Approche historique 9 - Proto-oncogène et oncogène chez l'homme
9 - Proto-oncogène et oncogène chez l'homme
1 - La découverte du premier oncogène chez l'Homme : l'oncogène Kras
Au début des années 80, on ne connaît pas de cancer humain dû à un rétrovirus (on n’en connaît toujours pas, d’ailleurs ; en revanche on a identifié des cancers dus à d’autres virus, des virus à ADN). On s’interrogeait pour savoir si les cancers humains résultaient aussi de mutations de proto-oncogènes cellulaires comme chez les autres animaux.
Document : « Proto-oncogènes et cancers chez l'homme ».
Exploitation
Le protocole expérimental utilisé pour répondre à cette question est celui de la transfection illustré de façon schématique dans le document.
La première étude a porté sur un cancer de la vessie dont l’ADN extrait des cellules cancéreuses s’est avéré capable de transformer en cellules cancéreuses des cellules NIH3T3 de souris en culture. Dans les cellules cancéreuses humaines, il y avait donc bien des oncogènes. Vu la faible efficience du transfert d’ADN, les chercheurs arrivaient à la conclusion qu’un seul oncogène avait été transféré dans les cellules de souris transformées. En s'appuyant sur les données connues sur les oncogènes viraux, notamment les oncogène v-src du Poulet et v-Kras du Rat, ils ont réussi à identifier l'oncogène transformant présent dans l'ADN des cellules cancéreuses de la vessie. Le travail suivant a été d’isoler cet oncogène de le cloner, de le séquencer.
La comparaison de sa séquence avec celle de l’oncogène viral v-Kras du rat montre que cet oncogène humain impliqué dans ce cancer de la vessie était homologue de l’oncogène viral du rat.
Fichier c-Kras HS Mut35 - v-Kras Rattus.edi
Le travail suivant a été de rechercher dans les cellules normales le proto-oncogène dont il est issu par mutation. Le fichier suivant fournit les séquences des gènes Kras de cellules normales et de cellules cancéreuses chez l'homme.
Fichier c-kras cellule normale - c-kras cellule cancéreuse.edi
La comparaison des séquences codantes de l’oncogène de ce cancer de la vessie et de son proto-oncogène montre qu’elles ne diffèrent qu’au 12ème codon (GGT12GTT). Au niveau de la protéine, cela se traduit par la substitution d’une Valine à une Glycine au 12ème acide aminé. Cette seule mutation ponctuelle suffit à rendre oncogénique la protéine.
Les deux protéines pro-oncogénique et oncogénique sont ancrées à la face interne de la membrane cytoplasmique et jouent le même rôle dans la cellule mais leur activité diffère. La protéine pro-oncogénique est une enzyme (une GTPase) qui joue un rôle majeur dans une voie de signalisation intracellulaire qui relaie les signaux (facteurs de croissance) captés par la cellule. Cette voie active l’expression des gènes impliqués notamment dans la prolifération cellulaire. La protéine pro-oncogénique oscille entre deux états, l’un actif (lors de l’activation d’un récepteur membranaire par un signal) l’autre inactif. La protéine oncogénique est constamment active et c’est une conséquence de la différence ponctuelle qu’elle a par rapport à la protéine pro-oncogénique. Il en résulte que cette protéine oncogénique active en permanence la prolifération cellulaire.
En outre, il faut remarquer que la possession d'un seul allèle oncogénique suffit à prédisposer la cellule à la cancérisation. L'allèle oncogénique est donc dominant par rapport au proto oncogénique (contrairement à la situation dans les gènes suppresseurs de tumeurs).
C’était la première démonstration que les cancers humains avaient le même déterminisme génétique que les cancers des animaux. On débouchait sur un premier aspect du paradigme génétique du cancer.