Mechanisms of transcriptional repression by pure antiestrogens in breast cancer cells

70% des tumeurs mammaires expriment le récepteur des œstrogènes ERα, et leur croissance est régulée par les œstrogènes. Les anti-œstrogènes (AEs) tels que le tamoxifène sont prescrits pour traiter tous les cancers du sein ER-positifs, mais ces composés présentent une activité agoniste partielle gène- et tissu-spécifique. Les AEs purs comme le fulvestrant (ICI182,780) sont utilisés dans les cas de cancers du sein ER-positifs avancés chez des patientes résistantes au tamoxifène. Les AEs purs entrainent la dégradation de ERα par la voie ubiquitine – protéasome, mais ces molécules peuvent réprimer l’activité transcriptionnelle de ERα indépendemment de la dégradation du récepteur. Notre laboratoire a publié que les AEs purs induisent la SUMOylation de ERα, et que l’abrogation de cette modification post-traductionnelle augmentait l’activité transcriptionnelle de ERα sur un vecteur rapporteur dans des cellules transfectées. Nous émettons l’hypothèse que la SUMOylation de ERα contribue au profil antagoniste total du fulvestrant comparativement au tamoxifène dans les cellules de cancer du sein, en réprimant la transcription des gènes cibles de ERα via la modulation du recrutement de cofacteurs en présence d’AEs purs.   Nos travaux montrent que fulvestrant induit une liaison rapide de ERα à ses séquences cibles dans le génome. La perte de liaison aux temps plus longs de traitement n’est pas due à la dégradation du récepteur, ni à son export du noyau. Cette perte de liaison à l’ADN est accompagnée d’une compaction locale de la chromatine. Des marques de SUMOylation sont détectées au niveau des éléments de réponse des œstrogènes suite à un traitement avec des AEs purs de manière corrélant avec la présence de ERα à ces mêmes sites. La surexpression d’une deSUMOylase retarde la perte de liaison de ERα à l’ADN, atténue la fermeture de la chromatine et dé-réprime l’expression de gènes cibles de ERα en présence de fulvestrant. Enfin, des mutations de ERα empêchant sa SUMOylation mènent à une dé-repression de l’expression des gènes cibles de ERα en présence de fulvestrant.   Une approche protéomique nous a permis d’identifier le recrutement SUMO-dépendant du complexe de remodelage de la chromatine ACF en présence d’AEs purs au niveau de régions cibles de ERα dans le génome. Le knockdown de la sous-unité ACF1 de ce complexe abolit la compaction de la chromatine et dé-réprime l’expression de gènes cibles de ERα en présence de fulvestrant. Ces résultats lient le recrutement d’ACF au profil antagoniste total des AEs purs. Des mutants non-SUMOylables de ERα ne recrutent pas ACF et restent liés à l’ADN aux temps longs de traitement, permettant ainsi un faible niveau de transcription des gènes cibles de ER.    Nous proposons un modèle où les AEs purs induisent la SUMOylation de ERα, menant au recrutement rapide du complexe de remodelage de la chromatine ACF au niveau des séquences régulatrices des gènes cibles des œstrogènes. La compaction de la chromatine qui en résulte empêche le recrutement subséquent de ERα sur l’ADN et contribue ainsi à une inhibition complète de la transcription des gènes de la voie de signalisation des œstrogènes dans les cellules de cancer du sein.

Keyphrases: Cancer du sein, Récepteur des oestrogènes alpha, Anti-oestrogènes purs, SUMOylation, Répression transcriptionnelle, Remodelage de la chromatine, SUMOylation