Proposition 4 - Relations entre oncogènes et gènes suppresseurs de tumeurs
4 - Relations entre oncogènes et gènes suppresseurs de tumeurs
- Un modèle analogique
Pour illustrer les fonctions des proto-oncogènes et des gènes suppresseurs de tumeurs, ainsi que les conséquences (gain - perte de fonction) de leurs mutations sur la vie cellulaire, un modèle analogique avec les pédales d'accélération et de freinage peut être proposé aux élèves.
- La coopération entre oncogènes et gènes suppresseurs de tumeurs
Les études de la deuxième partie du XXème siècle qui ont débouché sur la découverte des oncogènes et des gènes suppresseurs de tumeurs, ont aussi abouti à l’identification de plusieurs d’entre eux. Très rapidement, il s’est posé la question de savoir si un seul de ces gènes suffisait pour déclencher la formation d’une tumeur ou si plusieurs d’entre eux y contribuaient. Les premières données ont été fournies au cours des années 1980 par des expériences de transfection.
Document « Proto-oncogène et oncogène chez l’Homme »
Le document a illustré comment l’expérience de transfection avec l’ADN extrait de cellules cancéreuses humaines (cancer de la vessie) avait conduit à la transformation des cellules NIH3T3 en culture en cellules cancéreuses. Finalement, les chercheurs avaient réussi à isoler le gène responsable de cette transformation, l’oncogène Kras. Un seul gène semblait donc suffisant pour transformer une cellule normale en cellule cancéreuse. Mais une étude de la biologie des cellules NIH3T3 a révélé qu’elles possédaient déjà certaines propriétés des cellules cancéreuses, en particulier d’être immortelles, d’où la possibilité de les cultiver indéfiniment. Elles étaient dans un état précancéreux et le gène K-Ras finissait de les transformer en cellules cancéreuses
Document « Coopération entre oncogènes et gènes suppresseurs de tumeurs »
Ce document montre que :
- L'oncogène Kras et l'oncogène Myc sont incapables, isolément, de transformer les fibroblastes en culture en cellules cancéreuses. Certes, les fibroblastes sous l'action de Myc acquièrent une propriété importante des cellules cancéreuses, l'immortalité, mais elles n'ont pas, par exemple, la propriété d'inhibition de contact. Associés, ces deux gènes entraînent la formation d'un foyer de cellules cancéreuses de fibroblastes. Un seul oncogène ne suffit donc pas pour rendre une cellule cancéreuse ; au moins 2 et sans doute plus sont indispensables. En outre, cette expérience montre que les deux oncogènes agissent de façon complémentaire.
Cela est confirmé par l'expérimentation réalisée avec des souris transgéniques. Les souris possédant les 2 oncogènes Kras et Myc ont toutes développé des tumeurs entre 25 jours et 5 mois. 60% de celles possédant l'oncogène Kras uniquement en sont encore dépourvues au bout de 5 mois ainsi que près de 90% de celles possédant le gène Myc seulement.
- Les données sur les souris aux génotypes différents en ce qui concerne les gènes Kras et P53 montrent que les souris possédant 2 allèles P53 non fonctionnels et un allèle Kras oncogénique, ont une survie plus faible que les souris possédant seulement 2 allèles P53 non fonctionnels, et que des souris possédant seulement un allèle Kras oncogénique. Cela traduit le fait que le cancer se développe plus rapidement en cas de mutation simultanée d'un gène suppresseur de tumeurs et d'un oncogène.
On retrouve aussi sur ce graphique l'idée déjà rencontrée que les 2 allèles P53 doivent être mutés pour qu'il y ait un impact sur la cancérisation.
Il existe au sein d'une cellule un grand nombre de proto-oncogènes et quelques gènes suppresseurs de tumeurs. La cancérisation résulte d'une combinaison de mutations de ces deux types de gènes, variable d'un cancer à l'autre.