R

1
Récepteur des œstrogèneset traitements hormonaux
2
Historique

• 1896 Sir G Beatson Ovariectomie chez deux
  patientes présentant un cancer du sein
  métastatique
• 1905 de Coumelles Irradiation des ovaires
  (1948)
• 1955 Huggins, Jensen Antiestrogènes
• 1975 Horwitz, McGuire ER-PR
• 1975 Tamoxifen mis sur le marché (UK)
• 1980 Kumar-Chambon clonage de ERa
• 1982 LH-RH agonists (patientes préménopausées)
• 1996 Gustavson un second ER est cloné ERb
• 1999-2000's Inhibiteurs daromatase

3
Le cancer du sein est un cancer hormono-dépendant

• Les œstrogènes induisent la prolifération de 60 à
  70 des cancers du sein
• Cancers du sein hormono-dépendants tumeurs
  présentant des récepteurs hormonaux (RE /- RP)
• Les RE sont des cibles de traitement

4
Hormono-dépendance des cancers du seinCibles
de l'hormonothérapie ?

• Les patientes dont les tumeurs expriment des
  récepteurs hormonaux (RE et/ou RP) répondent en
  règle à une privation hormonale
• Tumeurs hormono-dépendantes

5
Récepteurs d'œstrogènes
6
La famille des récepteurs d'hormones stéroïdes
7
ERa
E Exon
E7
E8
E6
E5
E4
E3
E2
E1
Estradiolreceptor(gene)
Estradiolreceptor (protein)
A/B
C
D
E
F
8
Cellule épithéliale du cancer du sein
Œstrogènes
NOYAU
Activation de latranscription
(Gènes hormono-dépendants)
AF2
RE
ERE
AF1
Cellule
CYTOPLASME
9
Transactivation du ERa
10
Site d'activation de la transcription (1)
classique
"Estrogen Responsive Element" (ERE) 
E2
Transcription
RE
RE
ADN
Activation des gènes
ERE
11
Site d'activation de la transcription (2) non
classique
Une autre voie d'activation de la transcription
via le site AP1
RE
E2
Transcription
Fos Jun
AP1 Element
Activation des gènes
AP1
12
Bases moléculaires del'agonisme et de
l'antagonisme
13
Interaction du ligand avec le LBD
Antiœstrogènes
Œstrogènes
Le ligand modifie la conformation du LBD
14
La conformation du LBD (Rea) dépend du ligand
Brzozowski et al, 1997
15
La conformation du LBD (Rea) dépend du ligand
AE
antiœstrogène
E
œstrogène
H9
H9
H8
H8
N
N
C
H4
H5
H4
H5
C
H1
H1
S1
S1
H10
H10
H7
H3
H7
H3
AE
E
H12
H2
H2
S2
S2
H6
H6
H11
H11
16
Co-activateurs etCo-répresseurs
17
Transactivation des REs
18
Co-régulateurs

• Coactivateurs
• L'activité de histone acetyltransferase facilite
  l'initiation de la transcription (SRC-1, AIB1.)
• Corépresseurs
• L'activité de deacetylase inhibe la
  transcription(Ncor, SMRT.)
• Modification du recrutement ou de
  l'expressiond'un co-régulateur résistance ?

19
Co-régulateurs
TAM
E2
From Ali Coombes, 2002
20
Proteins interacting with ER
Protein Function Reference SRC-1, TIF2 (GRIP1,
SRC2), Co-activators Bevan et al,
1999AIB1(ACTR, RAC3, PCIP, SRC3) Recruitment
HATs McKenna et al, 1999 ARN70, BRG-1 histone
acetyl transferase Fuqua, 2001 P300, CBP,
pCAF,p68 NcoR, SMRT (TRAC2) (RIP13) Co-represso
rs Westin et al, 2000 REA, SSM3 Recruitment
HADs Sommer and Fuqua, 2001 (déacétylase)
21
Co-régulateurs co-activateurs et co-répresseurs
E2
Transcription
Co rép
Co act
Pol
RE
RE
ERE
gène activé
DNA
La balance co-activateur/co-répresseur peut
expliquer les effets agonistes ou antagonistes du
même ligand dans différents tissus L'équilibre
co-activateur/co-répresseur peut expliquer la
résistance au traitement hormonal
22
REb
23
REb isoformes
ARN m
149 aa
258 aa
530 aa
215 aa
493 aa
A/B
E
D
C
F
RE b1
447
645
774
1479nt
1590
NL
AF-2
AF-1
DBD
469 aa
495aa
RE b2 bcx
1407
1485nt
469 aa
513 aa
RE b3
1407
469 aa
409 aa
481 aa
RE b4
1227
469 aa
472 aa
RE b5
1227
24
ERb

• ERa and ERb
• ERa and ERb are distinct gene products
• ERa and ERb are distributed in different tissues
• Regulate different genes and may sometimes have
  opposite effects
• Have common and specific ligands
• Homo- and heterodimers ERa/ERb

25
ERb expression in mammary gland

• ERa and ERb
• Overall, ERb is expressed at much lower rates
  than ERa in mammary gland
• ERb expression is lower in tumors than in healthy
  mammary glands (Erbtblt ERbnb)
• ERb is often co-expressed with ERa

26
Distribution cellulaire des RE (a et b)
27
Récepteurs d'hormone
'après K. Paech (1997) Science 277, 1508-1510
28
Schematic representation of wildtype human ERb
and variant isoforms
Speirs, Lancet Oncol 2004
29
Spécificité de la réponse biologique

• Type of récepteur (REa, REb,)
• Type de cellule, tumeur, organe
• Ligand (E2, SERMs, SERDs),
• Co-régulateurs (activateurs, répresseurs)
• Type d'action

30
Actions génomiques et non-génomiques (rapides)
31
Activité RE non génomique (REa et REb)

• Les hormones stéroïdes peuvent avoir une action
  rapide sur des cellules (trop rapides pour
  invoquer des mécanismes transcriptionnels)
• Les RE liés sont identifiés dans la membrane des
  cellules (os CNS, col utérin, cellules
  endothéliales). Complexes stables du
  ligand-récepteur
• Membrane RE action de RE non génomique ou
  membrane initiated steroid signaling (MISS) sec
  or min
• Représente 5 des effets biologique du RE

32
Mechanisms of rapid non-genomic
receptor-dependent actions of estrogen in four
cell types
Collins P, Nature Medicine 1999
33
Activité RE non génomique (2)

• Les réponses biologiques sont médiées par un
  système de second-messager
• MAP kinase
• Tyr kinases et phosphatases
• Récepteur de Facteur de Croissance
• SRC kinase

34
Effets non génomiques
Osborne Schiff, 2005
35
Interactions entre RE et récepteurs des facteurs
de croissance
36
Réseau intracellulaire

• La signalisation RE ne peut plus être considérée
  indépendamment
• Des facteurs de croissance peuvent modifier la
  réponse RE et peuvent être modifiés par E
• Des facteurs de croissance peuvent être des
  éléments daction dans la réponse hormonale

37
Résistance à la privationen œstrogènes
38
Résistance à la privation en œstrogènes

• Modèles expérimentaux
• Privation à long terme en œstrogènes entraîne une
  hypersensibilité aux œstrogènes
• Augmentation de phosphorylée ERa (ser118)
• Augmentation de l'activité aromatase
• Augmentation de l'activité MAPK en raison de
  l'augmentation de l'expression erbB-2
• Augmentation de l'expression IGF1-R
• Ces effets sont supprimés par un inhibiteur MEK
  (U0126)
• Mécanisme non unique

Berstein et al, 2003 Martin, Dowsett et al, 2004
39
Récepteurs d'œstrogènes

• Médie les effets pléiotropiques des hormones
  stéroïdes
• Facteur nucléaire de transcription activé par
  leurs ligands
• Agonistes purs Œstrogènes (17b E2 , ...)
• SERMs (Selective Estrogen Receptor Modulators)
  Tamoxifène, Torémifène, Raloxifène, ..
• SERD (Selective Estrogen Receptor Down
  regulators) antagonistes purs (EM 800
  Fulvestrant ICI 164,184 .)
• Deux récepteurs distincts REa et REb

40
Traitements anti-hormonaux
41
Hormonothérapie

• Pour lessentiel, deux cancers hormonodépendants
• Cancer du sein
• Cancer de la prostate
• ? cancer de lendomètre
• Empêcher laction ou la sécrétion dhormones qui
  agissent comme des facteurs de croissance ou qui
  interfèrent avec des facteurs de croissance dans
  la carcinogenèse

42
Principaux agents

• Agonistes LH-RH Ce sont des peptides qui ont une
  structure proche de la LH-RH naturelle, après une
  stimulation initiale des sécrétions hormonales,
  blocage hypothalamo-hypophysaire et chute des
  gonadotrophines et arrêt de la sécrétion des
  estrogènes ou des androgènes. Cet effet est
  réversible. Les principaux agents utilisés sont
  la Gosériline (Zoladex), la triptoréline
  (Décapeptyl) et la leuproréline (Enantone)

43
Principaux agents

• Effets indésirables des analogues LH-RH
  castration
• Chez la femme, troubles de la ménopause BVM,
  sécheresse vaginale, libido ?, ostéoporose,
  troubles urologiques
• Chez lhomme impuissance, andropause
• Blocage périphérique des sécrétions hormonales
• Chirurgical ovariectomie, pulpectomie,
  surrénalectomie, hypophysectomie (rapidité,
  coût, irréversibilité)
• radiothérapie

44
Principaux agents

• Anti-aromatases enzymes qui bloquent la
  conversion des androgènes en estrogènes au niveau
  du tissu adipeux et en intra-tumoral. Chez la
  femme ménopausée permettent de bloquer la
  formation des oestrogènes. Les principaux agents
  sont Le létrozole (Fémara), lanastrozole
  (Arimidex), lexemestane (Aromasine)

45
Principaux agents

• Effets indésirables des inhibiteurs de
  laromatase BVM, sueurs, douleurs musculaires et
  articulaires, ostéoporose, rares troubles
  digestifs
• Blocage des récepteurs hormonaux bloquer le
  récepteur pour empêcher lhormone dagir
• Anti-androgènes ils bloquent la conversion de la
  testostérone en dihydrotestostérone. Les
  principaux agents sont le flutamide (Eulexine),
  le nilutamide (Anandron), le bicalutamide
  (Casodex)

46
Principaux agents

• Effets indésirables des anti-androgènes troubles
  de la libido, élévation des transaminases,
  troubles digestifs, gynécomastie
• Antiestrogènes ils se fixent sur les récepteurs
  de loestradiol, action antagoniste mais aussi
  agoniste partiel des estrogènes en fonction des
  tissus (tamoxifène Nolvadex, Kessar, Tamofène,
  torémifène Fareston, raloxifène Evista )
• Antiestrogènes purs Faslodex
• Notion de SERM
• Effets indésirables du tamoxifène BVM,
  leucorrhées, phlébite, cancer de lendomètre,
  troubles oculaires

47
Principaux agents

• Progestatifs agiraient par un effet central, les
  principaux agents sont lacétate de
  médroxyprogestérone (Farlutal) et lacétate de
  mégestrol (Megace)
• Effets indésirables HTA, phlébite, embolie
  pulmonaire, prise de poids, cushing
• Oestrogènes agiraient par un effet central .
  Diethylstilboestrol (Distilbène)
• Effets indésirables HTA, accidents
  cardiovasculaires et thromboemboliques, ictère
  gynécomastie, impuissance

48
Indications

• Cancer du sein hormono-dépendant métastasé
• Récepteurs hormonaux si RE- moins de 10 de TR,
  si RE et RP 60 de TR
• Critères cliniques dhormonosensibilité âge,
  long intervalle libre, localisations osseuses ou
  cutanées, réponse à une première hormonothérapie,
  tumeur dévolution lente
• Tamoxifène molécule de première intention, puis
  les inhibiteurs de laromatase, puis les
  progestatifs et les ant-estrogènes purs

49
Indications

• Cancer du sein non métastasé
• Uniquement si RE
• Tamoxifène, seul ou en association séquentielle
  avec la chimiothérapie, ou en association
  simultanée avec les analogues LH-RH avant la
  ménopause
• Chez les patientes ménopausées inhibiteurs de
  laromatase

50
Indications

• Cancer de la prostate métastasé
• Pulpectomie ou Analogues LH-RH et
  anti-androgènes, on débute par un anti-androgène
  pour éviter une stimulation hormonale, lintérêt
  dune association au long cours nest pas
  démontré, le taux de réponse est denviron 60
  avec une durée de la réponse de 18 mois, après
  échappement moins de 10 defficacité
• Cancer de lendomètre à un stade avancé
• Progestatifs

51
JE VOUS REMERCIE
52
Corrélations ERa, ERb

• Etude rétrospective de 98 tumeurs du sein non
  traitées
• Analyses de REa, REb, RP par RT-PCR quantitative
• Validation clinique du dosage REa, RP par RT-PCR
  (corrélation avec EIA)
• REb et dépendance avec hormone

53
Temps-réel PCR (REb)
de Cremoux et al, 2002
54
Temps-réel PCR vs EIA (REa/ REa)
log(ERa/RT-PCR)
Log (ERa-EIA)
de Cremoux et al, 2002
55
Temps-réel PCR vs EIA (REb/ REa)
4
Log (ddctREb/RT-PCR)
2
0
Log (REa-EIA)
de Cremoux et al, 2002
56
Modèles in vitro de résistance endocrinienne (A
Lykkesfeldt et al)
MCF7 TamR1
Tam
ICI 164,384
MCF7 164R1
MCF7 wt
ICI 182.780
MCF7 182R1
57
Résultats (1)
MCF-7 control MCF-7/TAM R-1 MCF-7/164
R-5 MCF-7/182 R-6 MCF-7/ 182 R-7 RE? Decrease
Decrease Decrease Decrease RE? NC NC NC NC PR
Decrease Decrease Decrease Decrease AIB1
NC NC Increase NC BCAR1 NC NC NC NC CYP19 Low
level Increase NC Increase NC EGFR Low
level Increase Increase Increase
Increase ErbB-2 NC NC NC NC
de Cremoux, Lykkesfeldt,et al. Endoc Rel Cancer,
2003
58
Modèles Précliniques de résistance SERMs
daprès Shou, Massarweh, Osborne, 2004
59
Résultats Tamoxifen ZD1839 (Iressa)
daprès Shou, Massarweh, Osborne, 2004
60
Phosphorylation de RE, HER2 et MAPK
daprès Shou, Massarweh, Osborne, 2004
61
Réseaux RE (RFC)
62
Synthèse

• EGFR et HER-2 sont impliqués dans la résistance
  tumorale
• MAPK phosphorylée est augmentée dans les modèles
  résistants
• Des anticorps dirigés contre EGFR, HER-2 et des
  inhibiteurs de erk1/2 (PD 098059) sont efficaces
  dans des modèles hormono-résistants

63
Expression de HER2 et RE dans les cancers du sein
Les niveaux RE et HER2 sont inversement corrélés
RE HER2 Négatif Faible Positif Total Positif 63
(68) 17 (27) 51 (9) 131 (16) Négatif 133
(32) 47 (73) 502 (91) 682 (84) Total 196 64 56
3 813
Dowsett et al, 2001
64
Données cliniques (1)

• Etudes rétrospectives positives
• HER-2 amplification et résistance à
  l'hormono-thérapie (Southwest Oncology study
  group) Arpino et al, 2004
• 349 pts (Tam), HER1 et HER2 (IHC) HER2 (FISH),
  RE, PR (EIA)
• Amplification HER-2 corrélée à RE, HER1, HER2
• Taux de réponses objectives HER2- (56) vs
  HER2 (47), HER1- (50) vs HER1 (36). TTP et
  OS significantly by combining HER1 et HER2
• Pts HER1 et HER2 taux de réponse faible à Tam
• Traitement néoadjuvant Ellis et al, 2001
• BK RE et /ou PR et EGFR et HER2 overexpressed
  letrozole 60 OU/et 48 lumpectomy vs tamoxifène
  41 OU/et 36 lumpectomy

65
Données cliniques (2)

• Etude rétrospective négative
• HER2 Overexpression Love et al, 2003
• 282 patientes préménopausées, RH, épreuve de
  randomisation 1993-1997
• oophorectomy tam vs Oophorectomy
• HER2 (IHC, Dako)
• HER2 et meilleure réponse au traitement
  d'hormone
• (mais analyses de sous-groupe !...)
• Les épreuves éventuelles sont en cours de
  développement
• (Traitement combiné ITK ou inhibiteurs mTor et
  hormono-thérapie)

66
Rôle de HER2 et AIB1 dans la résistance hormonale
67
HER2 et AIB1 expression /DFS
Osborne CK, J Natl Cancer Inst, 2003
68

Plan

• 1/ Introduction
• 2/ Récepteur des œstrogènes (RE)
• Structure
• Fonction (LBD, DBD, co-activateurs)
• ERa and ERb
• Génomique et non-génomique (rapide) RE
• 3/ Intéractions entre RE et récepteurs de facteur
  de croissance
• 4/ Les RE cibles du traitement hormonal des
  cancers du sein