Intégrines, réponse cellulaire aux agents anticancéreux et chimiorésistance

ARTICLE

De nombreux agents anticancéreux exercent leurs effets cytotoxiques en favorisant l'induction de l'apoptose [1]. Le traitement des cellules tumorales par les agents qui provoquent des dommages à l'ADN ou interfèrent avec son métabolisme entraîne en général un arrêt de la progression dans le cycle. En cas d'échec des systèmes de réparation, ou lorsque les dommages sont trop importants, les cellules enclenchent leur autodestruction. Cependant, au sein d'une tumeur, la destruction des cellules est souvent incomplète, ce qui ouvre la porte à la récidive et à la progression vers des phénotypes plus agressifs.

La chimiorésistance, principale cause des échecs thérapeutiques, peut faire intervenir plusieurs mécanismes : ceux qui limitent l'accès des agents anticancéreux à leurs cibles primaires ou altèrent les propriétés de ces cibles, ceux qui favorisent la réparation des dommages induits, enfin, ceux qui génèrent une tolérance à ces dommages. Leur mise en place est étroitement couplée aux remaniements génétiques et épigénétiques qui accompagnent et conditionnent la progression tumorale. L'hypermutabilité intrinsèque des cellules tumorales joue certainement un rôle dans l'émergence de clones résistants. Mais les altérations des systèmes de contrôle du cycle cellulaire et de l'apoptose caractéristiques de ces cellules contribuent également à leur survie en présence de dommages induits par les agents anticancéreux [2, 3].

L'influence du milieu extracellulaire sur la sensibilité des cellules tumorales à la chimiothérapie commence à être mieux appréhendée. La vascularisation des tumeurs solides conditionne leur croissance mais constitue également une voie d'accès pour les agents anticancéreux. La nature du microenvironnement tumoral conditionne la diffusion de ces molécules et leur accès à l'ensemble des cellules cancéreuses. Ces cellules établissent des contacts entre elles et avec leur environnement, cellules stromales et composants de la matrice extracellulaire, par l'intermédiaire de récepteurs d'adhésion tels que les cadhérines et les intégrines. Une caractéristique essentielle de ces deux familles de récepteurs, dans le contexte de la chimiorésistance, est leur capacité à induire des remaniements au sein des réseaux de signalisation intracellulaires, et en particulier à moduler la réponse des systèmes de contrôle du cycle cellulaire et de l'apoptose à un traitement par des agents physiques, chimiques ou biologiques [4].

Les intégrines constituent une famille de récepteurs transmembranaires de nature glycoprotéique, formés de deux chaînes, alpha et beta, associées de façon non covalente [5] (figure 1). Les 18 sous-unités alpha et 8 sous-unités beta décrites à ce jour s'associent de manière stricte pour former 24 récepteurs [6, 7] regroupés en plusieurs familles structurales en fonction de sous-unités communes. Impliquées dans les interactions cellule-cellule et cellule-matrice extracellulaire, les intégrines jouent un rôle important dans la différenciation et la morphogenèse tissulaire, et présentent des profils d'expression différents selon les tissus. Au-delà de leur rôle physique dans l'adhérence cellulaire, elles participent à l'établissement de la polarité cellulaire [8] et à la transmission de signaux [9] grâce à leurs interactions directes avec des protéines transmembranaires et des protéines cytoplasmiques associées au cytosquelette et/ou impliquées dans la signalisation intracellulaire [10]. Les voies de signalisation stimulées par les intégrines sont très complexes et ne sont pas encore totalement élucidées [11] (figure 1). Leur coopération avec les récepteurs de facteurs de croissance est bien établie [12], ainsi que leur rôle dans la régulation des métalloprotéinases [13]. Ainsi, les intégrines interviennent dans la régulation de fonctions cellulaires fondamentales, telles que la prolifération [14, 15], la survie [16], la différenciation [17], la migration [18], et sont impliquées dans de nombreux processus cellulaires qui ont un impact sur le développement tumoral [19].

Dans le cadre de cette revue nous nous intéresserons aux rôles des intégrines et de leurs interactions avec la matrice extracellulaire dans le contrôle du cycle cellulaire et de l'apoptose et à leur implication dans la réponse cellulaire aux agents anticancéreux et la chimiorésistance.

Intégrines, cycle cellulaire et apoptose

Intégrines et régulation du cycle cellulaire

Pour un grand nombre de types cellulaires, l'adhésion à un substrat matriciel est essentielle à la progression dans le cycle, même en présence de facteurs de croissance. Cette « dépendance vis-à-vis de l'ancrage » est altérée à des degrés divers dans les cellules cancéreuses.

L'adhésion assurée par les intégrines conditionne certains événements moléculaires essentiels au contrôle du cycle cellulaire. Ainsi, la phosphorylation de Rb par les kinases dépendantes des cyclines (cdk), un événement clé de la progression de la phase G1 vers la phase S [20], dépend à la fois des facteurs de croissance et de l'ancrage. L'adhésion cellule-matrice extracellulaire est nécessaire à l'expression de la cycline D1 et de la cycline A. Elle participe également de façon indirecte à l'activation des complexes cycline D1-cdk4/6, cycline E-cdk2 et cycline A-cdk2, en diminuant le taux d'inhibiteurs de cdk comme p21^Waf1/Cip1 et p27^Kip1 [15].

La liaison des intégrines à leurs ligands matriciels active la cascade des MAPK (mitogen-activated protein kinases) (figure 2) [21] au travers de plusieurs voies de transduction. La voie dépendante de la tyrosine kinase FAK (focal adhesion kinase) et de Ras est la plus fréquemment décrite. L'activation de Ras peut également dépendre de la protéine adaptatrice Shc (Src homology 2-containing protein). Une voie indépendante de Ras, impliquant la PI 3-kinase (phosphoinositide 3-kinase) ou la sérine/thréonine kinase ILK (integrin linked kinase), a également été décrite [14] (figure 1).

Intégrines et régulation de l'apoptose

* Intégrines et signaux de survie

Au même titre que les hormones et les facteurs de croissance, les facteurs insolubles de la matrice extracellulaire jouent un rôle crucial comme facteurs de survie. Des cellules endothéliales ou épithéliales normales maintenues en suspension ou traitées avec des oligopeptides RGD capables d'inhiber l'interaction intégrine-ligand ¹ meurent par apoptose du fait de la rupture des interactions cellule-matrice extracellulaire [22, 23]. Frisch et al. [23] ont proposé le terme d'anoïkis ² pour décrire ce phénomène. Ces travaux initiaux montrant que des cellules privées d'ancrage meurent par apoptose et que les signaux initiés par les intégrines protègent les cellules de l'autodestruction ont été confirmés par de nombreux auteurs. D'autres types cellulaires sont moins sensibles au détachement : ainsi, dans les fibroblastes, l'effet des intégrines sur la survie n'est observé que dans des conditions de privation sévère en facteurs de croissance [24], et les mécanismes mis en jeu sont sans doute différents. À l'inverse, il semble que, dans le cas des cellules du système hématopoïétique, les intégrines liées à leur ligand puissent propager des signaux de mort [25, 26]. Il a même été récemment montré que les intégrines non liées sont capables de recruter une enzyme protéolytique, la caspase 8, et ainsi de favoriser l'entrée en apoptose de cellules endothéliales, de cellules de mélanome ou encore de cellules de carcinome [27].

* Une voie en faveur de la survie : FAK/PI 3-kinase/Akt

La tyrosine kinase FAK doit son nom à sa localisation dans les plaques d'adhésion focales ou contacts focaux. Ces structures, au sein desquelles les intégrines connectent la matrice extracellulaire aux complexes protéiques associés au cytosquelette actinique, constituent des zones privilégiées de transduction de signaux. Exprimée dans de nombreux types cellulaires, la FAK est associée de manière fonctionnelle et spatiale à différentes sous-unités beta d'intégrines et est activée suite à la liaison intégrine-ligand [28].

La FAK jouerait un rôle central dans la protection contre l'apoptose. Ainsi, l'injection d'anticorps dirigés contre un site de phosphorylation essentiel à l'activité de FAK [29], ou contre le site de fixation de la FAK sur le domaine cytoplasmique de la sous-unité d'intégrine beta1, active l'apoptose dans des fibroblastes [30] ou des oligodendrocytes [31]. De même, l'inhibition de l'expression de FAK par un oligonucléotide anti-sens bloque la croissance et induit l'apoptose dans des cellules de carcinome mammaire, de mélanome et de glioblastome [32, 33].

Au cours de l'apoptose, le clivage protéolytique de la FAK par les caspases 3, 6 ou 7 [34-36] ou par la calpaïne [36] conduit à la déstructuration des contacts focaux, puis au détachement cellulaire. L'interruption des signaux de survie provenant de la matrice extracellulaire [35] résulterait à la fois d'une diminution de la quantité de FAK fonctionnelle due à un clivage spécifique et à l'inhibition de l'activité de la protéine résiduelle par les fragments ainsi formés [36].

Les événements en aval de la FAK responsables de la protection des cellules vis-à-vis de l'apoptose sont encore mal connus, et sont probablement différents d'un type cellulaire à l'autre. L'activation par les intégrines d'une voie majeure de survie, la voie PI 3-kinase/Akt [38], peut se faire par l'intermédiaire de la FAK [39]. Cependant l'activation de ILK [40] ou le recrutement de la protéine adaptatrice Shc par certaines intégrines permet également d'activer cette voie [41]. En outre, dans des fibroblastes privés de sérum, la voie PI 3-kinase/Akt n'intervient pas dans la transmission de signaux de survie à partir de FAK [42].

Il faut aussi noter que la voie PI 3-kinase/Akt n'est pas la seule voie par laquelle les signaux de survie sont propagés. D'ailleurs Le Gall et al. [43] ont montré, dans des fibroblastes maintenus en suspension, que seule l'activation de la voie Ras/Raf/ERK permettait d'empêcher l'entrée en apoptose des cellules.

* Intégrines et membres de la famille Bcl2

La phosphorylation de la protéine proapoptotique Bad par la kinase Akt l'empêche d'interagir avec la protéine BclX_L qui peut alors exercer sa fonction anti-apoptotique [44]. Ce mécanisme illustre un phénomène plus général, selon lequel les interactions entre les protéines pro- et anti-apoptotiques de la famille Bcl2 et leurs niveaux d'expression jouent un rôle essentiel dans la régulation de l'apoptose [45, 46] (tableau).

Plusieurs études ont mis en relation les intégrines et les membres de la famille Bcl2. Dans des cellules tumorales ovariennes, la liaison de l'intégrine alpha5beta1 à la fibronectine empêche l'entrée en apoptose à la suite d'une privation de sérum en induisant une augmentation du taux de Bcl2 [24]. L'induction de Bcl2 dans des cellules de neuroblastomes humains suite à l'activation des intégrines alphavbeta3, alpha1beta1 et alpha3beta1, permet leur survie [47]. L'interaction de cellules de mélanome avec du collagène dénaturé, un ligand de l'intégrine alphavbeta3, s'accompagne d'une augmentation du rapport Bcl2/Bax [48]. À l'inverse, le détachement des cellules épithéliales de la matrice extracellulaire induit une translocation rapide de la protéine pro-apoptotique Bax vers la mitochondrie et un changement de conformation qui expose son domaine BH3. Ces deux événements sont réversibles et ont lieu avant l'activation des caspases et de l'apoptose. La FAK pourrait promouvoir la survie cellulaire en exerçant un contrôle sur la conformation du domaine BH3 de Bax [49].

* Intégrines et régulation de p53

La protéine p53 joue un rôle critique dans la réponse cellulaire à des stress variés, y compris les dommages à l'ADN, et dans l'induction de l'apoptose [50]. Les voies qui pourraient connecter les intégrines à la régulation de p53 ont été peu explorées. Toutefois, quelques publications récentes fournissent des éléments, parfois contradictoires, sur l'existence et la nature de ces voies, et suggèrent qu'elles pourraient jouer un rôle important dans la réponse aux traitements anticancéreux et la progression tumorale.

Selon certains auteurs, l'anoïkis des cellules épithéliales serait indépendante de p53 [51]. De fait, des cellules de carcinomes dépourvues de p53 meurent d'apoptose lorsqu'elles sont détachées de leur support [52]. La situation semble différente dans les cellules endothéliales ou les fibroblastes. Grâce à une série d'expériences fondées sur l'inactivation de FAK et/ou de p53, Ilic et al. [42] ont montré que l'activation de la FAK consécutive à l'adhésion à la fibronectine supprime l'apoptose dépendante de p53, dans des fibroblastes synoviaux de lapin ou des cellules endothéliales privés de sérum. Après inactivation de p53, les cellules survivent même en l'absence de matrice extracellulaire ou de FAK : p53 constituerait un moyen de contrôle de la présence de signaux de survie issus de la matrice extracellulaire dans ces cellules dont la survie dépend de l'ancrage. D'autres résultats vont dans le même sens. Ainsi, dans les cellules endothéliales, l'activation de l'intégrine alphavbeta3 induit un signal de survie, qui conduit à l'inhibition de l'activité transcriptionnelle de p53, à la diminution de l'expression de p21^Waf1/Cip1 et à une augmentation du rapport Bcl2/Bax [53]. À noter également que, dans des fibroblastes murins en phase exponentielle de croissance, la rupture des interactions cellule-matrice extracellulaire se traduit par une activation rapide de p53, suivie d'une activation transcriptionnelle de p21^Waf1/Cip1 et d'un blocage en phase G1 du cycle [54].

L'intégrine alpha6beta4, qui est exprimée dans la plupart des épithéliums et jouerait un rôle important dans la différenciation, est la seule intégrine dont les relations avec p53 aient été étudiées de manière spécifique. Le statut de p53 semble influencer de manière critique sa fonction. Dans les cellules de carcinome dépourvues d'alpha6beta4 et déficientes en p53, l'expression de l'intégrine supprime l'anoïkis en activant la voie Akt. L'expression d'un gène p53 exogène dans ces cellules bloque l'effet protecteur de l'intégrine en provoquant le clivage de Akt par la caspase 3 [52]. Dans des cellules possédant une protéine p53 sauvage, la surexpression d'alpha6beta4 induit l'apoptose en stimulant l'activité trans-activatrice de p53, notamment vis-à-vis du gène bax [55]. Les cellules de carcinomes qui expriment alpha6beta4 et des formes mutantes de p53 ou de caspase 3 pourraient posséder des avantages en termes d'invasion et de capacité métastatique, ce qui concorde avec les données impliquant fortement alpha6beta4 dans ces phénomènes. L'intégrine alpha6beta4 semble en fait se comporter comme certains oncogènes qui stimulent la prolifération dans un certain contexte et la mort cellulaire dans un autre. Ces résultats nous rappellent également que la fonction des intégrines peut être profondément influencée par des stimuli activant d'autres voies de signalisation.

Enfin, dans certains types de cellules fibroblastiques, de mélanomes ou de sarcomes qui sont capables de survivre en suspension, le détachement de la matrice extracellulaire peut se traduire par une diminution de l'expression de p53 [56]. Il est maintenant bien établi que la protéine p14/p19 Arf protège p53 de la dégradation induite par la protéine Mdm2, en séquestrant cette dernière. Dans des fibroblastes embryonnaires murins, le détachement de la matrice extracellulaire s'accompagne d'une diminution rapide du taux de protéine Arf, tandis que le niveau d'expression de Mdm2 reste inchangé. La dégradation de p53 étant ainsi favorisée, son taux diminue progressivement. Les intégrines sont-elles impliquées dans la régulation du taux de protéine Arf ? Cela semble être le cas puisque l'incubation de cellules en suspension avec un anticorps anti-beta1 restaure partiellement ce taux [56]. Nous verrons plus loin que ces résultats ont des implications importantes quant à la réponse de ces types cellulaires aux agents anticancéreux.

* Intégrines et caspases

Certains travaux sont en faveur d'un lien entre les intégrines et les caspases, enzymes protéolytiques impliquées dans l'initiation et l'exécution du programme d'apoptose.

L'activation des intégrines beta1 régule négativement l'expression de l'ICE (interleukin-1beta converting enzyme, caspase 1) dans des cellules épithéliales mammaires [51]. L'utilisation d'antagonistes des intégrines peut conduire au déclenchement de l'apoptose en induisant l'activation de la caspase 3 [57]. Buckley et al. [58] ont montré que les peptides RGD n'agissent pas forcément sur les voies de survie contrôlées par les intégrines, mais qu'ils peuvent induire directement l'apoptose en promouvant un changement conformationnel de la procaspase 3 qui sera à l'origine de son clivage et de son activation. Cette caspase n'est pas la seule à être activée au cours de l'anoïkis. La rupture des interactions entre des cellules épithéliales et la matrice extracellulaire s'accompagne d'une forte activation de la caspase 8 [59, 60] qui clive son substrat Bid [59]. Cette activation peut être inhibée par la surexpression de Bcl2 ou de BclX_L [60]. L'activation de la caspase 8 serait l'un des premiers événements au cours de l'anoïkis, amplifié par un rétrocontrôle positif impliquant plusieurs membres de la famille Bcl2 (événements mitochondriaux).

* Rôle des JNK/SAPK dans l'anoïkis

Les JNK/SAPK (Jun N-terminal kinases/stress-activated protein kinases) appartiennent à la famille des MAPK (figure 2) et répondent à une variété de stimuli dits de stress tels que les UV, l'irradiation ou les céramides en déclenchant l'apoptose [61]. Alors que le détachement de cellules épithéliales de la matrice extracellulaire induit rapidement l'activation des JNK, le blocage de la voie JNK par un dominant négatif inhibe partiellement l'anoïkis : les JNK joueraient donc également un rôle dans ce processus. Dans ces cellules, la surexpression de Bcl2 supprimerait l'anoïkis en empêchant l'activation des caspases, laquelle est nécessaire à l'activation de la voie JNK [62]. Cette dernière, en effet, résulte de l'activation de MEKK1 consécutive à son clivage par les caspases, la voie MEKK1/JNK et celle des caspases interagissant de manière positive [63]. D'après ces résultats, la séquence des signaux impliqués dans la régulation de l'apoptose pourrait être la suivante :

Dans les fibroblastes, l'activation des JNK serait consécutive à l'adhésion et non au détachement de la matrice extracellulaire [64]. Privés de sérum, les fibroblastes survivent quand ils sont cultivés sur une matrice de fibronectine. Dans ces conditions, les JNK sont activées par le complexe FAK-p130^Cas agissant par la voie Ras/Rac/Pak1/MKK4 (figures 1 et 2), et non par la voie PI 3-kinase/Akt. En revanche, en présence de sérum mais en l'absence de matrice extracellulaire, ces cellules survivent grâce aux signaux initiés par FAK, PI 3-kinase et Akt [64].

Ces données suggèrent que la régulation de l'activité des JNK est différente dans les fibroblastes et dans les cellules épithéliales et qu'elle est fonction de la nature du stimulus à l'origine de l'activation de l'apoptose.

Relations entre intégrines, apoptose et cycle cellulaire

Une relation étroite entre la régulation du cycle cellulaire et celle de l'apoptose a été mise en évidence dans de nombreux systèmes. Il semble en être de même pour le contrôle de l'anoïkis. Ainsi, dans des cellules de carcinome de la prostate, la surexpression de Bcl2 empêche l'accumulation des inhibiteurs de cycline p21^Waf1/Cip1 et p27^Kip1 induite par la rupture des contacts entre les intégrines beta1 et la matrice extracellulaire. Dans ces conditions, la protéine Rb reste sous une forme hyperphosphorylée. Ainsi Bcl2 empêcherait l'arrêt du cycle en inhibant l'accumulation de la forme hypophosphorylée Rb, qui favorise l'induction de l'anoïkis dans ce système [65].

La surexpression de p16^INK4a, un inhibiteur des complexes cycline D-cdk4/6, restaure la sensibilité à l'anoïkis dans des cellules tumorales, par l'intermédiaire d'une surexpression de l'intégrine alpha5beta1 : en effet, cette restauration est contrecarrée en présence d'anticorps bloquants, de fibronectine soluble, ou d'anti-sens inhibant l'expression de cette intégrine [66].

Intégrines et réponse cellulaire aux médicaments anticancéreux

Activation des intégrines et modulation de l'activité cytotoxique des agents anticancéreux

Impliquées dans la régulation du cycle cellulaire, les intégrines exercent également leur action à différents niveaux des cascades complexes d'événements moléculaires qui conduisent à la mort cellulaire. Certaines de ces voies sont également mobilisées lors de la réponse cellulaire à un agent anticancéreux (figure 3). Il est donc raisonnable de penser que les intégrines puissent participer au contrôle de l'apoptose chimio-induite et jouer un rôle dans les phénomènes de chimiorésistance.

À l'appui de cette hypothèse, un nombre croissant d'études, dont les principales sont analysées ci-dessous, montre que certaines intégrines sont capables de moduler l'activité cytotoxique de divers agents anticancéreux dans des modèles cellulaires in vitro. Pour la plupart, ces études reposent sur la comparaison de l'action d'agents anticancéreux sur des cellules maintenues en suspension et sur des cellules adhérentes à des substrats définis. Le rôle des intégrines est tantôt implicite, tantôt exploré de manière plus approfondie à l'aide d'inhibiteurs spécifiques et d'anticorps servant de ligands immobilisés. Les travaux de Hazlehurst sur les lymphomes suggèrent que les intégrines peuvent avoir une influence directe sur la topo-isomérase II, cible primaire de certains médicaments anticancéreux [67]. La majorité des études, portant sur des tumeurs d'origine épithéliale ou hématopoïétique, ont plutôt recherché des modifications de l'expression et/ou de la fonction des protéines de la famille Bcl2, de protéines kinases ou d'autres facteurs de survie [68, 69]. Enfin, selon les travaux récents de Lewis et al. [56], dans certains types cellulaires (mélanomes, sarcomes), les intégrines réguleraient la réponse apoptotique aux dommages à l'ADN chimio-induits en modulant l'expression de p53.

Il faut toutefois garder en tête que les approches utilisées ne permettent pas toujours d'exclure que les effets de l'adhésion sur la réponse à l'agent anticancéreux mobilisent également d'autres mécanismes, comme les changements de la forme cellulaire ou de l'organisation du cytosquelette, dont on sait qu'ils peuvent influer sur la prolifération et la survie [70].

* L'activation des intégrines module les dommages à l'ADN induits par les inhibiteurs de topo-isomérase II

La capacité des intégrines à moduler la cytotoxicité de l'étoposide a été montrée pour la première fois dans des cellules endothéliales issues du tissu tumoral. Ces cellules étaient protégées de l'apoptose induite par cet agent lorsqu'elles étaient cultivées sur des substrats recouverts de différentes protéines matricielles (fibronectine, laminine) ou de peptides contenant un motif RGD. De plus, des anticorps activants spécifiques des sous-unités d'intégrines alpha5, beta1 et beta3, protégeaient les cellules de l'induction de cassures de l'ADN par l'étoposide [71].

La résistance de cellules de lymphome U497 à l'effet cytotoxique de l'étoposide et de la mitoxantrone, lorsqu'elles adhèrent à la fibronectine par l'intermédiaire des intégrines beta1, a pu être reliée de manière directe à une protection vis-à-vis des dommages à l'ADN. Cette protection résulterait d'une réduction de l'activité catalytique de la topo-isomérase II, consécutive à des altérations de la distribution nucléaire de cette enzyme induites par l'adhésion [67].

* Intégrines et résistance à l'apoptose chimio-induite

Dans les tumeurs du système nerveux central, l'expression spécifique de la vitronectine dans les gliomes de haut grade est en faveur d'une implication de ce ligand majeur des intégrines alphav dans l'invasion tumorale. Il semble également que cette protéine joue un rôle dans la chimiorésistance de ces tumeurs, sa présence aux marges tumorales étant susceptible de contribuer à la fréquence élevée de récidive au niveau de ces sites. Uhm et al. [72] ont en effet montré que l'adhésion à la vitronectine inhibe l'apoptose induite par le topotécan dans deux lignées cellulaires de gliomes. Cet effet protecteur, bien supérieur à celui de la fibronectine, dépend de la quantité de protéine et ne s'explique ni par une stimulation de l'adhésion, ni par une modification de la distribution des cellules dans le cycle. Les intégrines alphavbeta3 et alphavbeta5 sont probablement impliquées, car la culture des cellules sur des plaques recouvertes d'anticorps dirigés contre ces récepteurs les protègent également de l'apoptose chimio-induite. La résistance des cellules cultivées sur la vitronectine, qui se manifeste indépendamment du statut de p53, est associée à une expression accrue de Bcl2 et de BclX_L, et à une augmentation des rapports Bcl2/Bax et BclX_L/Bax.

Dans des cellules de lymphome B, l'activation de l'intégrine alpha4beta1 par son ligand VCAM1 (vascular cell adhesion molecule-1) diminue de manière très significative l'apoptose induite par l'étoposide. Cette protection n'est pas reliée à une augmentation de l'expression de BclX_L, mais à la promotion de l'interaction entre cette protéine et Bax, qui s'oppose à une modification de sa conformation et à la rupture des complexes Bax/BclX_L induits par l'étoposide [68]. Il est remarquable que la combinaison de l'activation de l'intégrine alpha4beta1 avec deux autres signaux de survie extracellulaires (l'interleukine 4 et un anticorps dirigé contre la molécule de surface CD40) augmente la protection contre l'effet létal de l'étoposide [68] : l'intégration de signaux multiples issus du microenvironnement tumoral, de nature épigénétique, est susceptible de renforcer la chimiorésistance.

Les protéines anti-apoptotiques de la famille Bcl2 ne semblent cependant pas toujours impliquées dans la résistance dépendante des intégrines, comme le suggèrent les résultats de deux groupes [73, 74]. La culture de lignées tumorales coliques sur des matrices extracellulaires d'origine stromale les protège, à des degrés divers, de l'effet cytotoxique de l'étoposide et de la camptothécine, et s'accompagne d'une augmentation de l'expression des protéines Bcl2 et de BclX_L. Cependant, aucune corrélation n'a pu être établie entre le niveau de cette expression et l'effet protecteur des différentes matrices [73]. Il est intéressant de noter que le collagène, la fibronectine et une matrice d'origine fibroblastique sensibilisaient l'une de ces lignées à l'action cytotoxique du 5-fluoro-uracile.

Damiano et al. [74] montrent que des cellules de myélome, sensibles au melphalan dans leurs conditions normales de culture en suspension, résistent à l'apoptose induite par cet agent ou par la doxorubicine lorsqu'elles adhèrent à la fibronectine par l'intermédiaire des intégrines alpha4beta1. L'effet protecteur se manifeste dès 2 heures après la mise en contact avec la fibronectine et peut être également mis en évidence chez un variant résistant au melphalan. Il ne semble lié ni à une inhibition de l'accumulation de l'agent anticancéreux, ni à une modification de l'expression des membres anti- ou pro-apoptotiques de la famille Bcl2. Les auteurs excluent également un rôle de la FAK.

L'apoptose induite par le paclitaxel et la vincristine est significativement inhibée par des signaux transmis par les intégrines beta1 exprimées à la surface de cellules de carcinome mammaire [69]. La nature des protéines matricielles sur lesquelles l'adhésion induit un effet protecteur et le type d'intégrines mises en jeu dépendent de la lignée : pour l'une d'elles, ce sont les couples alpha2beta1-collagène I et alpha5beta1-fibronectine qui interviennent ; pour l'autre, c'est le couple alpha3beta1-laminine. L'utilisation d'inhibiteur de la PI 3-kinase ou de mutants dominants montre que l'activation des intégrines protège les cellules en empêchant la libération du cytochrome c à partir des mitochondries par une voie dépendante de PI 3-kinase/Akt. L'un des mécanismes mis en jeu serait le maintien d'une expression élevée de Bcl2 malgré la présence du paclitaxel [69].

L'adhésion sur différentes protéines matricielles (laminine, fibronectine, collagène IV) protège les cellules de carcinomes du poumon à petites cellules (SCLC) de l'apoptose induite par l'étoposide et d'autres agents anticancéreux (doxorubicine, cyclophosphamide, cisplatine). L'activation des intégrines beta1, la principale famille exprimée par ce type de tumeur, semble déterminante dans ce processus : l'adhésion non spécifique sur la poly-L-lysine ou l'addition de milieu conditionné n'ont aucun effet, et l'addition d'anticorps bloquants spécifiques de ces intégrines supprime l'effet protecteur. La liaison intégrine-matrice extracellulaire stimule l'activité de protéine tyrosine kinases, qui sont sans effet sur l'inhibition de la topo-isomérase II par l'étoposide, mais bloquent l'activation de la caspase 3 [75]. Selon les auteurs, les réponses partielles et les récidives locales souvent observées dans les SCLC après le traitement anticancéreux pourraient s'expliquer par le rôle protecteur du micro-environnement riche en protéines matricielles qu'elles peuvent générer in vivo.

Il semble qu'une altération de la progression dans le cycle, due à l'accumulation de p27^Kip1, puisse contribuer à la résistance à l'étoposide conférée par l'adhésion cellule-matrice extracellulaire. Dans des lignées de myélome, l'adhésion à la fibronectine par l'intermédiaire des intégrines beta1, qui inhibe l'apoptose induite par une variété d'agents endommageant l'ADN, induit un arrêt en phase G1 et une accumulation de p27^Kip1. Inversement, la rupture des interactions cellule-fibronectine induit rapidement l'entrée en phase S et une diminution du taux de p27^Kip1, et re-sensibilise les cellules à l'étoposide. Le taux de p27^Kip1 semble déterminant, car le traitement par des oligonucléotides anti-sens dirigés contre le gène Kip1 restaure également la sensibilité, sans que l'adhésion à la fibronectine ne soit affectée. Le mécanisme par lequel l'augmentation de p27^Kip1 confère la résistance n'est pas connu [76].

* Dans certaines tumeurs, la perte d'adhésion cellulaire peut conduire à la chimiorésistance

Comme nous l'avons déjà évoqué, dans certaines cellules épithéliales transformées et dans des cellules de type fibroblastique, l'interaction des intégrines avec les protéines de la matrice extracellulaire n'est pas indispensable à la survie, le détachement des cellules de cette matrice étant insuffisant pour induire l'apoptose. Qu'en est-il du rôle des interactions cellules-matrice extracellulaire dans la réponse de ces cellules aux agents anticancéreux ? Lewis et al. [56] viennent de montrer que, dans une lignée de fibrosarcome, le détachement des cellules de la matrice extracellulaire confère une résistance à l'apoptose induite par la 5-arabinofuranosylcytosine (araC). Alors que les cellules adhérentes étaient massivement en apoptose 48 h après le début du traitement par cet agent endommageant l'ADN, les cellules maintenues en suspension 2 heures avant le traitement ne subissaient qu'une apoptose minimale et survivaient longtemps après un réensemencement en l'absence d'araC. Une lignée de mélanome (sur les deux testées par les auteurs), une lignée de rhabdomyosarcome et des fibroblastes murins embryonnaires présentaient un comportement analogue, également observé après une irradiation gamma. La rupture des contacts établis entre les intégrines et la matrice extracellulaire précédant le traitement des cellules à des agents anticancéreux favoriserait la survie et la prolifération de cellules présentant des anomalies chromosomiques. Cette instabilité génétique serait liée à la diminution du taux de protéine p53 consécutive à la perte d'attachement [56].

* Vers de nouvelles approches thérapeutiques ?

Même si elle se manifeste différemment selon les types cellulaires et si la connaissance des mécanismes mis en jeu reste très fragmentaire, la capacité des intégrines à moduler la réponse cellulaire aux agents anticancéreux semble bien démontrée, et constitue une base pour l'exploration de nouvelles approches thérapeutiques. Dans des cellules issues de carcinomes, de gliomes ou de certaines tumeurs du système hématopoïétique, l'adhésion à la matrice extracellulaire par l'intermédiaire des intégrines exerce en général un effet protecteur vis-à-vis de l'apoptose induite par les médicaments anticancéreux. Reposant sur un profil d'expression d'intégrines particulier, issu des caractéristiques du tissu d'origine ou acquis au cours du développement tumoral, les capacités adhésives des cellules tumorales à certains ligands matriciels pourraient leur conférer une forme de novo, non sélectionnée, de résistance aux agents anticancéreux [75]. Favorisant la survie cellulaire après un traitement initial, un tel processus pourrait faciliter l'apparition ultérieure de populations cellulaires résistantes. L'inhibition de la fonction de certaines intégrines ou des molécules de signalisation associées, en bloquant la transmission de signaux de survie, pourrait resensibiliser les cellules aux agents anticancéreux, comme l'ont montré in vitro certains auteurs [76].

Dans certains fibrosarcomes, mélanomes ou rhabdomyosarcomes, au contraire, la diminution du taux de p53 consécutive à la rupture des interactions intégrines-matrice extracellulaire, permettrait aux cellules peu adhérentes ou détachées de leur support d'échapper à l'apoptose chimio-induite [56]. Le traitement anticancéreux pourrait également accélérer la progression tumorale en favorisant l'installation d'une instabilité génomique [56]. L'activation des intégrines avant la mise en route d'un traitement conventionnel pourrait représenter une solution à ces problèmes, dans les cancers qui présentent ce phénomène.

Les molécules de signalisation associées aux intégrines constituent en elles-mêmes des cibles potentielles pour de nouveaux agents thérapeutiques. C'est le cas notamment de la FAK, qui est surexprimée dans une variété de tumeurs humaines [77] : l'inhibition de son expression par des oligonucléotides anti-sens, qui induit l'apoptose dans des modèles in vitro [32, 33], pourrait bloquer la croissance tumorale. On pourrait envisager également d'empêcher l'activation de cette protéine. Ainsi, il a été récemment rapporté, dans des cellules de carcinome du côlon, que des agents anticancéreux utilisés à une dose sub-apoptotique sont capables de diminuer la phosphorylation sur résidu tyrosine de la FAK sans induire une diminution de son expression [78].

Modifications de l'expression des intégrines lors de l'acquisition de la chimiorésistance

L'exposition chronique de cellules cancéreuses à des doses croissantes d'un médicament anticancéreux est un procédé classique pour obtenir une population cellulaire résistante, dont les propriétés peuvent être comparées à celles de la population initiale. L'émergence de la chimiorésistance s'accompagne souvent de modifications phénotypiques multiples, dont le lien direct avec la résistance n'est pas toujours évident : changements de la morphologie cellulaire et de l'organisation du cytosquelette, expression de marqueurs de différenciation différents, etc. Dans certains cas, les variants résistants présentent une modification des propriétés adhésives, associée ou non à une augmentation des propriétés invasives et du pouvoir métastatique.

Compte tenu du rôle des intégrines dans ces processus, et, plus globalement, dans la régulation de fonctions cellulaires fondamentales, il n'est pas surprenant que la recherche d'altérations de leur expression et de leurs fonctions accompagnant l'acquisition de la chimiorésistance fasse l'objet d'un nombre croissant d'études. Comme nous allons le voir au travers des exemples qui suivent, la situation est souvent complexe, dépendant du type cellulaire, de la nature de l'agent anticancéreux et du mécanisme de chimiorésistance mis en jeu.

* Phénotype MDR et expression des intégrines

Principale cause des échecs thérapeutiques dans certains cancers, la résistance multidrogue (MDR) repose sur un efflux actif de médicaments de structures chimiques différentes. La résistance de type MDR « classique » est due à la présence d'un transporteur membranaire ATP-dépendant, la P-glycoprotéine (P-gp, codée par le gène MDR1). D'autres protéines, comme les MRP (multidrug resistance-associated proteins), appartenant à la même super-famille de transporteurs que la Pgp et la LRP (lung resistance-related protein), peuvent également conduire à l'expression d'un phénotype MDR [79].

La lignée MCF7/ADR, obtenue par une exposition répétée de la lignée de carcinome mammaire MCF7 à des doses croissantes d'adriamycine, exprime le phénotype MDR classique. Elle présente de nombreuses différences phénotypiques par rapport à la lignée parentale, en particulier des capacités invasives accrues. Nista et al. [80] ont montré que les cellules MCF7/ADR expriment les intégrines alpha5beta1 et alpha4beta1, deux récepteurs à la fibronectine, alors que les cellules MCF7 ne les expriment pas. En réalité, dans ce modèle, l'intégrine alpha4beta1 se lie au contre-récepteur VCAM1, et seule l'intégrine alpha5beta1 est impliquée dans l'adhérence des cellules MCF7/ADR à la fibronectine, qui stimule leur prolifération et les protège de l'apoptose induite par privation de sérum. Lors d'une étude analogue, Narita et al. [81] ont mis en évidence la sous-unité alpha5 à la surface de la lignée MCF7 et n'ont pas trouvé d'augmentation de son expression dans le variant résistant. Des différences dans la provenance des lignées et dans les protocoles de culture pourraient expliquer cette divergence.

Narita et al. [81] ont mis en évidence une surexpression de la sous-unité alpha6 et une diminution de l'expression d'alpha2 à la surface des cellules MCF7/ADR par rapport aux cellules MCF7. Ces altérations conduisent à une augmentation de l'adhésion à la laminine par l'intermédiaire d'alpha6 et à une augmentation de l'activité trans-migratoire dépendante d'alpha6 et de beta1. Elles sont associées à des modifications de la morphologie et de l'organisation cellulaire en culture sur plastique (cellules résistantes plus petites, plus plates et plus étalées, avec la participation de alpha6 et beta1) et sur Matrigel (organisation de type tubulaire dans les cellules résistantes, simples amas pour les cellules sensibles).

Lors d'une étude initiale sur des cellules de carcinome ovarien présentant une résistance de type MDR, Sedlak et al. [82] avaient mis en évidence une diminution faible de l'expression des intégrines beta1 par rapport aux cellules de la lignée parentale sensibles à l'adriamycine. Une étude plus approfondie du répertoire des intégrines de cette famille a révélé que les cellules résistantes surexpriment fortement la sous-unité alpha6 et, dans une moindre mesure, la sous-unité alpha2 (récepteur pour le collagène). Elles sont plus invasives que les cellules sensibles, comme le révèle leur pénétration plus rapide au sein d'une matrice de collagène, sans que cela puisse être attribué à une activité plus importante des métalloprotéinases [83].

L'exposition des cellules de la lignée de carcinome rénal Caki1 à différentes doses de vinblastine a permis l'établissement de deux sous-lignées diversement résistantes, exprimant la Pgp à des niveaux différents. Par rapport aux cellules sensibles, les deux variants présentaient en commun une augmentation des capacités d'adhésion au collagène de type I et à la fibronectine, qu'il était difficile de relier aux modifications du profil d'expression des intégrines observées par immunocytochimie. L'expression des hétérodimères alpha5beta1, récepteur à la fibronectine, et alpha3beta1, récepteur au collagène, n'était pas modifiée, tandis que l'expression de l'intégrine alpha6beta1, récepteur aux laminines, diminuait dans les cellules résistantes. Enfin, seules les cellules les plus résistantes exprimaient à leur surface les intégrines alpha1beta1 et alpha2beta1, récepteurs au collagène [84]. L'extension de cette approche à trois autres lignées de carcinome rénal a révélé une situation complexe : des modifications d'expression des intégrines beta1 étaient observées après exposition à la vinblastine, mais aucun profil particulier n'était associé de manière systématique à l'acquisition du phénotype MDR [85].

Des cellules de carcinome nasal RPMI2650 rendues résistantes au melphalan et exprimant certaines MRP, présentent une augmentation de l'expression des sous-unités d'intégrines alpha2, alpha5, alpha6, beta1 et beta4, en cohérence avec un accroissement de l'adhésion au collagène de type IV, à la laminine, à la fibronectine et au Matrigel. Une diminution de l'expression de la sous-unité alpha4 est observée dans ces cellules, qui sécrètent les métalloprotéinases MMP2 et MMP9. L'ensemble de ces modifications contribue vraisemblablement à l'accroissement de la mobilité et à l'acquisition du caractère hautement invasif de ce variant par rapport aux cellules de la lignée parentale. En revanche, chez cette même lignée, l'exposition au paclitaxel, qui conduit à une résistance MDR associée à une surexpression de la Pgp, n'augmente pas le caractère invasif. Les cellules présentent une diminution de l'expression de la sous-unité alpha2 conduisant à une moins grande adhésion au collagène de type IV, et ne sécrètent pas de métalloprotéinases [86].

* Résistance au cisplatine et modification de l'expression des intégrines alphav dans une lignée d'adénocarcinome ovarien

Des traitements au cisplatine espacés dans le temps de la lignée IGROV1, dérivée d'un adénocarcinome ovarien humain, a permis d'établir dans notre laboratoire une sous-lignée 10 fois plus résistante à cet agent anticancéreux, la sous-lignée IGROV1-R10 [87]. Les cellules des deux lignées poussent en monocouche et sont capables de libérer des grappes de cellules et de pousser en suspension, cette propriété étant plus marquée pour la sous-lignée IGROV1-R10. Maintenues en suspension, les cellules IGROV1-R10 sont capables de survivre et de proliférer en grappes à faible densité cellulaire, contrairement aux cellules IGROV1. Pour tenter de comprendre ces différences de dépendance à l'ancrage entre le variant chimiosensible et le variant chimiorésistant, nous nous sommes intéressés aux molécules d'adhérence, en particulier aux intégrines alphav dont alphavbeta3 et alphavbeta5, récepteurs à la vitronectine. L'acquisition de la résistance au cisplatine s'accompagne d'un enrichissement de la population de cellules exprimant l'intégrine alphavbeta5 alors que l'expression de l'intégrine alphavbeta3 et de la vitronectine reste inchangée. Qui plus est, l'intégrine alphavbeta5 participe au contrôle de la croissance des cellules IGROV1-R10, comme le montre l'utilisation d'un anticorps bloquant spécifique de ce récepteur [88].

* Altération du profil d'intégrines lors de l'acquisition de la chimiorésistance : cause ou conséquence ?

L'émergence d'une chimiorésistance à la suite d'une exposition chronique à un agent cytotoxique peut s'accompagner de modifications de l'expression ou de la fonction de certaines intégrines. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer ces changements. Par exemple, des cellules exprimant un profil d'intégrines particulier, leur permettant de mieux survivre du fait des interactions avec la matrice extracellulaire, pourraient être sélectionnées suite à une exposition à un agent anticancéreux. De même, la réorganisation globale des réseaux épigénétiques et métaboliques, conséquence d'une « adaptation » à l'agent anticancéreux, pourrait conduire à la perturbation des voies de synthèse, maturation, routage des intégrines vers la surface cellulaire (modification de l'expression en surface), des voies régulant l'affinité des intégrines pour leurs ligands (modification de la liaison intégrine-ligand), ou encore des voies de signalisation initiées par les intégrines et impliquées notamment dans la régulation de l'apoptose chimio-induite. Il resterait à déterminer de manière formelle, dans les différents modèles, la part spécifique des altérations touchant les intégrines dans l'acquisition de la chimiorésistance, les résultats présentés au chapitre précédent rendant plausible une implication directe, au moins dans certains cas.

Signification clinique des modifications d'expression des intégrines et des molécules de signalisation associées

Bien qu'un nombre croissant d'études cherchent à déterminer les relations entre l'expression, au sein du tissu tumoral, des intégrines et/ou des molécules de signalisation associées, et les caractéristiques clinico-pathologiques des tumeurs, l'intérêt pronostique de ces molécules a rarement été mis en avant. Le caractère bénéfique ou péjoratif, en termes de survie des patients, de l'expression d'une ou plusieurs de ces molécules, pourrait résulter de leur capacité à moduler l'agressivité tumorale (augmentation du pouvoir métastatique) ou la réponse au traitement. Il nous a donc paru intéressant de présenter ici un bilan de ces études in situ.

Expression des intégrines

Les intégrines beta1, alpha6beta4 et beta3 sont les principales intégrines pour lesquelles une corrélation entre l'expression au sein des tumeurs et la survie des patients ait été rapportée, la nature de la relation dépendant du type tumoral.

L'expression de la sous-unité d'intégrine beta1 semble être un marqueur de mauvais pronostic dans le cancer du pancréas [89] et de bon pronostic dans le cancer de la peau [90]. Dans les cancers colorectaux, la perte d'expression basolatérale des sous-unités alpha2 et alpha3, qui forment des hétérodimères avec beta1, est associée à une diminution de la survie [91]. Il en est de même pour la diminution de l'expression de la sous-unité alpha3 dans les cancers du poumon [92]. En revanche la surexpression d'un autre partenaire de beta1, la sous-unité alpha5, semble péjorative pour la survie des patients atteints d'un cancer du poumon non à petites cellules [93].

La présence simultanée de l'intégrine alpha6beta4 et de son ligand, la laminine, constitue un facteur de mauvais pronostic pour les patientes présentant un cancer du sein [94]. Le niveau d'expression peut également être déterminant. Ainsi, les cancers de la vessie qui présentent une faible expression de ce récepteur sont de meilleur pronostic par rapport à ceux qui ne l'expriment pas ou à ceux qui l'expriment fortement [95].

La présence de la sous-unité beta3 dans les mélanomes réduirait la survie des patients [96].

En ce qui concerne les cancers épithéliaux de l'ovaire, auxquels notre équipe s'intéresse particulièrement, les résultats sont encore peu nombreux et parfois discordants. Nous avons montré que la sous-unité alphav est présente dans l'épithélium ovarien de surface normal et dans les tumeurs épithéliales [97] et que son expression n'est pas prédictive de la survie des patientes [Maubant et al., soumis pour publication]. À l'inverse, chez un groupe de patientes atteintes d'un cancer à un stade avancé, l'expression de l'ARNm d'alphav semblait reliée à une survie amoindrie [98]. La portée de ce résultat semble cependant limitée, dans la mesure où, bien qu'ayant déterminé par immunohistochimie l'expression de la protéine, les auteurs ne présentent aucune analyse de la relation entre ce paramètre et la survie. Les altérations d'expression de l'intégrine alphavbeta3 observées dans les tumeurs ne semblent pas avoir d'influence sur la survie des patientes [99], ce que nous avons aussi observé [Maubant et al., soumis pour publication]. En revanche l'expression de la sous-unité beta1 a été reliée à une survie amoindrie des patientes présentant un adénocarcinome séreux, lors d'une analyse multivariée [100]. Pour notre part, nous n'avons pas mis en évidence de relation entre l'expression de cette sous-unité et la survie des patientes [Maubant et al., soumis pour publication], un résultat qui rejoint les observations de Goldberg et al. [98].

Expression des molécules de signalisation associées aux voies initiées par les intégrines

Seules deux études concernant PTEN (phosphatase and TENsin homolog deleted on chromosome TEN) et ILK ont été publiées. La première montre qu'un niveau élevé d'expression de PTEN dans les glioblastomes est favorable en termes de survie [101]. La seconde montre que l'expression de ILK observée dans le cancer de la prostate est inversement corrélée à la survie des patients [102].

Nous avons montré par immunohistochimie que la présence simultanée de la FAK, de p27^Kip1 et de p53 a un effet péjoratif sur la survie des patientes recevant une chimiothérapie à base de dérivés du platine, alors que ces marqueurs pris séparément n'ont pas de valeur pronostique propre, seule une tendance étant observée pour p53. Ainsi l'analyse simultanée de l'expression de protéines, qui jouent un rôle central dans la signalisation initiée par les intégrines, dans le contrôle du cycle cellulaire et de l'apoptose semble avoir un intérêt clinique : l'altération de ces voies interconnectées pourrait contribuer à la gravité des cancers de l'ovaire et à leur résistance aux traitements à base de dérivés du platine [Maubant et al., soumis pour publication].

Ces exemples montrent que les intégrines ou les molécules de signalisation associées peuvent, au moins dans certaines situations, avoir un intérêt pronostique. Elles justifient la mise en place de nouvelles études, élargies à d'autres localisations, et portant sur des populations de patients plus importantes, mieux caractérisées et plus homogènes en termes de traitement. Toutefois, une limitation importante reste que, pour certaines intégrines, l'analyse par immunohistochimie n'est possible que sur des échantillons tissulaires congelés, ce qui gêne la conduite d'études sur des séries rétrospectives. La question se pose également, pour ces récepteurs membranaires, dont l'affinité pour leurs ligands matriciels peut être modulée par des modifications conformationnelles, de l'interprétation, en termes fonctionnels, des modifications de la localisation subcellulaire et du niveau d'expression.

CONCLUSION

L'état d'activation des intégrines et celui des protéines de signalisation associées sont à compter dorénavant parmi les déterminants de la sensibilité tumorale à l'action des agents anticancéreux. Ce constat génère de nouvelles perspectives en termes de thérapeutique, et quant à l'intérêt pronostique potentiel de ces molécules. De nombreuses questions restent toutefois posées. Notre compréhension des mécanismes moléculaires grâce auxquels ces récepteurs d'adhérence contribuent à la chimiorésistance reste encore très parcellaire, et leur élucidation devra prendre en compte les interrelations avec les autres déterminants de la réponse cellulaire au traitement anticancéreux. L'importance du phénomène devra être confirmée dans des modèles in vivo, plus proches de la réalité clinique. Il y a également beaucoup à attendre d'une connaissance plus approfondie des relations entre l'expression des intégrines et/ou des molécules de signalisation associées, au sein des différents types tumoraux, et les paramètres clinicopathologiques (notamment réponse au traitement et survie des patients).

Remerciements. Les travaux réalisés dans le laboratoire des auteurs ont été subventionnés par la Ligue nationale de lutte contre le cancer (Fédération nationale des centres de lutte contre le cancer et comité du Calvados) et l'Université de Caen. Les auteurs remercient vivement Jean Bénard et Jacques Marvaldi pour l'intérêt qu'ils portent à ce travail et pour leurs critiques constructives. Ils remercient Soizic Dutoit pour sa relecture attentive du manuscrit et pour ses suggestions, ainsi que l'ensemble des personnes ayant contribué à l'avancée des travaux du laboratoire se rapportant au cancer de l'ovaire, en particulier Franck Carreiras, Laurent Poulain, Séverine Cruet-Hennequart, Soizic Dutoit, Hubert Lincet, Edwige Deslandes, Yves Denoux, Hubert Crouet, François Sichel, Michel Henry-Amar et Jean-François Héron.

Article reçu le 3 août 2002, accepté le 24 octobre 2002.

REFERENCES

1. Sherwood SW, Shimke RT. Cell cycle analysis of apoptosis using flow cytometry. In : Schwartz LM, Osborne BA, eds. Meth cell biol, vol. 46. Academic Press, 1995 ; 77-97.

2. Stavrovskaya AA. Cellular mechanisms of multidrug resistance of tumor cells. Biochem 2000 ; 65 : 96-106.

3. Robert J. Nouveaux concepts dans l'étude de la résistance aux médicaments anticancéreux. Bull Cancer 2002 ; 89 : 17-22.

4. St Croix B, Kerbel RS. Cell adhesion and drug resistance in cancer. Curr Opin Oncol 1997 ; 9 : 549-56.

5. Hynes RO. Integrins : a family of cell surface receptors. Cell 1987 ; 48 : 549-54.

6. De Melker AA, Sonnenberg A. Integrins : alternative splicing as a mechanism to regulate ligand binding and integrin signaling events. BioEssays 1999 ; 21 : 499-509.

7. Velling T, Kusche-Gullberg M, Sejersen T, Gullberg D. cDNA cloning and chromosomal localization of human alpha(11) integrin : a collagen-binding, I domain-containing, beta(1)-associated integrin alpha-chain present in muscle tissues. J Biol Chem 1999 ; 274 : 25735-42.

8. Drubin DG, Nelson WJ. Origins of cell polarity. Cell 1996 ; 84 : 335-44.

9. Coppolino MG, Dedhar S. Bi-directional signal transduction by integrins receptors. Int J Biochem Cell Biol 2000 ; 32 : 171-88.

10. Hemler ME. Integrin associated proteins. Curr Opin Cell Biol 1998 ; 10 : 578-85.

11. Zamir E, Geiger B. Molecular complexity and dynamics of cell-matrix adhesions. J Cell Sci 2001 ; 114 : 3583-90.

12. Schwartz MA, Baron V. Interactions between mitogenic stimuli, or, a thousand and one connections. Curr Opin Cell Biol 1999 ; 11 : 197-202.

13. Rémy L, Bellaton C, Pourreyron C, Anderson W, Dumortier J, Jacquier MF. Intégrines et métalloprotéinase : une collaboraton efficace dans le processus invasif. Bull Cancer 1999 ; 86 : 154-8.

14. Howe A, Aplin AE, Alahari SK, Juliano RL. Integrin signaling and cell growth control. Curr Opin Cell Biol 1998 ; 10 : 220-31.

15. Assoian RK. Anchorage-dependent cell cycle progression. J Cell Biol 1997 ; 136 : 1-4.

16. Frisch SM, Screaton RA. Anoikis mechanisms. Curr Opin Cell Biol 2001 ; 13 : 555-62.

17. Streuli C. Extracellular matrix remodelling and cellular differentiation. Curr Opin Cell Biol 1999 ; 11 : 634-40.

18. Huttenlocher A, Ginsberg M, Horwitz A. Modulation of cell migration by integrin-mediated linkages and ligand-binding affinity. J Cell Biol 1996 ; 134 : 1551-62.

19. Varner JA, Cheresh DA. Integrins and cancer. Curr Opin Cell Biol 1996 ; 8 : 724-30.

20. Sage J. La famille du gène RB et le contrôle du cycle cellulaire. Bull Cancer 2001 ; 88 : 541-3.

21. Brunet A. Transmission des signaux de la membrane vers le noyau : variations sur des thèmes communs. Bull Cancer 1998 ; 85 : 527-37.

22. Meredith JE, Fazeli B, Schwartz MA. The extracellular matrix as a cell survival factor. Mol Biol Cell 1993 ; 4 : 953-71.

23. Frisch SM, Francis H. Disruption of epithelial cell-matrix interactions induces apoptosis. J Cell Biol 1994 ; 124 : 619-26.

24. Zhang Z, Vuori K, Reed J, Ruoslahti E. The alpha5beta1 integrin supports survival of cells on fibronectin and up-regulates bcl2 expression. Proc Natl Acad Sci USA 1995 ; 92 : 6161-5.

25. Terui Y, Furukawa Y, Sakai T, Kikuchi J, Sugahara H, Kanakura Y, et al. Up-regulation of VLA-5 expression during monocytic differentiation and its role in negative control of the survival of peripheral blood monocytes. J Immunol 1996 ; 156 : 1981-8.

26. Sato K, Katagiri K, Hattori S, Tsuji T, Irimura T, Irie S, et al. Laminin 5 promotes activation and apoptosis of T cells expressing alpha3beta1 integrin. Exp Cell Res 1999 ; 247 : 451-60.

27. Stupack DG, Puente XS, Boutsaboualoy S, Storgard CM, Cheresh DA. Apoptosis of adherent cells by recruitment of caspase-8 to unligated integrins. J Cell Biol 2001 ; 155 : 459-70.

28. Schaller MD. Biochemical signals and biological responses elicited by the focal adhesion kinase. Biochem Biophys Acta 2001 ; 1540 : 1-21.

29. Frisch SM, Vuori K, Ruoslahti E, Chan-Hui PY. Control of adhesion-dependent cell survival by focal adhesion kinase. J Cell Biol 1996 ; 134 : 793-9.

30. Hungerford JE, Compton MT, Matter ML, Hoffstrom BG, Otey CA. Inhibition of pp125^FAK in cultured fibroblasts results in apoptosis. J Cell Biol 1996 ; 135 : 1383-90.

31. Buttery PC, Mallawaarachchi CM, Milner R, Doherty P, Ffrench-Constant C. Mapping regions of the beta1 integrin cytoplasmic domain involved in migration and survival in primary oligodendrocyte precursors using cell-permeable homeopeptides. Biochem Biophys Res Commun 1999 ; 259 : 121-7.

32. Xu LH, Owens LV, Sturge GC, Yang X, Liu ET, Craven RJ, et al. Attenuation of the expression of focal adhesion kinase induces apoptosis in tumor cells. Cell Growth Differ 1996 ; 7 : 413-8.

33. Sonoda Y, Kasahara T, Yokota-Aizu E, Ueno M, Watanabe S. A suppressive role of p125FAK protein tyrosine kinase in hydrogen peroxide-induced apoptosis of T98G cells. Biochem Biophys Res Commun 1997 ; 241 : 769-74.

34. Wen LP, Fahrni JA, Troie S, Guan JL, Orth K, Rosen GD. Cleavage of focal adhesion kinase by caspases during apoptosis. J Biol Chem 1997 ; 272 : 26056-61.

35. Levkau B, Herren B, Koyama H, Ross R, Raines EW. Caspase-mediated cleavage of focal adhesion kinase pp125^FAK and disassembly of focal adhesions in human endothelial cell apoptosis. J Exp Med 1998 ; 187 : 579-86.

36. Gervais FG, Thornberry NA, Ruffolo SC, Nicholson DW, Roy S. Caspases cleave focal adhesion kinase during apoptosis to generate a FRNK-like polypeptide. J Biol Chem 1998 ; 273 : 17102-8.

37. Carragher NO, Levkau B, Ross R, Raines EW. Degraded collagen fragments promote rapid disassembly of smooth muscle focal adhesions that correlates with cleavage of pp125(FAK), paxillin, and talin. J Cell Biol 1999 ; 147 : 619-30.

38. Krasilnikov MA. Phosphatidylinositol-3 kinase dependent pathways : the role in control of cell growth, survival, and malignant transformation. Biochemistry 2000 ; 65 : 59-67.

39. Sonoda Y, Watanabe S, Matsumoto Y, Aizu-Yokota E, Kasahara T. FAK is upstream signal protein of the phosphatidylinositol 3-kinase-Akt survival pathway in hydrogen peroxide-induced apoptosis of a human glioblastoma cell line. J Biol Chem 1999 ; 274 : 10566-70.

40. Delcommene M, Tan C, Gray V, Rue L, Woodgett J, Dedhar S. Phosphoinositide-3-OH kinase-dependent regulation of glycogen synthase kinase 3 and protein kinase B/AKT by the integrin-linked kinase. Proc Natl Acad Sci USA 1998 ; 95 : 11211-6.

41. Giancotti FG. Integrin signaling : specificity and control of cell survival and cell cycle progression. Curr Opin Cell Biol 1997 ; 9 : 691-700.

42. Ilic D, Almeida EA, Schlaepfer DD, Dazin P, Aizawa S, Damsky CH. Extracellular matrix survival signals transduced by focal adhesion kinase suppress p53-mediated apoptosis. J Cell Biol 1998 143 : 547-60.

43. Le Gall M, Chambard JC, Breittmayer JP, Grall D, Pouyssegur J, Van Obberghen-Schilling E. The p42/p44 MAP kinase pathway prevents apoptosis induced by anchorage and serum removal. Mol Biol Cell 2000 ; 11 : 1103-12.

44. Downward J. Mechanisms and consequences of activation of protein kinase B/Akt. Curr Opin Cell Biol 1998 ; 10 : 262-7.

45. Reed JC. Regulation of apoptosis by bcl2 family proteins and its role in cancer and chemoresistance. Curr Opin Oncol 1995 ; 7 : 541-6.

46. Bettaieb A, Sordet O, Belon JP, Solary E. Apoptose et chimiothérapie. Bull Cancer 1999 ; 86 : 41-6.

47. Bozzo C, Bellomo G, Silengo L, Tarone G, Altruda F. Soluble integrin ligands and growth factors indepently rescue neuroblastoma cells from apoptosis under nonadherent conditions. Exp Cell Res 1997 ; 237 : 326-37.

48. Petitclerc E, Stromblad S, von Schalscha TL, Mitjans F, Piulats J, Montgomery AM, et al. Integrin alpha(v)beta3 promotes M21 melanoma growth in human skin by regulating tumor cell survival. Cancer Res 1999 ; 59 : 2724-30.

49. Gilmore AP, Metcalfe AD, Romer LH, Streuli CH. Integrin-mediated survival signals regulate the apoptotic function of bax through its conformation and subcellular localization. J Cell Biol 2000 ; 149 : 431-46.

50. Hainaut P. Le gène suppresseur de tumeurs TP53 : vingt ans (et dix mille mutations) après. Bull Cancer 2000 ; 87 : 11-8.

51. Boudreau N, Sympson CJ, Werb Z, Bissell MJ. Suppression of ICE and apoptosis in mammary epithelial cells by extracellular matrix. Science 1995 ; 267 : 891-3.

52. Bachelder RE, Ribick MJ, Marchetti A, Falcioni R, Soddu S, Davis KR, et al. p53 inhibits alpha 6 beta 4 integrin survival signaling by promoting the caspase 3-dependent cleavage of AKT/PKB. J Cell Biol 1999 ; 147 : 1063-72.

53. Strömblad S, Becker JC, Yebra M, Brooks PC, Cheresh DA. Suppression of p53 activity and p21^WAF1/CIP1 expression by vascular cell integrin alphavbeta3 during angiogenesis. J Clin Invest 1996 ; 98 : 426-33.

54. Wu RC, Schönthal AH. Activation of p53-p21^waf1 pathway in response to disruption of cell-matrix intercations. J Biol Chem 1997 ; 272 : 29091-8.

55. Bachelder RE, Marchetti A, Falcioni R, Soddu S, Mercurio AM. Activation of p53 function in carcinoma cells by the alpha6beta4 integrin. J Biol Chem 1999 ; 274 : 20733-7.

56. Lewis JMA, Truong TN, Schwartz MA. Integrins modulate the apoptotic response to DNA damage through modulation of p53. PNAS 2002 ; 99 : 3627-32.

57. Adderley SR, Fitzgerald DJ. Glycoprotein IIb/IIIa antagonists induce apoptosis in rat cardiomyocytes by caspase-3 activation. J Biol Chem 2000 ; 275 : 5760-6.

58. Buckley CD, Pilling D, Henriquez NV, Parsonage G, Threlfall K, Scheel-Toellner D, et al. RGD peptides induce apoptosis by direct caspase-3 activation. Nature 1999 ; 397 : 534-9.

59. Frisch SM. Evidence for a function of death-receptor-related, death-domain-containing proteins in anoikis. Curr Biol 1999 ; 9 : 1047-9.

60. Rytomaa M, Martins LM, Downward J. Involvement of FADD and caspase-8 signalling in detachment-induced apoptosis. Curr Biol 1999 ; 9 : 1043-6.

61. Garrington TP, Johnson GL. Organization and regulation of mitogen-activated protein kinase signaling pathways. Curr Opin Cell Biol 1999 ; 11 : 211-8.

62. Frisch SM, Vuori K, Kelaita D, Sicks S. A role for jun-N-terminal kinase in anoikis : suppression by bcl2 and crmA. J Cell Biol 1996 ; 135 : 1377-82.

63. Cardone MH, Salvesen GS, Widmann C, Johnson G, Frisch SM. The regulation of anoikis : MEKK-1 activation requires cleavage by caspases. Cell 1997 ; 90 : 315-23.

64. Almeida EA, Ilic D, Han Q, Hauck CR, Jin F, Kawakatsu H, et al. Matrix survival signaling. From fibronectin via focal adhesion kinase to c-jun nh(2)-terminal kinase. J Cell Biol 2000 ; 149 : 741-54.

65. Day ML, Foster RG, Day KC, Zhao X, Humphrey P, Swanson P, et al. Cell anchorage regulates apoptosis through the retinoblastoma tumor suppressor/E2F pathway. J Biol Chem 1997 ; 272 : 8125-8.

66. Plath T, Detjen K, Welzel M, von Marschall Z, Murphy D, Schirner M, et al. A novel function for the tumor suppressor p16(INK4a) : induction of anoikis via upregulation of the alpha(5)beta(1) fibronectin receptor. J Cell Biol 2000 ; 150 : 1467-78.

67. Hazlehurst LA, Valkov N, Wisner L, Storey JA, Boulware D, Sullivan DM, et al. Reduction in drug-induced DNA double-strand breaks associated with beta1 integrin-mediated adhesion correlates with drug resistance in U937 cells. Blood 2001 ; 98 : 1897-903.

68. Taylor ST, Hickman JA, Dive C. Epigenetic determinants of resistance to etoposide regulation of Bcl-X(L) and Bax by tumor microenvironmental factors. J Natl Cancer Inst 2000 ; 92 : 18-23.

69. Aoudjit F, Vuori K. Integrin signaling inhibits paclitaxel-induced apoptosis in breast cancer cells. Oncogene 2001 ; 20 : 4995-5004.

70. Huang S, Ingber DE. The structural and mechanical complexity of cell growth control. Nature Cell Biology 1999 ; 1 : E131-E138.

71. Hoyt DG, Rusnak JM, Mannix RJ, Modzelewski RA, Johnson CS, Lazo JS. Integrin activation suppresses etoposide-induced DNA strand breakage in cultured murine tumor-derived endothelial cells. Cancer Res 1996 ; 56 : 4146-9.

72. Uhm JH, Dooley NP, Kyritsis AP, Rao JS, Gladson CL. Vitronectin, a glioma-derived extracellular matrix protein, protects tumor cells from apoptotic death. Clin Cancer Res 1999 ; 5 : 1587-94.

73. Kouniavsky G, Khaikin M, Zvibel I, Zippel D, Brill S, Halpern Z, et al. Stromal extracellular matrix reduces chemotherapy-induced apoptosis in colon cancer cell lines. Clin Exp Metastasis 2002 ; 19 : 55-60.

74. Damiano JS, Dalton WS. Integrin-mediated drug resistance in multiple myeloma. Leuk Lymphoma 2000 ; 38 : 71-81.

75. Sethi T, Rintoul RC, Moore SM, MacKinnon AC, Salter D, Choo C, et al. Extracellular matrix proteins protect small cell lung cancer cells against apoptosis : a mechanism for small cell lung cancer growth and drug resistance in vivo. Nature Med 1999 ; 5 : 662-8.

76. Hazlehurst LA, Damiano JS, Buyuksal I, Pledger WJ, Dalton WS. Adhesion to fibronectin via beta1 integrins regulates p27kip1 levels and contributes to cell adhesion mediated drug resistance (CAM-DR). Oncogene 2000 ; 19 : 4319-27.

77. Owens LV, Xu L, Craven RJ, Dent GA, Weiner TM, Kornberg L, et al. Overexpression of the focal adhesion kinase (p125^FAK) in invasive human tumors. Cancer Res 1995 ; 55 : 2752-5.

78. Weyant MJ, Carothers AM, Bertagnolli ME, Bertagnolli MM. Colon cancer chemopreventive drugs modulate integrin-mediated signaling pathways. Clin Cancer Res 2000 ; 6 : 949-56.

79. Chauffert B, Correia M, Sergent C. Actualités sur les mécanismes de la chimiorésistance. Bull Cancer 1999 ; 86 : 97-103.

80. Nista A, Leonetti C, Bernardini G, Mattioni M, Santoni A. Functional role of alpha4beta1 and alpha5beta1 integrin fibronectin receptors expressed on adriamycin-resistant MCF-7 human mammary carcinoma cells. Int J Cancer 1997 ; 72 : 133-41.

81. Narita T, Kimur N, Sato M, Matsuura N, Kannagi R. Altered expression of integrins in adriamycin-resistant human breast cancer cells. Anticancer Res 1998 ; 18 : 257-62.

82. Sedlak J, McGown A, Hrubisko M, Hunakova L, Chorvath B. Drug-resistance associated alterations of cell surface antigen expression in a human anthracycline-resistant ovarian carcinoma cell line. Neoplasma 1994 ; 41 : 259-62.

83. Sedlak J, Sedlakova O, Hlavcak P, Hunakova L, Bizik J, Grofova M, et al. Cell surface phenotype and increased penetration of human multidrug-resistant ovarian carcinoma cells into in vitro collagen-fibroblasts matrix. Neoplasma 1996 ; 43 : 389-95.

84. Duensing S, Brevis Nunez F, Meyer N, Anastassiou G, Nasarek A, Grosse J, et al. Exposure to vinblastine modulates beta 1 integrin expression and in vitro binding to extracellular matrix molecules in a human renal carcinoma cell line. Invasion Metastasis 1996 ; 16 : 65-72.

85. Meyer N, Duensing S, Anastassiou G, Brevis Nunez F, Grosse J, Ganser A, et al. Altered expression of beta 1 integrins in renal carcinoma cell lines exposed to vinblastine. Anticancer Res 1999 ; 19 : 1509-12.

86. Liang Y, Meleady P, Cleary I, McDonnell S, Connolly L, Clynes M. Selection with melphalan or paclitaxel (Taxol) yields variants with different patterns of multidrug resistance, integrin expression and in vitro invasiveness. Eur J Cancer 2001 ; 37 : 1041-52.

87. Poulain L, Lincet H, Duigou F, Deslandes E, Sichel F, Gauduchon P, et al. Acquisition of chemoresistance in a human ovarian carcinoma cell line is linked to a defect in cell-cycle control. Int J Cancer 1998 ; 78 : 454-63.

88. Maubant S, Cruet-Hennequart S, Poulain L, Carreiras F, Sichel F, Luis J, et al. Altered adhesion properties and alpha v integrin expression in a cisplatin-resistant human ovarian carcinoma cell line. Int J Cancer 2002 ; 97 : 186-94.

89. Bottger TC, Maschek H, Lobo M, Gottwohl RG, Brenner W, Junginger T. Prognostic value of immunohistochemical expression of beta-1 integrin in pancreatic carcinoma. Oncology 1999 ; 56 : 308-13.

90. Vihinen P, Nikkola J, Vlaykova T, Hahka-Kemppinen M, Talve L, Heino J, et al. Prognostic value of beta1 integrin expression in metastatic melanoma. Melanoma Res 2000 ; 10 : 243-51.

91. Lindmark G, Gerdin B, Pahlman L, Glimelius B, Gehlsen K, Rubin K. Interconnection of integrins alpha 2 and alpha 3 and structure of the basal membrane in colorectal cancer : relation to survival. Eur J Surg Oncol 1993 ; 19 : 50-60.

92. Adachi M, Taki T, Huang C, Higashiyama M, Doi O, Tsuji T, et al. Reduced integrin alpha3 expression as a factor of poor prognosis of patients with adenocarcinoma of the lung. J Clin Oncol 1998 ; 16 : 1060-7.

93. Adachi M, Taki T, Higashiyama M, Kohno N, Inufusa H, Miyake M. Significance of integrin alpha5 gene expression as a prognostic factor in node-negative non-small cell lung cancer. Clin Cancer Res 2000 ; 6 : 96-101.

94. Tagliabue E, Ghirelli C, Squicciarini P, Aiello P, Colnaghi MI, Menard S. Prognostic value of alpha 6 beta 4 integrin expression in breast carcinomas is affected by laminin production from tumor cells. Clin Cancer Res 1998 ; 4 : 407-10.

95. Grossman HB, Lee C, Bromberg J, Liebert M. Expression of the alpha6beta4 integrin provides prognostic information in bladder cancer. Oncol Rep 2000 ; 7 : 13-6.

96. Hieken TJ, Farolan M, Ronan SG, Shilkaitis A, Wild L, Das Gupta TK. Beta3 integrin expression in melanoma predicts subsequent metastasis. J Surg Res 1996 ; 63 : 169-73.

97. Carreiras F, Denoux Y, Staedel C, Lehmann M, Sichel F, Gauduchon P. Expression and localisation of alphav integrins and of their ligand vitronectin in normal ovarian epithelium and in ovarian carcinoma. Gynecol Oncol 1996 ; 62 : 260-7.

98. Goldberg I, Davidson B, Reich R, Gotlieb WH, Ben-Baruch G, Bryne M, et al. Alphav integrin expression is a novel marker of poor prognosis in advanced-stage ovarian carcinoma. Clin Cancer Res 2001 ; 7 : 4073-9.

99. Liapis H, Adler LM, Wick MR, Rader JS. Expression of alphavbeta3 integrin is less frequent in ovarian epithelial tumours of low malignant potential in contrast to ovarian carcinoma. Hum Path 1997 ; 28 : 443-9.

100. Muller-Klingspor V, Hefler L, Obermair A, Kaider A, Breitenecker G, Leodolte S, et al. Prognostic value of beta1-integrin (= CD29) in serous adenocarcinomas of the ovary. Anticancer Res 2001 ; 21 : 2185-8.

101. Sano T, Lin H, Chen X, Langford LA, Koul D, Bondy ML, et al. Differential expression of MMAC/PTEN in glioblastoma multiforme : relationship to localization and prognosis. Cancer Res 1999 ; 59 : 1820-4.

102. Graff JR, Deddens JA, Konicek BW, Colligan BM, Hurst BM, Carter HW, et al. Integrin-linked kinase expression increases with prostate tumor grade. Clin Cancer Res 2001 ; 7 : 1987-91.