Étude de l'enzyme UGT2B28 et son rôle dans le cancer de la prostate

174 Pages·2016·5.55 MB·French

by  Belledant, Anaïs

Étude de l'enzyme UGT2B28 et son rôle dans le cancer
de la prostate.
Thèse
Anaïs Belledant
Doctorat en médecine moléculaire
Philosophiae Doctor (Ph.D.)
Québec, Canada

© Anaïs Belledant, 2016
Étude de l'enzyme UGT2B28 et son rôle dans le cancer
de la prostate.
Thèse
Anaïs Belledant
Sous la direction de :
Eric Lévesque, directeur de recherche
Chantal Guillemette, codirectrice de recherche
Résumé
Contexte: L’inactivation des androgènes est majoritairement régulée par des enzymes du
métabolisme de la famille des UDP-glucuronosyltransferase (UGT). Ce procédé
métabolique permet de contrôler la biodisponibilité des hormones stéroïdiennes
systémiques et locales. Objectif : L’objectif était d’étudier la relation entre l’expression de
l’enzyme UDP-glucuronosyltransferase 2B polypeptide 28 (UGT2B28), impliquée dans la
biotransformation des hormones, avec les niveaux hormonaux circulants, et les
caractéristiques clinico-pathologiques dans le cancer de la prostate (CaP). Conception et
participants : Nous avons utilisé dans cette étude la technique d’immunohostochimie à
grande échelle (tissue microarray) sur les tissus de 239 patients ayant un CaP localisé.
L’étude des 51 patients additionnels ne possédant pas l’enzyme UGT2B28 dans leur
génome, a été effectuée pour confirmer l’importance de cette enzyme sur les niveaux
hormonaux circulants. Résultats : La surexpression de l’enzyme UGT2B28 a été associée
à des niveaux d’antigène prostatique spécifique (APS) au diagnostic plus faibles, à un
score de Gleason plus élevé, à des marges et statuts nodaux positifs, et fut associée de
façon indépendante au risque de progression. La surexpression de l’enzyme fut
également associée à des niveaux circulants de testostérone (T) et dihydrotestostérone
(DHT) plus élevés. Les patients n’exprimant pas le gène UGT2B28 avaient des niveaux
plus bas de T (19%), de DHT (17%), de métabolites glucuronidés (18-38%), et des
niveaux plus élevés du précurseur surrénalien androsténédione (36%). Conclusion :
L’enzyme UGT2B28 modifie les niveaux circulants de T et DHT, et sa surexpression est
associée avec un CaP à plus haut grade. Notre étude a permis de découvrir un nouveau
rôle d’UGT2B28, celui de régulateur de la stéroïdogenèse, et a souligné l’interconnexion
entre les capacités de biotransformation hormonale des cellules cancéreuses, des niveaux
hormonaux, des caractéristiques clinicopathologiques et du risque de progression.

iii
Abstract
Background : Androgen inactivation occurs mainly through the glucuronidation
conjugative reaction mediated by UDP-glucuronosyltransferases (UGTs). This metabolic
process is involved in the control of systemic and local androgen bioavailability.
Objective : To examine the relationship among expression of the androgen-inactivating
UGT2B28 enzyme, circulating steroid hormone levels, and clinical phenotype in prostate
cancer (PCa).
Design, setting, and participants : We conducted an analysis of a high-density prostate
tumor tissue microarray consisting of 239 localized PCa cases. The study of 51 additional
PCa patients with no copies of UDP glucuronosyltransferase 2B subfamily, polypeptide
B28 (UGT2B28) in their genomes was performed to confirm the importance of the enzyme
on circulating hormone levels.
Outcome measurements and statistical analysis : Steroid hormones were measured by
mass spectrometry. Multivariate Cox proportional hazard models assessed the influence of
UGT2B28 on progression, and general linear model regression evaluated variations in
hormone levels.
Results and limitations : Tumor overexpression of UGT2B28 was associated with lower
prostate-specific antigen levels at diagnosis, higher Gleason scores, margin and nodal
invasion status, and it was shown to be an independent prognostic factor associated with
progression. Enzyme overexpression correlated with 30% higher circulating levels of
testosterone (T) and dihydrotestosterone (DHT). Patients with no copies of UGT2B28 in
their genomes have lower levels of T (19%), DHT (17%), its glucuronide metabolites (18–
38%), and enhanced levels of the adrenal precursor androstenedione (36%).
Conclusions : The UGT2B28 steroid-inactivating pathway modifies circulating T and DHT
levels, and UGT2B28 overexpression is associated with high-grade PCa. Our work has
uncovered the role of UGT2B28 as a regulator of steroidogenesis and underscores the
interconnectivity among the steroid-inactivation capacity of cancer cells, hormone levels,
disease characteristics, and the risk of cancer progression.

iv
Table des matières
Résumé ............................................................................................................. iii
Abstract ............................................................................................................ iv
Table des matières ............................................................................................ v
Liste des tableaux .......................................................................................... viii
Liste des figures ............................................................................................... ix
Liste des abréviations et des sigles ............................................................... xi
Liste des abréviations et des sigles (suite) .................................................. xii
Remerciements……………………………………………………………………..xiv
Avant-Propos ................................................................................................... xv
Introduction ....................................................................................................... 1
1. La glande prostatique ................................................................................ 2
2. Les hormones sexuelles ............................................................................ 3
2.1. La stéroïdogenèse ............................................................................................3
2.2. L’action des stéroïdes dans le tissu prostatique .......................................... 8
3. Le cancer de la prostate CaP ................................................................... 12
3.1. Les facteurs de risque ...................................................................................1 2
3.2. Le diagnostic du CaP .....................................................................................1 6
3.3. Les approches thérapeutiques ..................................................................... 17
4. La récidive biochimique (BCR) et la progression .................................. 19
4.1. La BCR .............................................................................................................1 9
4.2. La progression ................................................................................................2 0
5. Les outils de prédiction ........................................................................... 21
5.1. La prédiction du risque de récidive .............................................................. 21
v
5.2. Les biomarqueurs de la récidive ................................................................... 23
5.2.1. Les biomarqueurs de diverses natures ....................................................... 23
5.2.1. Les biomarqueurs génétiques germinaux ................................................... 30
6. La dérégulation hormonale dans le CaP ................................................ 33
6.1. Les androgènes ..............................................................................................3 3
6.2. Les estrogènes ...............................................................................................3 5
7. La biotransformation des androgènes ................................................... 35
7.1. La réaction de glucuronidation et les uridines diphospho-
glucuronosyltransférases (UGT) .................................................................................3 7
7.2. L’inactivation des hormones sexuelles stéroïdiennes par les UGT .......... 39
7.3. Les UGT dans le tissu prostatique ...............................................................4 1
7.4. UGT et CaP ......................................................................................................4 3
8. Problématique ........................................................................................... 47
9. Hypothèse de recherche, objectifs et méthodologies retenues ........... 49
Hypothèses ...................................................................................................... 49
Objectifs et méthodologies retenues. ........................................................... 49
CHAPITRE I ...................................................................................................... 53
L’enzyme du métabolisme des androgènes, UGT2B28, est un régulateur de
la stéroïdogenèse et modifie le risque de progression du cancer de la
prostate (CaP). ..................................................................................................... 53
Résumé ............................................................................................................ 54
Discussion ....................................................................................................... 92
10. Section 1 : Localisation d’UGT2B28 dans le tissu prostatique .......... 93
10.1. Localisation nucléaire d’UGT2B28 .............................................................9 4
10.2. Mécanismes potentiels de la régulation différentielle d’UGT2B28 dans le
CaP ....................................................................................................................... 96
vi
10.3. Expression cytoplasmique d’UGT2B28 ...................................................... 98
11. Section 2 : UGT2B28 associée à la progression et à un profil tumoral
agressif .............................................................................................................. 100
11.1. Statut germinal et expression d’UGT2B28 ............................................... 100
11.2. UGT2B28 associée aux caractéristiques clinico-pathologiques ........... 101
11.3. UGT2B28 associée au risque de progression ......................................... 101
11.4. Immunohistochimie et techniques d’analyses ........................................ 103
12. Section 3 : UGT2B28 régulateur de la stéroïdogenèse ..................... 104
12.1. UGT2B28 associée à des variations hormonales en circulation ........... 104
12.2. Mécanismes potentiels de régulation de la stéroïdogenèse par
UGT2B28 .................................................................................................................1 06
12.3. Variation hormonale, agressivité et progression .................................... 108
Conclusion..................................................................................................... 112
Bibliographie ................................................................................................. 114

vii
Liste des tableaux
Tableau 1 Liste de biomarqueurs tumoraux associés à la BCR après PR. ........................ 26
Tableau 2 Tests pronostiques basés sur la génomique et la protéomique, effectués à partir
de tissus prostatiques ..................................................................................................2 9
Tableau 3 Polymorphismes germinaux des gènes de la stéroïdogenèse associés au
pronostic du CaP .........................................................................................................3 2

viii
Liste des figures
Figure 1 La glande prostatique. ............................................................................................3
Figure 2 La formation d’hormones actives produites par les tissus périphériques. .............. 5
Figure 3 La synthèse des hormones sexuelles s’effectue à partir du cholestérol. ............... 6
Figure 4 La synthèse et le métabolisme des estrogènes dans le tissu prostatiques. ........... 8
Figure 5 La voie d’activation du récepteur des androgènes. .............................................. 10
Figure 6 Paramètres cliniques et classification du risque du CaP. ..................................... 17
Figure 7 Le processus de formation des métastases par les CTC. .................................... 21
Figure 8 Biotransformation des androgènes dans les cellules épithéliales basales et
luminales prostatiques. ................................................................................................3 6
Figure 9 Les niveaux des métabolites glucuronidés en circulation comparativement à ceux
des tissus périphériques. ............................................................................................. 37
Figure 10 Réaction de Glucuronidation. ............................................................................. 38
Figure 11 Localisation et organisation génomique des loci UGT1A et UGT2 humains. ..... 39
Figure 12 Les enzymes UGT impliquées dans la glucuronidation des hormones sexuelles
stéroïdiennes dans le tissu prostatique. ......................................................................4 0
Figure 13 Illustration schématique du gène UGT2B28 et de ses transcrits ARNm et
protéiques chez l’humain. Adaptée de (Levesque, Turgeon et al. 2001) .................... 42
Figure 14 Illustration schématique de la localisation différentielle de la protéine UGT2B28
entre le tissu sain et tumoral prostatique, à partir des observations
immunohistochimiques. ............................................................................................... 94
Figure 15 Illustration schématique des associations observées entre l’expression protéique
d’UGT2B28 et les paramètres clinico-pathologiques chez des patients ayant un CaP
localisé après RP. ......................................................................................................1 02
ix
Figure 16 Illustration schématique des variations hormonales observées lors de la
surexpression de la protéine UGT2B28 ou en absence du gène. ............................. 106
Figure 17 Illustration schématique des résultats obtenus concernant l’association entre
l’expression d’UGT2B28 avec le pronostic et les niveaux hormonaux. ..................... 110
Figure 18 Schéma récapitulatif des résultats de l’étude. .................................................. 112

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