Modulation de l’aromatase et de la signalisation oestrogénique par altération du métabolisme de l’acide hyaluronique dans une lignée tumorale mammaire oestrogéno-dépendante (MCF-7) et une lignée tumorale de granulosa oestrogéno-résistante (KGN)
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Abstract EN:
One of the main properties of the most aggressive carcinoma originating from steroid-dependent tissues is the loss of steroid sensitivity, which is associated with the enhanced expression of proteins involved in synthesis (hyaluronan synthases or HAS), catabolism (hyaluronidases or HYAL) and cell binding (CD44) of hyaluronan (HA), a high molecular-weight non-sulfated glycosaminoglycan. To investigate a possible functionnal antagonism between estrogen signaling and “hyaluronome” activity, HYAL1 expression has been stably modified (by transfection of expression vectors containing either coding sequences for HYAL1-targeted miRNA or coding sequence for human HYAL1 gene) in ERα positive breast cancer MCF7 cells, which exhibit low gene expression for members of “hyaluronome”. While HYAL1 underexpression essentially increases estrogen-dependent cell-proliferation, HYAL1 overexpression leads to increased resistance towards 4-hydroxytamoxifen and reduced transcriptional ERα activities. Altered estrogen signaling is associated with enhanced ERβ expression, previously described as ERα signaling disruptor, but the precise mechanisms involved in the attenuation of ERα signaling remains to be resolved. These effects, also observed in the long term estrogen deprived MCF7 cells, point out that, in low “hyaluronome” expressing cells, HYAL1 overexpression could contribute to the loss of estrogen signaling in breast carcinoma cells. On the contrary, in the estrogen-insensitive human granulosa tumor cells KGN, which exhibits high expression of HAS2 and CD44 but low HYAL1 levels, HYAL1 overexpression does not alter their estrogen insensitivity. However, HYAL1 overexpression induces both increase in cell proliferation and decrease in cAMP-stimulated estrogen synthesis through a transcriptional suppression of CYP19A1, coding for aromatase. These effects result from HYAL1-induced increase in both HA synthesis and HA oligosaccharides production and are dependent on c-jun N-terminal kinase activation. All these results highlight different roles of HYAL1 depending on cellular levels of HA binding and HA synthesis. They also point out HA and its oligosaccharides as potential regulators of cell growth and estrogen signaling in cancer but also in non pathological process such as folliculogenesis.
Abstract FR:
Une des caractéristiques majeures des carcinomes les plus agressifs issus des tissus stéroïdo-dépendants réside dans la perte de la sensibilité aux stéroïdes associée à la forte expression des protéines responsables de la synthèse (Hyaluronate synthases ou HAS), de la dégradation (Hyaluronidases ou HYAL) et de la liaison membranaire (CD44) de l’acide hyaluronique (AH), glycosaminoglycanne non sulfaté de haut poids moléculaire. Pour évaluer un possible antagonisme fonctionnel entre signalisation oestrogénique et activité du « hyaluronome », l’expression génique de HYAL1 a été modifiée de manière stable par transfection de vecteurs d’expression contenant soit des séquences codant pour des miRNA ciblant les transcrits de HYAL1 soit la séquence codante du gène HYAL1 dans des cellules de carcinome mammaire MCF-7 ERα (+) présentant une faible expression des différents acteurs du « hyaluronome ». Alors que la sous-expression de HYAL1 se traduit essentiellement par une sensibilité oestrogénique accrue en terme de prolifération, la sur-expression de HYAL1 induit principalement une résistance au 4-hydroxytamoxifène et une réduction des capacités transcriptionnelles des ERα. Bien que cette altération de la signalisation oestrogénique soit associée à une augmentation de l’expression génique et protéique de ERβ, décrits comme des perturbateurs de la signalisation médiée par les ERα, la nature des mécanismes impliqués reste à déterminer. Ces effets, observables aussi bien sur les cellules MCF-7 encore « oestrogénisées » que sur les cellules LTED (long term estrogen deprived) montrent que l’augmentation du catabolisme de l’AH, dans les cellules présentant un « hyaluronome » peu actif, induit une répression de la signalisation oestrogénique. Par contre, dans la lignée de granulosa humaine KGN, insensibles aux oestrogènes et présentant de fortes expressions de HAS2 et du CD44 mais une déficience en HYAL1, la sur-expression de HYAL1 n’a pas de conséquence sur la faible expression des ERs. Elle induit toutefois une forte augmentation de la prolifération cellulaire associée à une diminution marquée de la synthèse d’oestradiol stimulable par l’AMP cyclique, consécutive à une répression transcriptionnelle de CYP19A1. Ces effets apparaissent consécutifs à une augmentation de la synthèse d’AH et à la production accrue d’oligosaccharides et impliquent une activation de la voie JNK. Ces résultats mettent en évidence différents rôles de la HYAL1 suivant le niveau cellulaire de synthèse et de liaison de l’AH et désignent l’AH ou ses métabolites comme des régulateurs potentiels de la prolifération et de la signalisation oestrogénique dans certains carcinomes et sans doute dans des phénomènes physiologiques non pathologiques tels que la folliculogénèse.