par la présence d'une protéine de fusion, PMLRAR alpha,
avec une forte activité de répression due au recrutement augmenté des complexes
corépresseurs. Les patients sont soignés avec la thérapie de différentiation par de l'acide
rétinoïque (ATRA). Même si le traitement est efficace, il reste toujours les problèmes de
résistance et toxicité, causés par les traitements plus longs, qui sont à l’origine du
syndrome d'ATRA et des effets tératogènes.
Dans les cellules NBA, nous avons constaté que la combinaison d’ATRA et MC1568 agit
de manière synergique, induisant une mort indépendante de caspases. L'inhibiteur ZVAD
(un pan-inhibiteur pour toutes les caspases) ne bloque pas la mort induite par le MC1568
seul ni par la combinaison des deux composés. La voie des caspases activée a été
principalement celle de la caspase 8. En même temps, nous avons trouvé une importante
libération du cytochrome C, démontrant la participation de la voie de mort intrinsèque
dans la mort induite par ces deux composés. L'utilisation d'un inhibiteur spécifique, le
NAC, réduit la mort induite par ATRA et MC1568, prouvant que la voie engagée est celle
du NAC. Sachant qu'un inhibiteur de HDAC classe I comme le MS275 induit dans le
même système une mort cellulaire caspase-dépendante, principalement via TRAIL, notre
observation suggérerait que l'inhibition des HDAC classe 2 active une voie qui est
principalement caspase-indépendante.
Conclusions
Dans mon travail de thèse j'ai évalué l'effet d'un inhibiteur sélectif des HDAC classe II
dans plusieurs systèmes et j’ai défini ses effets sur la différenciation et l’apoptose. Cette
analyse sera utile pour générer des nouveaux inhibiteurs sélectifs pour les HDACs pour le
traitement contre le cancer avec un indice thérapeutique plus élevé que les pan-inhibiteurs
des HDACs actuels.
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