Les effets d’une activité élevée de la kinase Src ont été largement étudiés à la fois in vitro en utilisant une variété de lignées cellulaires néoplasiques humaines (Budde et al…, 1994 ; Rosen et al., 1986 ; Biscardi et al., 1998 ; Bjorge et al., 1996 ; Bolen et al. 1987a ; Cartwright et al., 1989 ; Weber et al., 1992 ; Lutz et al., 1998) et in vivo avec des modèles murins (Biscardi et al., 1998 ; Irby et al., 1999 ; Muthuswamy et al., 1994 ; Staley et al., 1997 ; Wiener et al., 1999). En utilisant ces systèmes, les chercheurs ont étudié les modes d’activation de Src, les effets de Src sur l’initiation et la progression des tumeurs, et les effets des inhibiteurs de tyrosine kinase et antisens sur le comportement cellulaire. Ces études illustrent le réseau complexe des protéines qui interagissent avec Src et qui ont un impact sur de nombreuses voies de transduction du signal.
Depuis le début des années 1980, une augmentation de l’activité de la kinase Src a été signalée dans divers cancers humains apparemment non liés. Des niveaux élevés de protéine Src ont été trouvés dans de nombreux cancers, bien que le niveau de protéine puisse ne pas refléter avec précision l’activité spécifique de la protéine kinase. Pour cette raison, des tests de kinase fiables utilisant des substrats exogènes ont été développés pour déterminer l’activité spécifique de la protéine. Les résultats de nombreuses études reflètent l’augmentation de l’activité spécifique de Src dans les tumeurs humaines et dans les lignées cellulaires dérivées de ces tumeurs (Cartwright et al., 1989, 1990 ; Muthuswamy et al., 1994 ; Budde et al., 1994 ; Jacobs et Rubsamen, 1983 ; Mao et al., 1997 ; Masaki et al., 1998, 2000 ; Muthuswamy et Muller, 1994 ; Rosen et al, 1986 ; Verbeek et al., 1996).
Cancer du sein
L’activité de la kinase Src, de 4 à 20 fois supérieure à celle des tissus normaux, a été trouvée dans les carcinomes mammaires humains (Egan et al, 1999 ; Jacobs et Rubsamen, 1983 ; Muthuswamy et Muller, 1994 ; Muthuswamy et al., 1994 ; Ottenhoff-Kalff et al., 1992 ; Rosen et al., 1986 ; Verbeek et al., 1996). De même, les lignées cellulaires dérivées de ces tumeurs présentent une activité Src jusqu’à 30 fois plus élevée. Des données récentes ont suggéré qu’une partie de cette activité pourrait être attribuable à l’action des phosphatases entraînant la déphosphorylation de la Tyr 530 (Egan et al., 1999). Rosen et al. (1986) ont rapporté une activité kinase Src élevée dans les tumeurs du sein avec des niveaux de protéine Src relativement normaux par rapport au tissu normal. D’autre part, Verbeek et al. (1996) ont présenté des preuves immunohistochimiques qu’une augmentation de 4 à 30 fois de l’activité Src était accompagnée d’une augmentation des niveaux de protéine Src. Ottenhoff-Kalff et al. (1992) ont constaté que 72/72 cancers du sein présentaient une augmentation de l’activité tyrosine kinase, dont 70 % étaient attribués à c-Src ou à des kinases semblables à Src.
L’activation de Src dans les tumeurs mammaires a été bien étudiée chez les souris transgéniques. Les souris exprimant l’antigène T moyen du polyome viral sous le contrôle du promoteur MMTV produisent des tumeurs mammaires hautement métastatiques avec une activité kinase c-Src élevée (Guy et al., 1994). Muthuswamy et al. (1994) ont découvert que les souris surexprimant l’oncogène neu développent également des tumeurs mammaires avec une activité c-Src kinase 6 à 8 fois supérieure à celle des tissus normaux adjacents. Il s’agit de deux exemples de Src activée, l’un étant un exemple de protéine virale se liant à Src et l’activant, provoquant des tumeurs, et l’autre un exemple de récepteur tyrosine kinase provoquant une activation de Src et des tumeurs mammaires ultérieures. Des expériences sur des souris nues (Biscardi et al., 1998) avec des lignées cellulaires de cancer du sein surexprimant à la fois c-Src et HER1 (MDA-MB-468 et MDA-MB-231) comparées à des lignées cellulaires surexprimant uniquement c-Src (MCF7 et ZR-75-1) ont révélé une tumorigénicité accrue chez les souris auxquelles on a injecté les lignées MDA. Ceci soutient l’hypothèse que l’activation de Src peut être médiée par des interactions avec HER1.
Cancer du côlon
Le proto-oncogène c-src a été fréquemment impliqué dans l’initiation et la progression du cancer du côlon humain, et dans les métastases qui en résultent (Bolen et al., 1987a ; Cartwright et al., 1989, 1990, 1994 ; Talamonti et al., 1991 ; Termuhlen et al., 1993 ; Weber et al., 1992). L’activité de Src est multipliée par 5 à 8 dans la majorité des tumeurs du côlon. Cette élévation de l’activité de Src, et de l’activité connexe de Yes, est un événement précoce, qui se produit même dans les tissus prémalins (Cartwright et al., 1994) et les polypes adénomateux (Cartwright et al., 1990 ; Pena et al., 1995). L’activité est apparemment élevée dans les polypes malins et dans les polypes bénins qui contiennent des changements villositaires ou une dysplasie sévère, qui sont les plus à risque de développer un cancer. On a également constaté que l’activité de Src était élevée dans les épithéliums légèrement dysplasiques (6 à 10 fois) lorsqu’on les compare directement aux épithéliums adjacents non dysplasiques dans la colite ulcéreuse, augmentant encore dans les tissus sévèrement dysplasiques qui présentent le plus grand risque de développer un cancer (Cartwright et al, 1994).
Un rôle de la Src dans la progression des tumeurs est illustré de façon poignante par les observations selon lesquelles l’activité de la Src augmente avec la progression des tumeurs du colon, étant plus élevée dans les tumeurs primaires que dans les polypes et plus élevée encore dans les lésions hépatiques métastatiques (Talamonti et al., 1991). Cette tendance est reflétée dans six échantillons appariés de lésions primaires et métastatiques synchrones provenant du même patient. Alors que les niveaux de protéine Src varient largement entre les patients, le niveau d’activité augmente dans les métastases hépatiques par rapport à celui des tumeurs primaires synchrones – plusieurs fois plus que les augmentations des niveaux de protéine Src. D’autres différences existent dans les niveaux de Src activée observés dans les métastases colorectales sur des sites extra-hépatiques (Termuhlen et al., 1993). En outre, les métastases colorectales à l’abdomen, au pelvis et au thorax ont montré une augmentation significative de l’activité par rapport aux métastases hépatiques. Ces données soulèvent la question de savoir si le site de la métastase influence l’activité spécifique de Src ou si l’activité spécifique de Src influence le site de la lésion métastatique.
L’influence de Src dans le cancer du côlon a également été explorée par l’examen des niveaux de Src dans les tumeurs du côlon de différents états de différenciation. Les résultats rapportés sont intéressants mais pas toujours intuitifs. Weber et al. (1992) ont rapporté que les niveaux les plus élevés d’activité de Src dans les tumeurs du colon humain se produisaient dans les tumeurs modérément à bien différenciées, et que les niveaux semblaient plutôt normaux dans les tumeurs du colon peu différenciées, une conclusion soutenue par diverses lignées cellulaires tumorales. Park et al. (1993) et Park et Cartwright (1995) ont signalé une augmentation de Src ainsi que de la kinase de la famille Src, Yes, à la fois dans les lignées cellulaires coliques et dans les cancers primaires du côlon, mais ces études ont montré une régulation négative des kinases Src dans les cellules complètement différenciées. Ces résultats, à première vue, sont difficiles à interpréter sachant que les tumeurs peu différenciées sont biologiquement plus agressives que les tumeurs bien différenciées. Cependant, la majorité des métastases hépatiques colorectales sont en fait bien à moyennement différenciées et cette prévalence peut expliquer les résultats observés.
Le rôle de Src dans le cancer du côlon a été récemment examiné en utilisant le modèle de souris nude injecté avec diverses lignées cellulaires de cancer du côlon (Irby et al., 1997 ; Staley et al., 1997). Staley et al. (1997) ont transfecté la lignée cellulaire de cancer du côlon HT 29 avec un vecteur antisens conçu pour réduire l’expression de c-Src mais pas celle de c-Yes. Lorsqu’elles ont été injectées à des souris nude, ces cellules ont formé des tumeurs à croissance lente dont le taux de prolifération a été davantage retardé que le taux de prolifération réduit des cellules parentales cultivées. En revanche, les cellules transfectées de manière stable avec un vecteur sens ne présentaient aucune différence de prolifération en culture ou chez les souris nues par rapport aux cellules HT 29 de type sauvage. Dans une deuxième étude visant à déterminer les effets phénotypiques de la surexpression de c-Src de type sauvage sur les cellules cancéreuses du côlon humain, des cellules cancéreuses du côlon KM12C transfectées par c-Src et exprimant jusqu’à 10 fois plus de c-Src que les cellules de type sauvage ont été injectées par voie sous-cutanée et intrasplénique dans des souris nude (Irby et al., 1997). Les cellules ayant un niveau plus élevé d’expression de c-Src ont formé des tumeurs à croissance plus rapide que les cellules de type sauvage, mais n’ont pas formé de métastases hépatiques. Il est intéressant de noter que les cellules transfectées et les cellules de type sauvage cultivées in vitro présentaient des taux de prolifération similaires. Ces deux études indiquent que, premièrement, le niveau de Src et son activité modifient proportionnellement le taux de croissance des tumeurs in vivo et, deuxièmement, les taux de croissance in vitro ne reflètent pas nécessairement les taux de croissance des cellules in vivo. Cela suggère que la croissance des cellules tumorales est grandement influencée par le microenvironnement, et indique peut-être que l’activité de Src dans la cellule tumorale peut affecter l’expression des protéines favorisant la tumeur par l’hôte. Ces études démontrent également que la surexpression de c-Src de type sauvage seule, tout en affectant clairement la croissance tumorale in vivo, peut être insuffisante pour induire le phénotype métastatique.
Cancer du pancréas
L’activité Src a récemment été étudiée dans le cancer du pancréas. Lutz et al. (1998) ont examiné des carcinomes canalaires pancréatiques ainsi que des lignées cellulaires pancréatiques pour détecter des niveaux élevés de protéine Src et d’activité kinase. Les niveaux de protéine Src étaient élevés dans 13/13 cancers pancréatiques et dans 14/17 lignées cellulaires pancréatiques. L’activité kinase n’était détectable que dans les cellules cancéreuses et cette activité n’était pas en corrélation avec les niveaux de protéines c-Src ou Csk. D’autres études utilisant l’inhibiteur de la tyrosine kinase, l’herbimycine A, ont indiqué que l’activité de Src était déterminante pour favoriser la croissance des cellules tumorales pancréatiques. Une méthode par laquelle Src augmente la croissance des tumeurs pancréatiques a été suggérée par Flossmann-Kast et al. (1998). Ce groupe a découvert que la Src provoque une augmentation du nombre de molécules du récepteur du facteur de croissance analogue à l’insuline (IGF-R) par cellule, augmentant ainsi la croissance dépendante de l’IGF. Dans une autre étude basée sur un modèle de carcinogenèse pancréatique chez le rat (Visser et al., 1996), une augmentation de l’activité de la kinase Src était corrélée positivement avec le nombre de lésions présentes dans le pancréas. Cette augmentation de l’activité s’accompagnait d’une relocalisation de la protéine c-Src dans le noyau, suggérant un rôle de Src dans la régulation des gènes.
Cancers divers
Une élévation des taux de protéines Src et/ou de l’activité kinase a été rapportée dans les cancers pulmonaires (50-80%) (Mazurenko et al., 1992), neuronaux (23/27 neuroblastomes, 3/3 rétinoblastomes) (Bjelfman et al, 1990 ; Bolen et al., 1985), ovarien (Budde et al., 1994 ; Wiener et al., 1999), œsophagien (activité multipliée par 3-4 dans l’œsophage de Barrett et par 6 dans les adénocarcinomes) (Kumble et al., 1997) et gastrique (Takeshima et al., 1991), ainsi que le mélanome (Bjorge et al., 1996) et le sarcome de Kaposi (Munshi et al., 2000). De même, il a été démontré que les kinases de la famille Src, Lck, Lyn et Fgr, sont activées pendant la croissance des cellules leucémiques (Abts et al., 1991) (Dai et al., 1998 ; Danhauser-Riedl et al., 1996 ; Roginskaya et al., 1999).