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    Le récepteur de l'IGF1 et les hybrides IR/IGF1R (Groupe Tarik Issad)

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    Les récepteurs à activité tyrosine kinase jouent un rôle très important dans les processus de cancérogenèse (1). Le récepteur de l’IGF1 (insulin-like growth factor 1) et ses ligands ont été impliqués dans de nombreux types de cancers (cancer du sein, de la prostate, du côlon, du poumon, de la thyroïde, glioblastomes, etc…)(2). Ces cancers sont souvent associés à une sur-expression et/ou une sur-activation du récepteur de l’IGF1, ainsi qu’à une production anormale de ses principaux ligands (IGF1 et IGF2) (1, 2).
    Le récepteur de l’IGF1 (IGF1R) fait partie de la famille du récepteur de l’insuline (IR), avec lequel il présente 60% d’homologie. La liaison du ligand à son récepteur induit l’autophosphorylation du récepteur sur tyrosines, ce qui stimule l’activité tyrosine kinase du récepteur envers des substrats intracellulaires.
    L'IR et l'IGF1R partagent plusieurs substrats (IRS1, Shc, …) et plusieurs voies de signalisation (voie de MAP kinases, voie PI3-kinase/PKB…).

     

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    L'IGF1R est généralement considéré comme un récepteur contrôlant la croissance cellulaire, alors que l'IR est plutôt considéré comme un récepteur contrôlant le métabolisme énergétique. Cependant, les effets biologiques induits par ces récepteurs ne sont pas toujours clairement distincts : l’IGF1R a des effets métaboliques importants (3) alors que l'IR a, pour sa part, des effets bien documentés sur la croissance, la prolifération et la différenciation cellulaire (4). Il apparaît en outre que le récepteur de l’insuline peut lui aussi jouer un rôle important dans certains processus de cancérogenèse (5, 6).
    Enfin, dans plusieurs tissus, il a été mis en évidence la présence de récepteurs hybrides constitués d’hétérodimères IR/IGF1R qui ont des effets biologiques se rapprochant plutôt de ceux  l’IGF1R. Ces hybrides semblent jouer un rôle majeur dans la signalisation par l’IGF1 dans certaines lignées dérivées de cancer du côlon (7), dans les cancers de la thyroïde (8) et dans les cancers du sein (9).

     

    Mise au point de tests de criblage à haut débit


    Récepteurs de l'insuline et de l'IGF1

    La mise au point de tests de criblage à haut débit, pour la recherche de molécules capables de moduler l’activité de ces récepteurs, constitue un enjeu majeur dans la lutte contre le cancer.

    La liaison des ligands sur l’IR et l'IGF1R induit un changement de conformation qui permet le rapprochement des 2 sous-unités béta et leur trans-phosphorylation. Nous avons construit des récepteurs chimériques dans lesquels une sous-unité béta est fusionnée à une luciférase et l'autre sous-unité béta est fusionée à une YFP (10). Pour cela, les cDNAs codant pour ces récepteurs fusionnés à la Rluc  ou à la YFP sont co-transfectés dans les cellules HEK293. On obtient ainsi 3 populations de récepteurs : des homodimères (alpha-béta-Rluc)2, des homodimères (alpha-béta-YFP)2 et des hétérodimères (alpha-béta-Rluc)(alpha-béta-YFP). Seuls ces derniers pourront donner un signal de BRET.

     

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    Nous avons montré que la liaison de ligands (IGF1, IGF2, insuline) ou d’anticorps monoclonaux sur les récepteurs IGF1R ou IR conduit à un signal de BRET représentatif de l'activité du récepteur (10) (11). Cette méthode pourra donc être utilisée dans des criblages à haut débit pour rechercher des molécules capables de moduler l’activité de ces récepteurs (12-15, Brevet–CNRS, 2001).

    Récepteurs hybrides IR/IGF1R

    Cette méthode, initialement mise au point pour rechercher des molécules capables de moduler l'activité de l'IR (10) puis de l'IGF1R (11), permet en outre d’étudier, pour la première fois, de façon spécifique, les récepteurs hybrides IR/IGF1R, ce qui consitute une avancée importante pour la recherche de drogues permettant de lutter contre les cancers IGFs-dépendant (16).
    En effet, dans le cadre de la mise au point de molécules anti-cancéreuses, il est nécessaire de s’assurer que ces molécules sont capables d’inhiber non seulement  l’IGF1R mais également les hybrides IR/IGF1R. Cependant, ces récepteurs hybrides sont très difficiles à étudier par les techniques de biochimie classiques, dans la mesure où les cellules exprimant les hybrides IR/IGF1R exprimeront également les homodimères de chaque type ((IR)2 et (IGF1R)2).

     

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    La technique de BRET constitue une méthode extrêmement puissante pour étudier spécifiquement ces hybrides. Pour cela, les cellules HEK sont co-transfectées avec les cDNAs codant pour IR-Rluc et IGF1R-YFP. On obtient ainsi 3 populations de récepteurs : les homodimères (IR-Rluc)2, les homodimères (IGF1R-YFP)2, et les hétérodimères IR-Rluc/IGF1R-YFP.  Dans la mesure où seuls les hybrides donneront un signal de BRET, on peut, pour la première fois, étudier ces hybrides sans avoir à les séparer des homodimères de chaque type (15, 16).
    Des méthodes similaires pourraient  être utilisées pour l’étude d’autres récepteurs à activité  tyrosine kinase impliqués dans les cancers (par exemple, les récepteurs de la famille de l’EGF), pour lesquels la régulation de l’homo- ou l’hétérodimérisation constituent des leviers potentiels d’intervention thérapeutique (15).

     


    Réferences

    1.    Favoni, R. E. & de Cupis, A. (2000) Pharmacol Rev 52, 179-206.
    2.    Khandwala, H. M., McCutcheon, I. E., Flyvbjerg, A., & Friend, K. E. (2000) Endocr Rev 21,     215-244.
    3.    Le Roith, D. & Butler, A. A. (1999) J Clin Endocrinol Metab 84, 4355-4361.
    4.    Combettes-Souverain, M. & Issad, T. (1998) Diabetes Metab 24, 477-489.
    5.    Frasca, F., Pandini, G., Scalia, P., Sciacca, L., Mineo, R., Costantino, A., Goldfine, I. D.,     Belfiore, A., & Vigneri, R. (1999) Mol Cell Biol 19, 3278-3288.
    6.    Sciacca, L., Costantino, A., Pandini, G., Mineo, R., Frasca, F., Scalia, P., Sbraccia, P.,     Goldfine, I. D., Vigneri, R., & Belfiore, A. (1999) Oncogene 18, 2471-2479.
    7.    Garrouste, F. L., Remacle-Bonnet, M. M., Lehmann, M. M., Marvaldi, J. L., & Pommier, G. J. (1997) Endocrinology 138, 2021-2032.
    8.    Belfiore, A., Pandini, G., Vella, V., Squatrito, S., & Vigneri, R. (1999) Biochimie 81, 403-    407.
    9.    Pandini, G., Vigneri, R., Costantino, A., Frasca, F., Ippolito, A., Fujita-Yamaguchi, Y.,     Siddle, K., Goldfine, I. D., & Belfiore, A. (1999) Clin Cancer Res 5, 1935-1944.
    10.    Boute, N., Pernet, K., & Issad, T. (2001) Mol Pharmacol 60, 640-645.
    11.    Blanquart, C., Boute, N., Lacasa, D., & Issad, T. (2005) Mol Pharmacol 68, 885-894.
    12.    Boute, N., Jockers, R., & Issad, T. (2002) Trends Pharmacol Sci 23, 351.
    13.    Issad, T., Boute, N., & Pernet, K. (2002) Biochem Pharmacol 64, 813-817.
    14.    Issad, T., Boute, N., Boubekeur, S., Lacasa, D., & Pernet, K. (2003) Diabetes Metab 29,     111-117.
    15.    Issad, T., Blanquart, C., & Gonzalez-Yanes, C. (2007) Expert. Opin. Ther. Targets 11, 111,     541-556.
    16.    Blanquart, C., Gonzalez-Yanes, C., & Issad, T. (2006) Mol Pharmacol 70, 1802-1811.

    Brevet -CNRS: N° FR01/05737 . Dépot de la demande le 27 avril 2001.
    N° de publication FR 2824076 (31-10-2002).  Inventeurs : T. Issad, N. Boute, et K. Pernet. «Méthode de détection de composés activateurs ou inhibiteurs des récepteurs de la famille du récepteur de l’insuline au moyen d’un récepteur chimère isolé ».