Fonctions et modes d'action des Bcl-x et Bax dans la réponse cellulaire aux agents anticancéreux
Thesis or Dissertation
2000-05 (degree granted: 2000-11-02)
Author(s)
Advisor(s)
Level
DoctoralDiscipline
Biologie moléculaireAbstract(s)
L'apoptose est un processus de mort cellulaire contrôlé génétiquement qui
joue un rôle fondamental dans la maintenance de l'homéostasie cellulaire. Des
deregulations de l'apoptose sont impliquées dans la tumorigénèse et la progression des
cellules tumorales. Dans le traitement des cancers, la plupart des drogues utilisées en
chimiothérapie induisent la mort des cellules tumorales par apoptose. Par conséquent,
les gènes impliqués dans le contrôle de l'apoptose peuvent déterminer la réponse et la
sensibilité des cellules tumorales aux drogues utilisées en chimiothérapie. Un contrôle
défectif de l'apoptose représente une nouvelle forme de résistance aux traitements.
Les gènes de la famille des ced9/egl-l/bcl jouent un rôle déterminant dans la
phase d'engagement de l'apoptose. Parmi les produits de ces gènes, certains uihibent
et d'autres stimulent l'apoptose et de nombreux travaux suggèrent que le niveau
d'expression des protéines Ced-9/Egl-l/Bcl modulent la sensibilité des cellules
tumorales aux agents cytotoxiques utilisés en chimiothérapie.
Dans le but d'étudier la fonction et le mode d'action de certains membres de la
fainille des Ced-9/Egl-l/Bcl, nous avons exprimé dans les cellules tumorales humaines
Namalwa et U937, les protéines Bcl-xL et Bax-a ainsi que deux nouvelles isof ormes,
Bcl-xES et Bax-o, que nous avons identifiées et clonées. Les cinétiques de
fragnientation de l'ADN associée à l'apoptose, dans les cellules témoins et
transfectées, montrent que Bcl-xL et Bcl-xES protègent les cellules face à l'apoptose
induite par différentes drogues anticancéreuses telles que la camptothécine,
l'étoposide, la vinblastine, le cisplatine et le taxol. En revanche, Bax-a ainsi que
Bax-a, sensibilisent les cellules à l'effet cytotoxique de certaines de ces drogues. La
quantification des complexes de clivage induits par la camptothécine ainsi que les
mesures du taux d'inhibition de la synthèse de l'ADN dans les cellules transfectées et
les cellules témoins, indiquent que Bcl-xL et Bax-a n'interfèrent pas avec le
mécanisme d'action primaire de la drogue.
Les mitochondries jouent un rôle central dans l'activation de l'apoptose. Suite
à un dommage à l'ADN, la libéradon du cytochrome e par les mitochondries conduit à
l'activation des caspases impliquées dans l'exécution du processus de mort cellulaire.
L'utilisation d'un système acellulaire, la mesure des activités des caspases à l'aide de
substrats fluorescents spécifiques ainsi que des analyses par buvardage Western, nous ont permis de démontrer que Bcl-xL et Bcl-xES retardent la libération du cytochrome e
et l'activation subséquente des caspases alors que Bax-a et Bax-o exercent l'effet
opposé.
Nous montrons également que l'expression de la protéine Bcl-xL dans les
cellules Namalwa modifie la réponse cellulaire face aux dommages induits par la
camptothécine d'une part, en inhibant l'activation du programme apoptotique et d'autre
part en permettant la restauration d'un point-contrôle du cycle cellulaire à la transidon
G2/M. Des expériences de co-immunoprécipitations in vivo montrent que Bcl-xL
interagit avec les complexes cdc2/cdkl-cycline A/B1 impliqués dans la progression
S/G2 et la régulation de la transition G2/M du cycle cellulaire. De plus, la protéine
recombinante Bcl-xL(ATM) inhibe de façon dose-dépendante l'activité kinase de
cdc2/cdkl in vitro. Des expériences de compétition in vitro avec des peptides
correspondant à des séquences spécifiques de Bcl-xL, ont permis de détenniner un
domaine d'interaction de Bcl-xL avec les complexes cdkl/cdc2-cycline A/B1, localisé
dans la région flexible de Bcl-xL. Ces résultats suggèrent, qu'en plus de son activité
anti-apoptotique au niveau des mitochondries, Bcl-xL participe à un point-contrôle du
cycle cellulaire en réponse à un doiiunage à l'ADN.
Note(s)
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