Comparative study of estrogen receptors: molecular and cellular aspects of the estrogen and anti-estrogen responses implied in the cause and treatment of breast cancer.
Etude comparative de récepteurs aux œstrogènes : Aspects moléculaire et cellulaire de la réponse aux œstrogènes et anti-œstrogènes impliqués dans les causes et thérapies du cancer du sein.
Résumé
Estrogens (E2), through estrogen receptors (ERs), control the expression of a number of genes involved in growth, cellular differentiation and reproductive functions. Regulation of these genes is carried out by the ER binding to a DNA sequence: the Estrogen Responsive Element (ERE). ERs play a major role in breast cancer and therefore it's important to understand the molecular mechanisms which modulate ER activity in vivo. We found that, compared to the consensus ERE, ERs exhibit a lesser affinity for the imperfect ERE (rtvtgERE), cellular activity and E2 sensitivity. An in vitro study on the ERs conformational, thermodynamical and dynamical behaviour has proved that the electrostatic network plays a role in their different functionalities. We researched and compared the impact of the ligands fixation on the cellular activity of two ER: hERalpha and rtERS. The transcriptional mechanism created in yeast allowed us to show that hERalpha is a transcriptional activator which is more potent and more sensitive to E2 than rtERS. We observed that the presence of the ligand induces ER localization within foci. Time curses of the ER transcriptional activation and sub-cellular localization in the presence of ligands lead us to distinguish these two aspects. We suggest that a high phosphorylation level by kinases activated in the presence of ligand increases the ER anionic character tending either to prevent the fixation on the DNA or to increase their dissociation from the DNA. Thus, ERs could be recruited by complexes in the nucleus or cytoplasm and form some foci.
Les œstrogènes (E2), via le récepteur aux œstrogènes (ER), contrôlent l'expression de nombreux gènes impliqués dans la croissance, la différenciation cellulaire et les fonctions reproductrices. La régulation de ces gènes résulte de la fixation du ER sur une séquence d'ADN : Elément de Réponse aux Œstrogènes (ERE). ER joue un rôle majeur dans le cancer du sein, il est donc important de comprendre les mécanismes moléculaires qui modulent in vivo son activité. Nous observons que, comparé à l'EREconsensus, les ER présentent une affinité vis-à-vis d'un EREimparfait (rtvtgERE), une activité cellulaire et une sensibilité à E2 plus faible. Une étude in vitro du comportement conformationnel, thermodynamique et dynamique des ER a démontré un rôle du réseau électrostatique au sein des ER dans leurs différences de fonctionnalité. Nous avons recherché et comparé l'impact de la liaison au ligand sur l'activité cellulaire de deux ER : hERalpha et rtERS. La reconstitution de leur mécanisme d'action chez la levure a montré que hERalpha est un facteur d'activation de la transcription plus puissant que rtERS et qu'il est plus sensible à E2. Nous observons aussi que la présence de ligand induit une relocalisation des ER au sein de foci. Une étude cinétique de l'activation transcriptionnelle et de la relocalisation subcellulaire des ER en présence de ligand nous pousse à distinguer ces deux aspects. Nous suggérons qu'un fort niveau de phosphorylation de ER par les kinases activées en présence de ligand, augmente son caractère anionique conduisant à empêcher sa fixation à l'ADN ou à l'en dissocier. Ainsi, ER pourrait être recruté par des complexes dans le noyau ou dans le cytoplasme et formé ces foci.