ARTICLE
Auteur(s) : Carole Mathelin1,2,
Catherine Tomasetto2, Marie-Christine
Rio2
1Centre de lutte contre le cancer Paul Strauss, 3,
rue de la Porte de l’Hôpital, 67085 Strasbourg Cedex. Hôpitaux
Universitaires de Strasbourg, 1, place de l’Hôpital, 67091
Strasbourg Cedex
2Institut de génétique et biologie moléculaire et
cellulaire, 1, rue Laurent Fries, BP 10142, 67404 Illkirch
Cedex
Article reçu le 1 Février 2005, accepté le 19 Mai 2005
À la fin de l’année 2004 s’est tenu en France à Strasbourg le
quatrième congrès international (comité d’organisation : S.
Degot, V. Kédinger, C. Mathelin, M.-C. Rio, C. Tomasetto)
totalement consacré aux peptides dits « en feuille de
trèfle », en abrégé TFF, de l’anglais trefoil factors. La
découverte de ces peptides date des années 1980. Chez les
mammifères, la famille des TFF comprend trois membres : TFF1
encore appelé pS2 [1], TFF2 ou spasmolytic peptide (SP) [2] et TFF3
ou intestinal trefoil factor (ITF) [3]. Les TFF sont des peptides
observés dans le cytoplasme. Ils sont exprimés puis sécrétés par
les cellules à mucus des épithélia. Ils sont spécifiques d’un type
cellulaire donné. Ainsi, dans l’estomac, pS2/TFF1 est sécrété par
les cellules à mucus de surface, alors que SP/TFF2 est sécrété par
les cellules à mucus du collet. On retrouve des TFF dans l’appareil
digestif (estomac, intestin, vésicule biliaire [4] et glandes
salivaires [5]), dans le tractus respiratoire [6], le larynx, le
nez [7], l’utérus [8] et l’œil (conjonctive, glandes lacrymales [9,
10]). Leur présence a également été décelée dans certaines régions
du cerveau [11]. Des variations inter-espèces ont été observées
dans leur localisation. Ainsi, chez l’homme, SP/TFF2 n’est pas
retrouvé dans le pancréas, contrairement à ce qui est observé chez
le porc, le rat et la souris [12, 13]. Par ailleurs, il n’y a pas
de TFF dans le revêtement cutané, alors que des molécules
orthologues sont présentes dans la peau de xénopes [14].Cette revue
fait le point sur le premier membre de la famille des TFF
(pS2/TFF1) et notamment son implication dans diverses pathologies
humaines.
pS2/TFF1 : généralités
Les gènes codant pour les TFF sont situés chez l’homme de manière
contiguë en position q22.3 du chromosome 21, pS2/TFF1 étant le plus
télomérique et ITF/TFF3 le plus centromérique [15]. Composés de
trois exons pour pS2/TFF1 et ITF/TFF3 et de quatre exons pour
SP/TFF2, ils sont organisés sur une région d’environ 50 kb (( figure 1 )). Leur
expression est en partie régulée via un mécanisme épigénétique de
méthylation [15].
Les formes matures de pS2/TFF1, SP/TFF2 et ITF/TFF3 sont
respectivement composées de 60, 106 et 59 acides aminés (tableau 1(
Tableau 1 )). Les TFF sont caractérisés
par la présence, en une (pS2/TFF1 et ITF/TFF3) ou deux (SP/TFF2)
copies, du domaine TFF (aussi appelé domaine P) comprenant 3
boucles formées par 3 ponts disulfures par association des
cystéines 1 et 5, 2 et 4, et 3 et 6 (( figure 2 )). Leur structure
trilobée rappelle celle d’une feuille de trèfle, d’où leur nom.
Leur particularité structurale leur permet notamment de résister à
la chaleur, à la dégradation par les protéases et à l’acidité [16].
La présence d’une septième cystéine libre dans leur extrémité
carboxyterminale permet à pS2/TFF1 et ITF/TFF3 de se dimériser par
formation de ponts disulfures intermoléculaires [17]. À l’exemple
de SP/TFF2, ces dimères sont alors composés de deux domaines TFF.
Toutefois, leur structure très différente (compacte pour ITF/TFF3,
plus flexible pour pS2/TFF1) confère à ces dimères des propriétés
biologiques différentes [18-20]. Dans l’estomac normal, pS2/TFF1
existe non seulement sous forme de monomère et de dimère mais
également complexé à une molécule de 18 kDa par l’intermédiaire
d’un pont disulfure [18-20]. Des glycosylations de ces molécules
ont également été rapportées [18].
pS2/TFF1 est une protéine majoritairement synthétisée par
l’estomac, puis sécrétée dans la lumière gastrique et absorbée au
niveau du cæcum. Elle circule dans le sang avant d’être éliminée
par voie rénale sans métabolisation majeure préalable. La sécrétion
de pS2/TFF1 varie en réponse à la stimulation gastrique et à
l’osmolarité du tractus digestif [21]. Une diminution de
l’osmolarité (100-200 mOsm/L) provoquée par un apport en eau ou une
déplétion en chlorure de sodium induit la surexpression de
pS2/TFF1. En condition d’hypertonicité (400 mOsm/L), l’expression
de pS2/TFF1 diminue. Dans le suc gastrique, pS2/TFF1 est présent à
des concentrations très élevées (ratio sérum/suc digestif de
1/1 300 à 1/1 500) [15, 22]. En l’absence de pathologie, les femmes
ont un taux sérique de pS2/TFF1 légèrement supérieur aux valeurs
rencontrées chez l’homme. En revanche, il n’y a pas de variations
liées à l’âge ni au cycle menstruel. La prise d’aliments réduit la
concentration sérique de pS2/TFF1 d’environ 15 % [22]. La
concentration urinaire de pS2/TFF1 est nettement plus élevée que la
concentration sérique (ratio de 1/25 à 1/30). La grossesse
augmente la concentration urinaire de pS2/TFF1 [23]. Le niveau
d’expression de pS2/TFF1 dans le sein normal est extrêmement bas.
Toutefois, lors de la lactation, de faibles quantités de pS2/TFF1
sont retrouvées dans le lait.
Des souris transgéniques produisant de grandes quantités de
pS2/TFF1 dans leurs glandes mammaires en lactation ont été
obtenues. Cela n’a entraîné aucune modification de la structure ou
du fonctionnement de cet organe. Il n’a pas été observé
d’hyperplasie ou de dysplasie de la glande mammaire. De plus, les
petits de ces souris, nourris avec du lait contenant pS2/TFF1,
n’ont montré aucune différence de taille ou de comportement et leur
tractus gastro-intestinal était parfaitement normal. Ces résultats
indiquaient, d’une part, que pS2/TFF1 n’est pas un oncogène et,
d’autre part, que son ingestion n’entraîne pas d’effets délétères
majeurs [24].
Tableau 1 Nomenclature et structure/organisation des
TFF
|
Nomenclature
|
Structure/organisation
|
|
Nouvelle
|
Ancienne
|
Nombre d’acides aminés
|
Masse moléculaire (Da)
|
Dimères
|
|
TFF1
|
pS2
|
60
|
6674
|
+
|
|
TFF2
|
SP
|
106
|
11989
|
-
|
|
TFF3
|
ITF
|
59
|
6580
|
+
|
Rôles physiologiques de pS2/TFF1
Ontogenèse des épithélia digestifs
L’invalidation du gène pS2/TFF1 par recombinaison homologue chez la
souris n’a aucune conséquence détectable sur l’embryon, ni sur
l’apparence, le comportement et la fertilité des souris [25].
L’analyse histologique de différents organes (cerveau, cœur,
poumon, foie, pancréas, rate, muscle, glande mammaire, côlon,
testicule, ovaire, utérus et rein) ne retrouve pas d’anomalie. En
revanche, l’absence de pS2/TFF1 a des effets sur l’estomac et
l’intestin grêle des souris mutantes. Les altérations histologiques
observées au niveau de l’antre et du pylore sont systématiques. Il
s’agit d’un phénotype à pénétrance constante, observé chez toutes
les souris homozygotes pS2/TFF1-/- des deux sexes, quel
que soit le fond génétique des souris. Dès 3 semaines, la
muqueuse gastrique est épaissie et, à 5 mois, on observe un
adénome circulaire affectant toute la muqueuse antropylorique. À
l’examen microscopique, la muqueuse présente une hyperplasie sévère
accompagnée d’un allongement des cryptes gastriques. Les cellules
épithéliales (en surface et le long des cryptes) sont fortement
dysplasiques, perdent leur polarité et synthétisent moins de mucus.
Enfin, dans 30 % des cas, il apparaît des foyers carcinomateux
au centre des adénomes, conduisant à des déformations glandulaires
importantes et à la migration de cellules épithéliales vers les
couches profondes de la muqueuse (( figure 3 )). pS2/TFF1 agit
donc en tant que gène suppresseur de tumeur dans le tissu gastrique
puisqu’il satisfait aux critères donnés par Weinberg [26], à savoir
que son absence est suivie de l’apparition d’une tumeur.
Si l’estomac est l’organe le plus atteint par l’invalidation de
pS2/TFF1, l’intestin grêle est également affecté. Bien qu’aucune
altération histologique ne soit observée chez les souris de
3 semaines, à 5 mois la muqueuse intestinale interne
s’épaissit fortement, des cellules inflammatoires (lymphocytes,
plasmocytes et macrophages) apparaissent et on observe davantage de
lymphocytes intra-épithéliaux. Au niveau de l’épithélium de
surface, en revanche, les villosités restent indemnes et les
cellules épithéliales (absorbantes et à mucus) conservent leur état
de différenciation et leur fonction.
Une autre conséquence de l’invalidation de pS2/TFF1 concerne
SP/TFF2, synthétisé normalement au niveau de l’estomac, du duodénum
et du pancréas (particularité d’expression chez les souris). Ainsi,
alors que toutes les souris pS2/TFF1-/- synthétisent
toujours SP/TFF2 au niveau pancréatique, seule une sur trois est
encore capable de synthétiser le peptide au niveau gastrique. En
revanche, la synthèse de ITF/TFF3 n’est pas altérée. L’ensemble de
ces résultats démontre que le gène pS2/TFF1 joue un rôle essentiel
dans le programme de différenciation de la muqueuse gastrique (au
niveau de l’antre et du pylore). Une étude récente [27] a
d’ailleurs montré que, chez la souris, le manque de pS2/TFF1 bloque
la différenciation des progéniteurs cellulaires en cellules
pariétales de l’estomac.
De plus, il a été démontré que la cyclo-oxygénase 2 (Cox2) est
exprimée dans les adénomes des souris déficientes en pS2/TFF1,
cette expression étant principalement localisée au niveau des
cellules stromales. Cox2 est une enzyme nécessaire à la conversion
de l’acide arachidonique en différents lipides (prostaglandines,
prostacycline et thromboxane). Elle est exprimée dans de nombreux
cancers humains tels que les cancers gastriques, coliques et
mammaires. L’utilisation d’anti-inflammatoires non stéroïdiens
(AINS) qui inhibent Cox2 réduit les cancers colorectaux. De plus,
les inhibiteurs de Cox2, au même titre que leur délétion génétique,
réduisent la tumorigenèse dans des modèles animaux de cancer.
Enfin, l’expression de Cox2 est associée à un mauvais pronostic
dans les cancers digestifs et mammaires. Chez les souris
déficientes en pS2/TFF1, un traitement par un inhibiteur de Cox2,
le celecoxib, pendant 3 mois réduit la formation des adénomes
et induit une ulcération de l’adénome et son infiltration par des
cellules inflammatoires mononucléées. Cette ulcération ne se
produit qu’au niveau de l’adénome, épargnant le reste de la
muqueuse digestive. Ces données suggèrent que l’inhibition de Cox2
chez les souris déficientes en pS2/TFF1 perturbe l’intégrité de
l’adénome par la promotion de l’ulcération et de l’inflammation et
soulignent le rôle de Cox2 dans la carcinogenèse [28, 29].
Protection des muqueuses
Dans le tube digestif, les TFF sont spécifiques d’un tissu
donné : pS2/TFF1 de l’estomac, SP/TFF2 de l’estomac et du
duodénum et ITF/TFF3 de l’intestin (tableau 2( Tableau 2 )). Dans l’estomac, pS2/TFF1 est sécrété
par les cellules mucipares, co-empaqueté dans les granules de
sécrétion contenant les mucines [30]. L’interaction de pS2/TFF1
avec les mucines facilite la polymérisation et la stabilisation du
mucus et s’oppose ainsi à la diffusion rétrograde des ions H+, ce
qui permet de protéger la muqueuse gastrique des agressions
exogènes (aliments, intrusion d’agents pathogènes ou d’allergènes)
et endogènes. pS2/TFF1 est également présent dans les glandes
salivaires. Dans le tractus respiratoire, il est présent au niveau
de l’épithélium glandulaire sous-muqueux de la cavité nasale ainsi
que dans l’arbre trachéobronchique [7]. Au niveau oculaire, il est
présent dans les glandes lacrymales et la conjonctive [9, 10],
contribuant ainsi aux propriétés rhéologiques du film lacrymal.
Enfin, de faibles quantités ont été décelées dans le sein [31] et
l’utérus [32]. Les TFF interagissent avec les mucines et
participent à la formation du mucus qui recouvre la partie apicale
des cellules des muqueuses et les protège des agressions [30]. Ils
sont également impliqués dans la structure du mucus. En effet, in
vitro, l’addition de TFF recombinant modifie l’élasticité du mucus
expérimental en entraînant sa polymérisation [33].
Des souris transgéniques surexprimant hpS2/TFF1 (pS2/TFF1
humain) sélectivement dans les entérocytes absorbants du jéjunum
ont été créées [34]. Pour cela, a été réalisée une construction
contenant l’ADNc codant pour hpS2/TFF1 placé sous le contrôle de la
région promotrice du gène codant pour une protéine intestinale de
rat, la I-FABP (intestinal-fatty acid binding protein),
spécifiquement synthétisée, in vivo, dans les villosités jéjunales.
Chez les souris témoins et transgéniques, la prolifération
cellulaire et la morphologie intestinale (poids et longueur de
l’intestin, hauteur des villosités) sont identiques. En revanche,
lorsque les souris transgéniques sont soumises à l’action d’un
AINS, l’indométacine, elles sont plus résistantes aux ulcérations
induites par cet anti-inflammatoire. L’effet protecteur de la
muqueuse, observé chez les souris transgéniques, est bien lié à la
surproduction de hpS2/TFF1 puisque seul le jéjunum est capable de
résister aux dommages provoqués par l’indométacine, l’iléon n’étant
lui-même pas du tout protégé.
De plus, les TFF jouent un rôle dans la protection des épithélia
contre des micro-organismes pathogènes. En effet, les interactions
de pS2/TFF1 ou de ITF/TFF3 avec Staphylococcus aureus ou
Pseudomonas aeruginosa [6] et de pS2/TFF1 avec Helicobacter pylori
ont été démontrées [35]. On peut donc considérer ces peptides comme
les gardiens de l’intégrité de la muqueuse gastro-intestinale [15,
30, 34].
Tableau 2 Localisation des TFF au niveau du système
digestif
|
Localisation
|
pS2/TFF1
|
SP/TFF2
|
ITF/TFF3
|
|
Glandes salivaires
|
+
|
-
|
++
|
|
Estomac
|
- ++
- cellules à mucus de surface
|
- ++
- cellules à mucus du collet
|
-
|
|
Duodénum
|
-
|
|
|
|
Jéjunum
|
-
|
-
|
|
|
Iléon
|
-
|
-
|
|
|
Côlon
|
-
|
-
|
|
pS2/TFF1 en pathologie humaine
Pathologies bénignes du tube digestif
Lors des agressions du tube digestif (bactériennes, virales,
médicamenteuses…) ainsi que dans certaines maladies digestives
bénignes (ulcères gastroduodénaux, œsophagite, gastrite, lithiase
biliaire, colite, maladie de Crohn…), on observe une modification
de l’expression normale de pS2/TFF1 [36]. Des observations
identiques ont été faites chez l’enfant [37] chez qui l’on a pu
mettre en évidence l’expression de MUC5AC et de pS2/TFF1 dans les
cellules intestinales caliciformes lors des entérites ou colites de
diverses étiologies. Dans les maladies ulcéreuses du tube digestif,
les valeurs circulantes (sériques et urinaires) de pS2/TFF1 sont
augmentées. Lors de la rémission clinique, ces valeurs se
normalisent. Des essais thérapeutiques associant pS2/TFF1 et
l’epidermal growth factor (EGF) ont d’ailleurs été réalisés avec
succès dans un modèle de colite expérimentale du rat [38].
Cancers de la glande mammaire
La surexpression de pS2/TFF1 dans les cancers du sein a été à
l’origine de sa découverte [1]. Depuis, sa surexpression dans les
cancers du sein a été largement rapportée [15, 39] et on estime
actuellement à environ 50 % le nombre de tumeurs mammaires qui
expriment pS2/TFF1 (tableau 3( Tableau 3
)). Cette surexpression est retrouvée à la fois dans les tumeurs
mammaires primitives et les métastases. Il existe une bonne
corrélation entre l’expression de pS2/TFF1 par la tumeur et celle
du récepteur aux estrogènes (RE). Cela est dû à la présence d’un
élément de réponse aux estrogènes dans le promoteur du gène
pS2/TFF1. De plus, parmi les tumeurs RE-positives, celles qui
expriment également pS2/TFF1 sont celles qui répondent le mieux aux
hormonothérapies anti-estrogéniques [40]. Il a également été
démontré que en plus de son caractère prédictif de réponse à
l’hormonothérapie, la surexpression de pS2/TFF1 par les tumeurs
mammaires constitue un facteur de bon pronostic [41, 42] (tableau
3). L’expression de pS2/TFF1 peut s’observer pour différents types
de cancers mammaires (cancer canalaire in situ, cancer canalaire
infiltrant, cancer lobulaire infiltrant, métastase) [43] (( figure 4 )).
Différentes méthodes permettent d’apprécier l’expression de
pS2/TFF1 au niveau des tumeurs mammaires : analyses par
western-blot ou RT-PCR quantitative (reverse
transcription-polymerase chain reaction), dosages cytosoliques de
la protéine par le kit Elsa-pS2 (CIS-BioInternational,
Gif-sur-Yvette, France). En pratique clinique, la méthode la plus
utilisée est l’immunohistochimie avec quantification du marquage
cytoplasmique de pS2/TFF1 sur des lames histologiques paraffinées,
en utilisant un anticorps monoclonal (p28O2 IGBMC-Euromedex ou BC4
anti-pS2, CIS-Bio International, Gif-sur-Yvette, France).
Une étude récente a corrélé le dosage urinaire de pS2/TFF1 [23]
à la pathologie mammaire. Il apparaît ainsi que la présence d’une
tumeur mammaire bénigne ne s’accompagne pas d’une augmentation des
taux urinaires de pS2/TFF1. En revanche, la présence d’un cancer
mammaire est corrélée à des taux urinaires dépassant le seuil
pathologique. De plus, ces taux ont été corrélés à la réponse à une
hormonothérapie anti-estrogénique en cas de tumeur mammaire
hormonodépendante. Cependant, le manque de spécificité de cette
protéine, surexprimée dans diverses conditions pathologiques
(maladie de Crohn, ulcères gastroduodénaux) rend délicate
l’interprétation des dosages urinaires.
Tableau 3 Impact pronostique et prédictif de la
surexpression de pS2 dans différents cancers
|
Organe
|
Facteur prédictif de réponse à une thérapeutique
|
|
|
Sein
|
oui
|
Bon
|
|
Estomac
|
non
|
Mauvais
|
|
Côlon
|
non
|
?
|
|
Prostate
|
non
|
?
|
|
Thyroïde (cancer médullaire)
|
non
|
?
|
|
Poumon
|
non
|
?
|
Cancers gastriques
Dans l’estomac, pS2/TFF1 a une fonction de suppresseur de tumeurs.
Cette fonction a été établie à partir d’un faisceau de données
provenant, d’une part, d’expériences chez la souris (cf. §
Ontogenèse des épithelia digestifs) et, d’autre part,
d’observations faites chez l’homme. Ainsi, dans des conditions
physiologiques, la muqueuse gastrique normale synthétise de grandes
quantités de pS2/TFF1. Lorsqu’il existe une tumeur gastrique, cette
sécrétion est diminuée, voire absente, chez la moitié des patients
[15, 44]. Cette diminution de synthèse est due à des délétions ou à
des altérations du gène pS2/TFF1 [45], ou encore à des
modifications de sa méthylation [46]. Paradoxalement, il a été
rapporté que, lorsque pS2/TFF1 est surexprimé dans des cancers
gastriques [47], cette surexpression est corrélée à un mauvais
pronostic [48] (tableau 3). Enfin, il faut signaler le taux
relativement faible de cancers de l’estomac observés dans une
population présentant une trisomie 21 (syndrome de Down). Or, le
gène pS2/TFF1 est justement localisé sur ce chromosome [49].
Autres cancers digestifs
pS2/TFF1 est surexprimé dans les cancers du pancréas, mais cette
surexpression ne semble pas avoir d’impact en termes de survie
[50].
Dans les cholangiocarcinomes [51], on observe le plus souvent
une diminution de l’expression de pS2/TFF1 en comparaison avec les
taux observés dans les pathologies biliaires inflammatoires.
Dans le côlon humain, pS2/TFF1 est surexprimé dès le stade
précoce des précurseurs adénomateux [52]. Dans une étude portant
sur des cancers colorectaux, des adénomes et des polypes,
l’expression de pS2/TFF1 a été observée dans 89 % des cancers
coliques humains, 68 % des polypes hyperplasiques et 81 %
des adénomes [52]. Dans une autre étude [53] réalisée sur des
patients porteurs d’un cancer colorectal opérable, les dosages
cytosoliques de pS2/TFF1 ont été plus élevés dans les tumeurs
coliques que dans les échantillons non tumoraux. Il n’a toutefois
pas pu être établi de corrélation entre l’expression de pS2/TFF1 et
le pronostic des patients (tableau 3).
Autres cancers
pS2/TFF1 a été détecté dans les cancers de la prostate et les
néoplasies prostatiques intra-épithéliales [54, 55]. Dans une étude
portant sur des patients atteints de cancers et d’hyperplasies
bénignes de la prostate, l’analyse de pS2/TFF1 par RT-PCR a montré
que l’expression de pS2/TFF1 était positive dans 17 % de
lésions bénignes. À l’inverse, 92 % des cancers étaient
positifs pour pS2/TFF1 (sensibilité 92 %, spécificité
82 %) permettant l’utilisation de pS2/TFF1 comme aide au
diagnostic dans la pathologie prostatique [56]. La valeur
pronostique et thérapeutique de cette surexpression n’a pas été
établie (tableau 3).
Les cancers médullaires de la thyroïde [57] sont des tumeurs
rares impliquant les cellules C de la glande thyroïde sécrétant de
la calcitonine. Il a été observé une forte expression de pS2/TFF1
dans ce type de tumeurs. Là encore, la valeur pronostique et
thérapeutique de cette surexpression n’a pas été établie (tableau
3).
En ce qui concerne les cancers du poumon, on observe une
surexpression de pS2/TFF1 plus importante en cas de cancer
glandulaire que de cancer épidermoïde. Cette élévation est associée
à une diminution des taux d’EGFR, sans corrélation significative
avec la survie des patients [58] (tableau 3).
Ainsi, pour la majorité de ces cancers, la surexpression de
pS2/TFF1 par les tumeurs malignes ne constitue ni un facteur
pronostique ni un facteur prédictif de réponse à une thérapeutique.
L’intérêt du dosage ne semble actuellement résider que dans l’aide
au diagnostic. Cependant, très peu d’études ont à ce jour été
réalisées.
Mécanismes d’action
Rôle antiprolifératif
L’analyse de plusieurs lignées de cellules d’origine
gastro-intestinale (HCT116, IEC18, AGS), exprimant pS2/TFF1 après
transfection de l’ADNc ou traitées par la protéine pS2/TFF1
recombinante pure, a permis de mieux comprendre les mécanismes
moléculaires et cellulaires impliqués dans les fonctions de
pS2/TFF1 [59]. Dans tous les cas étudiés, la présence de pS2/TFF1
est associée de façon significative à une augmentation du nombre de
cellules en phase G1 du cycle cellulaire. L’étude de marqueurs des
différentes phases du cycle cellulaire, tels que la cycline D1, le
PCNA (proliferating cell nuclear antigen) et la cycline B1,
confirme une modification de la répartition des cellules dans le
cycle au détriment des phases prolifératives S et G2/M. La
régulation du cycle cellulaire est sous le contrôle de kinases
spécifiques, les CDK (cyclin dependent kinases), elles-mêmes
contrôlées par des inhibiteurs spécifiques, les CDKI (cyclin
dependent kinase inhibitors). Les quantités de CDKI sont augmentées
en présence de pS2/TFF1, conduisant à une modulation des activités
des protéines pRb (suppresseur de tumeur rétinoblastome) et E2F,
deux molécules clés du passage de la phase quiescente G1 à la phase
proliférative S [60, 61]. Ainsi, l’activité du facteur de
transcription E2F, responsable de l’expression de molécules
indispensables à la phase S, est diminuée en présence de pS2/TFF1.
Rôle anti-apoptotique
Non seulement pS2/TFF1 est antiprolifératif, mais il est également
anti-apoptotique, que les stimuli utilisés pour induire l’apoptose
soient d’origine chimique (butyrate, céramides) ou physique
(anoikis) ou encore dus à l’expression forcée de la molécule
pro-apoptotique bad. La présence de pS2/TFF1 entraîne toujours une
diminution de la mort cellulaire associée à une réduction partielle
ou totale de l’activité des caspases 3, 6, 8 et 9 qui sont des
effecteurs clés de la mort cellulaire programmée [59]. La caspase 9
est une caspase majeure située à l’origine de la cascade des
caspases [62]. Son activation se fait par clivage au niveau d’une
structure particulière, l’apoptosome. Cette maturation n’est pas
altérée par la présence de pS2/TFF1, suggérant que des inhibiteurs
agissant directement sur la forme active de la caspase 9 [63]
pourraient être responsables de l’inactivation des caspases en
présence de pS2/TFF1.
Ces deux fonctions, antiproliférative et anti-apoptotique de
pS2/TFF1, bien que paradoxales, sont compatibles avec une fonction
de suppresseur de tumeurs. C’est ainsi qu’agit aussi pRb [60, 61].
En effet, la coexistence de ces deux fonctions assure une
différenciation tissulaire optimale, bloquant les cellules en G1,
mais les protégeant d’une apoptose souvent associée à un arrêt du
cycle cellulaire. Cette fonction de facteur de différenciation de
pS2/TFF1 est en accord avec les données collectées à ce jour sur
pS2/TFF1 tant in vitro qu’in vivo [15, 59]. Des travaux plus
récents [64] effectués sur des souris déficientes pour la voie de
signalisation impliquant SHP2-ras-ERK via gp130 viennent de
démontrer l’importance de cette voie pour la régulation de la
transcription de pS2/TFF1 et la différenciation des cellules de la
muqueuse gastrique.
Rôle dans la migration cellulaire
Quand la muqueuse digestive est agressée, les cellules épithéliales
lésées se détachent de la membrane basale et desquament, créant une
ulcération. Les cellules épithéliales et stromales de voisinage
migrent alors des régions saines vers les régions lésées,
permettant la restitution de la muqueuse par activation de la
prolifération cellulaire et de la migration [65, 66]. Au niveau du
site de l’inflammation apparaissent, à la base des glandes de la
périphérie lésionnelle, des cellules particulières, les UACL (ulcer
associated cell lineage), qui expriment des protéines comme l’EGF,
les TFF et les mucines et qui vont reformer des structures
glandulaires organisées. Ainsi, pS2/TFF1 joue un rôle clé dans la
régénération et la réparation de la muqueuse digestive. Les TFF ont
la capacité d’induire la motilité cellulaire lors du processus de
restitution de l’épithélium. Les voies de signalisation impliquées
ne sont pas totalement élucidées. Certaines équipes [67] ont
cependant mis en avant l’implication des voies PKC, MAPK et des
tyrosines kinases de la famille src.
Rôle dans l’invasion cellulaire
Les TFF induisent l’invasion du collagène de type 1 par les
cellules épithéliales humaines engagées dans la progression
tumorale. Le collagène de type 1, le composant de la matrice
extracellulaire le plus abondant de l’organisme, est présent dans
le stroma des tumeurs solides humaines. L’addition exogène des TFF
sur des lignées précancéreuses n’est pas suffisante pour induire le
phénomène invasif. Il a été démontré que le potentiel invasif des
TFF requiert deux événements oncogénétiques permissifs,
l’activation de src et celle de la petite protéine G RhoA impliquée
dans les mécanismes de contraction du cytosquelette et de motilité
cellulaire. En revanche, l’expression ectopique de pS2/TFF1 dans
deux lignées cellulaires (une lignée colorectale humaine PC/AA/C1
issue d’un adénome dans le cadre d’une polypose rectocolique
familiale et une lignée rénale MDCK) induite par un vecteur
d’expression codant pS2/TFF1 s’affranchit de cette dépendance. Les
voies de signalisation impliquées dans l’invasion cellulaire
induite par les TFF, en situation exogène ou ectopique, empruntent
l’EGFR, la phospholipase C, la PI3’kinase et les Cox, via le
récepteur du thromboxane A2 [68]. Récemment, le rôle de l’oncogène
STAT3 a été démontré dans la signalisation de ITF/TFF3 [69].
Rôle dans l’angiogenèse
pS2/TFF1 possède des propriétés pro-angiogéniques in vivo sur la
formation de néovaisseaux dans la membrane chorio-allantoïde
d’embryon de poulets et in vitro sur la formation de pseudo-tubes
vasculaires par les cellules endothéliales de cordon ombilical
humain ensemencées sur une matrice de Matrigel contenant le
collagène de type IV et la laminine [70]. Il reste à établir
quelles sont la ou les voies de signalisation capables de
transmettre, au sein de la cellule, l’information provenant de ce
peptide extracellulaire.
Conclusion
Toutes les recherches entreprises montrent que pS2/TFF1 est un gène
pléïotropique codant pour un peptide aux nombreuses fonctions. Les
voies de signalisation impliquées restent à découvrir en grande
partie. Les mucines avec lesquelles pS2/TFF1 interagit directement
pourraient y participer en tant que récepteurs.
L’intérêt clinique de pS2/TFF1 est multiple. pS2/TFF1 est
impliqué dans de nombreuses pathologies digestives bénignes (ulcère
gastroduodénal, rectocolite, maladie de Crohn…) dans lesquelles il
favorise la réparation tissulaire. L’utilisation thérapeutique de
peptides recombinants par voie orale est en cours d’évaluation chez
la souris et le rat. Dans le cas des cancers mammaires, en plus de
son caractère prédictif de réponse à l’hormonothérapie, la
surexpression de pS2/TFF1 par les tumeurs mammaires constitue un
facteur de bon pronostic. Par ailleurs, les taux sériques et
urinaires de pS2/TFF1 sont modifiés dans ces diverses pathologies.
Le suivi des dosages de pS2/TFF1 circulants pourrait constituer une
aide à l’appréciation de l’efficacité thérapeutique, voire du
risque de récidive dans certains cas. La surexpression de pS2/TFF1
dans différents autres cancers a été largement rapportée (cancers
du sein, côlon, prostate, pancréas, thyroïde, poumon, etc.).
Des études plus nombreuses sont nécessaires pour conclure quant à
son intérêt diagnostique et pronostique dans ces tumeurs.
Remerciements
Tout d’abord nous tenons à faire part de notre gratitude au
professeur P. Chambon qui a initié ce travail et nous a
continuellement apporté son soutien. Nous remercions tous les
chercheurs et techniciens de toutes nationalités qui ont œuvré à
l’étude de ce peptide. Enfin, nous remercions les organismes qui
ont soutenu financièrement notre recherche : l’Institut
national de la santé et de la recherche médicale, le Centre
national de la recherche scientifique, les Hôpitaux universitaires
de Strasbourg, l’Association pour la recherche sur le cancer et la
Ligue nationale française contre le cancer et les comités du
Haut-Rhin et du Bas-Rhin (équipe labellisée).
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