Mécanisme d’action des hormones stéroidïennes Flashcards
Que sont les hormones stéroidiennes?
Messagers chimiques véhiculés par le sang liés à des protéines de transport et qui affectent l’activité des tissus/organes cibles en s’associant à des récepteurs spécifiques.
Les hormones stéroidiennes sont dérivées de qui? Nommer en (5).
Hormones stéroidiennes (dérivées du cholestérol)
• Glucocorticoides, minéralocorticoides, progestérone, androgènes, estrogènes
Les dérivés de la vitamine D sont dérivés de qui? Nommer en (2).
Dérivés de la vitamine D (provient du cholécalciférol par UV)
• vitamine D2 (calcifédiol), D3 (calcitriol; 1,25-(OH)2vitamin D3)
Les hormones thyroïdiennes sont dérivées de qui? Nommer en (2).
Hormones thyroidiennes (dérivées de la tyrosine)
• thyroxine (T4) et la triiodothyronine (T3)
Les éicosanoides sont dérivés de qui? Nommer en (2).
Éïcosanoïdes (dérivés d’acides gras)
• Prostaglandines, leucotriènes
Les hormones lipidiques doivent se lier à quoi dans la circulation sanguine? Pourquoi?
De par leur nature lipophile, les hormones lipidiques doivent se lier à des protéines de transport dans la circulation sanguine
Quelles sont les protéines de transport (4)?
• Albumine
• CBG (cortisol binding globulin) ou transcortine
• SHBG (sex hormone binding globulin)
• TBG (thyroxin binding globulin)
Que lie l’albumine?
• Protéine plasmatique produite par le foie
• 60 % des protéines circulantes
• lie hormones thyroidiennes (15-20%), stéroidiennes (80% P4, 50% aldo, 10-20% cortisol), acides gras, bilirubine, médicaments, etc
Que lie la CBG?
• α-globuline hépatique, 2-3x ⬆ en fin de gestation
• lie 80-90% du cortisol (inactif), 20% aldostérone, 20% P4
Que lie la SHBG?
• Lie dihydro-testostérone (DHT), testostérone, estradiol, DHEA
• ⬇ cause hyperandrogénisme, cancer utérus; ⬆ en gestation
Que lie la TBG?
• lie 70% T3, T4
Quelles sont les familles des récepteurs nucléaires (3)? Leur affinité?
- Récepteurs endocrine (grande affinité, lipides hromonals)
- Récepteurs orphelins adoptés (basse affinité, lipides diététiques)
- Récepteurs orphelins (inconnu)
Quelles sont les fonctions associées aux récepteurs nucléaires (7)?
- Différentiation et croissance cellulaire-tissulaire
- Fonctions de reproduction, fertilité (ER, PR, AR)
- Métabolisme et homéostasie: lipogénèse, balance énergétique, homéostasie du cholestérol (PPAR, LXR, FXR)
- Développement fœtal et organogénèse: surrénales, gonades (SF-1), placenta (ERR)
- Désordres métaboliques et endocriniens: résistance aux hormones (TR, AR)
- Variance génétique (ER, AR); translocation chromosomique (RAR)
- Développement et croissance tumorale (ER)
Quelles sont les caractéristiques des récepteurs nucléaires (3)?
• Famille multigénique de facteurs de transcription
• 48 récepteurs nucléaires qui partagent une structure protéique commune
• majoritairement nucléaire. Certains (comme GR) sont cytoplasmiques lorsque inactifs (absence de ligand)
Quels sont es 3 types de liaisons que peuvent faire les récepteurs nucléaires?
• activables suite à la liaison spécifique de leur ligand (liaison protéine-hormone).
• s’associent directement aux régions promotrices des gènes cibles (liaison protéine-ADN)
• permettent la transcription des gènes (liaison protéine-protéine avec coactivateurs et machinerie transcriptionelle de base)
Décrire la structure protéique des récepteurs nucléaires (3).
Région AF-1 (N-terminal) :
• hypervariable
• transactivation (vient des modifications)
• associe cofacteurs
Région Zn2+ (milieu) :
• hautement conservé
• liaison à l’ADN
• dimérisation
• localisation nucléaire
Région AF-2 (C-terminal) :
• très conservé
• liaison du ligand (pour être activé)
• transactivation
• hsp90
• associe cofacteurs
Expliquer le modèle d’activation et translocation nucléaire.
- Modèle surtout décrit pour GR cytoplasmique, mais s’applique à d’autres récepteurs lorsque cytoplasmique
• L’arrivée du ligand provoque la dissociation de la chaperone HSP90 et la translocation au noyau du complexe récepteur-ligand
Quelles sont les hormones qui transmettent un signal endocrine par les récepteurs nucléaires (4)?
- Stéroïdes
- T3
- Vitamine A (rétinol→atRA)
- Vitamine D (D2, D3 →calcitriol)
—> Les vitamines doivent être transformées pour se lier et être transportées - Ces substances doivent donc passer 2 membranes (celle du cytoplasme + celle du noyau) pour faire la transcription des gènes cibles
Quelles sont les hormones qui transmettent un signal intracrine par les récepteurs nucléaires (5)?
- Prostaglandines,
- Leukotriènes,
- Acides gras (PPARs)
- Acides biliaires (FXR)
- Oxystérols (LXR)
*Ces substances ont seulement besoin de passer la membrane du noyau pour faire la transcription des gènes cibles
Quel est le domaine de liaison à l’ADN qui a la plus grande fréquence chez la plupart des animaux?
Doigt de zinc (retrouvé le plus souvent, le plus conservé)
Quelles sont les 3 configuration possibles du doigt de zinc? Laquelle est la configuration des récepteurs nucléaires?
- Doigt de zinc C2H2
- Doigt de zinc C4 (récepteurs nucléaires)
- Doigt de zinc C6
- C = nombre de Cystéine
- H = nombre de Histidine
Comment est la séquence du doigt de zinc des récepteurs nucléaires?
2 doigts de zinc C4 attachés ensembles donc importance de toujours avoir 8 C et 2 ions Zn dans les récepteurs nucléaires.
si manque 1 C, perd la liaison à l’ADN
En quoi consiste l’essai de gène rapporteur de la luciférase?
Essai de gène rapporteur de la luciférase par transfection cellulaire pour mesurer l’activité des facteurs de transcription —> en modifiant la structure du récepteur nucléaire, l’activité de la luciférase sera mesurée ce qui va indiquer les niveau de transcription de son gène et donc les parties essentielles du récepteur
Que permet l’essai avec la luciférase (2)?
1er rôle de l’essai de gène rapporteur: Identifier les éléments de réponse des promoteurs
2e rôle de l’essai de gène rapporteur : Identifier les domaines fonctionnels d’activation de la transcription
Expliquer : 1er rôle de l’essai de gène rapporteur: Identifier les éléments de réponse des promoteurs.
Il a été démontré que si on enlevait des sites de liaison à l’ADN sur le promoteur, l’activité transcriptionnelle de la luciférase diminuait.
Moins de sites de liaison = moins d’affinité pour le récepteur = plus faible liaison = plus de chance qu’elle se brise et ne fasse pas de transcription
Quelles sont les configurations possibles des récepteurs nucléaires (3)?
Monomères : 1 récepteur se lie à 1 séquence
Homodimères : 2 récepteurs miroirs se lient à 2 séquences palindromes (inversées) (IR)
Hétérodimères RXR : 2 récepteurs pareils se lient à 2 séquences répétées sur le même brin (DR)
Quels sont les 2 éléments de spécificité pour le code de liaison des récepteurs nucléaires?
- séquence d’espacement (bon nombre de nucléotides)
- séquence sur le brin (spécifique pour chaque récepteur)
Que permet l’analyse ChIP?
L’analyse ChIP (immunoprécipitation de la chromatine) permet d’identifier les sites de liaison des récepteurs nucléaires sur les gènes
Quel est le rôle de FoxA1?
La protéine FoxA1 agit comme facteur pionnier à la réponse estrogénique des gènes en dictant l’arrivée de ERa aux éléments ERE du génome.
—> Identification de motifs enrichis pour d’autres facteurs de transcription (comme FoxA1) à proximité des éléments de réponse à l’estrogène (ERE)
Expliquer : 2e rôle de l’essai de gène rapporteur : Identifier les domaines fonctionnels d’activation de la transcription
Selon les domaines du récepteurs nucléaires qui sont présents, on mesure l’activité de la luciférase ce qui indique l’importance de chacun des domaines pour la transcription.
Pour chacun des domaines du récepteurs, décrire l’activité de la luciférase lors de leur absence.
Normal :
AF-1 — Zn2+ (ADN) — Ligand — AF-2 = ++++
- Manque AF-1 = +++
- Manque AF-2 = ++
- Manque Ligand = +
- Manque Zn2+ = - (aucune activité)
Que sont AF-1 et AF-2?
• Particulier aux récepteurs nucléaires
• Permet de façon indépendante ou concurrente l’activation des récepteurs
Caractéristiques et fonctions de AF-1 (4).
• majoritairement située dans la portion N-terminale des récepteurs
• ne lie pas l’hormone
• activée principalement par la phosphorylation (facteurs de croissance)
• permet le recrutement de coactivateurs transcriptionnels
Caractéristiques et fonctions de AF-2 (4).
• située dans la région C-terminale
• activée par le ligand
• consiste en une hélice α (H-12) riche en Leucine qui se referme sur la cavité hydrophobe qui accueille le ligand (mouse trap model)
• permet le recrutement de coactivateurs transcriptionnels
Où est exprimé le récepteur des eostrogènes (ERa)?
exprimé dans les tissus reproducteurs: utérus, ovaire, glande mammaire,
et autres tissus: hypothalamus, foie, os
Quels sont les rôles du récepteur des oestrogènes ERa?
- module l’expression de gènes cibles: PgR, lactoferrin (grossesse, implantation, lactation)
- mitogène dans la croissance tumorale des tissus reproducteurs, mais sa présence apporte une ligne de traitement par les antiestrogènes SERMs (50-70% efficace)
Qu’est-ce qui est utilisé pour le traitement du cancer du sein?
Antiestrogènes SERMs (selective ER modulators)
Caractéristiques de la souris aERKO (7).
- viable mais infertile (modèle de résistance aux
estrogènes) - utérus hypoplasique de petite taille.
- effets estrogéniques de EGF sur l’utérus supprimés
- absence d’ovulation, folliculogénèse immature boucle FSH/LH-estrogènes déficiente (axe HHG)
- glande mammaire rudimentaire (voir SRC-3) effets prolifératifs de EGF diminués
- phénotype similaire à la souris PRKO
- phénotype d’activité résiduelle d’estrogènes (ERβ ??)
Où est exprimé le récepteur des estrogènes ERb?
exprimé dans les tissus reproducteurs: utérus, ovaire, glande mammaire,
et autres: hypothalamus, prostate, os
Quels sont les rôles du récepteur des estrogènes ERb?
- affinité similaire à ERa pour l’estradiol
- rôle physiologique moins bien défini
- Potentiel mitogène pour les tissus reproducteurs et valeur prognostique encore discutable
Caractéristiques de la souris bERKO (5).
• viable et fertile
• fertilité réduite chez les femelles (fonction ovarienne diminuée) et normale chez les males
• processus de développement et lactation des glandes mammaires normal (contrairement à aERKO)
• pas d’hypoplasie de l’utérus (contrairement à aERKO)
• problèmes de mémoire, apprentissage, hypertension, hématopoièse déficiente (leucémie)
Caractéristiques de la souris abERKO (3).
• viable mais infertile (idem à aERKO)
• développement des gonades et tissus reproducteurs normal chez le male mais déficient chez la femelle
• déficience dans la croissance et maturation osseuse. Idem à aERKO mais pas βERKO
Caractéristiques de l’humain ERKO (7).
- Inactivation du gène ERa (TGA au codon 157, exon 2)
- Les parents sont porteurs hétérozygotes consanguins
- Concentrations plasmatiques d’estrogènes anormalement élevées (10x) avec testostérone normale.
- FSH et LH augmentées (2x)
- Maturation osseuse déficiente et ostéoporose
- Croissance excessive (fermeture des épiphyses incomplètes)
- Aucune réponse à l’administration d’estrogènes
- Femelle non viable
Le récepteur des glucocorticoides (GR) est activé par qui? Son rôle?
• activé principalement par le cortisol
• expression ubiquitaire
• régule plusieurs voies cellulaires dont celle par le facteur de transcription NFkB (inflammation)
Caractéristiques de la souris GRKO (4).
• non-viable. Mort dès la naissance
• immaturité des poumons (pas de surfactant)
• ACTH reste élevée
• hyperplasie des glandes surrénales (cortex) (voir cours sur surrénales)
Quels sont les rôles du récepteur de la progestérone (PR) (4)?
• impliqué dans le processus ovulatoire en réponse à LH
• Augmente l’expression de protéases (cathepsin) pour la rupture de la paroi ovarienne pour libérer l’ovule
• Favorise l’arborisation des alvéoles de la glande mammaire en préparation à la lactation
• facilite l’implantation, essentielle au maintien de la grossesse
Vrai ou faux : PgR est un gène cible du récepteur des estrogènes ER
Vrai
Caractéristiques de la souris PRKO (5).
• non léthale mais infertile
• pas d’ovulation. Les oocytes demeurent trappés
• arborisation défectueuse de la glande mammaire
• hypoplasie et inflammation utérine
• idem à aERKO
Que contient la pilule du lendemain? Que permet-elle?
Norlevo ou plan B:
• Contient levonorgestrel (progestine), agoniste de PR.
• Empêche l’ovulation > fertilisation > implantation dans les 12-72hrs après rapport sexuel non protégé.
• Aucun effet post-implantation
Que permet la pilule abortive?
- Le RU486 (mifepristone) = La pilule abortive
• Antiprogestine = antagoniste de PR
• 3-5 sem (9sem)
• Bloque les effets de la progestérone qui maintient la grossesse (muqueuse utérus, développement placenta)
Le récepteur des minéralocorticoides (MR) a une préférence pour qui? (Il lie 3 substances).
lie aldostérone»_space;> désoxycorticostérone (DOC) > cortisol
Où est exprimé le récepteur des minéralocorticoides (MR)?
exprimé principalement dans les tubules rénaux, mais aussi colon, glandes sudoripares/salivaires
Quels sont les rôles du récepteur des minéralocorticoides (MR)?
• impliqué dans le transport des électrolytes (Na+, K+), essentiel dans le système rénine-angiotensine
• gènes cibles: pompe Na/K ATPase (voir cours surrénales)
• mutations provoquent une perte excessive de sodium (effet salt wasting)
Caractéristiques de la souris MRKO (2).
• mort à 10 jours suite à une déshydration (perte d’eau et sel)
• Niveaux [aldostérone, rénine et angiotensine] plasmatiques très élevés
Caractéristique du récepteur des androgènes (AR).
variabilité génétique énorme qui conduit à plusieurs formes de résistance aux androgènes
Caractéristiques de la souris ARKO (2).
• spermatogénèse déficiente, atrophie testiculaire chez les males
• fertilité réduite chez les femelles
Que sont les SRCs?
Les SRCs: Coactivateurs transcriptionnels des récepteurs des stéroides
• ne lient pas l’ADN
• s’associent aux récepteurs (liaison protéine-protéine)
En réponse au ligand, que vont faire les SRCs?
En réponse au ligand, les SRC s’associent au domaine AF-2 (hélice 12) des récepteurs nucléaires
Caractéristiques de la glande mammaire des souris KO pour SRC-3 (3).
- Diminution de la croissance et de l’embranchement des glandes mammaires
- Arborisation et formation alvéolaire déficiente en réponse à E2 et progestérone
- Phénotype similaire aux souris KO pour ERa et pour PgR
Vrai ou faux : Les coactivateurs sont moins importants que les récepteurs dans la réponse hormonale
Faux : Les coactivateurs sont aussi essentiels que les récepteurs dans la réponse hormonale
À quoi servent les coactivateurs CBP et p300?
CBP et p300 servent à intégrer une variété de signaux intracellulaires
Interagissent avec : ER, PR, GR, RAR, TR, RXR, (etc.) et SRC-1/2/3
—> Permettent aussi l’acétylation des histones
Caractéristiques de la souris KO pour CBP et p300. Et l’humain?
• La souris invalidée homozygote et même hétérozygote pour p300/CBP est non viable (sévères déficiences: coeur, hématopoièse, tube neural)
• Chez l’humain, mutations mono-alléliques provoquent le syndrome de Rubinstein-Tabey (retard mental)
Dans quelle forme la transcription del’ADN est possible?
Transcription non possible —> Chromatine consensée —> Histones non actéylées
transcription possible —> Chromatine relâchée —> Histones acétylées
- CBP et p300 peuvent acétyles les histones donc importants pour la transcription de l’ADN
Que favorise l’actétylation des histones?
Acétylation des histones pour favoriser l’ouverture de la chromatine et la transcription
Comment se fait l’équilibre d’activation pour l’acétylation des histones?
répression des récepteurs nucléaires dépend de la présence de l’hormone qui favorise la relâche des corépresseurs-HDAC (désacétylase) et l’arrivée des coactivateurs-HAT (acétylation)
Expliquer le modèle combinatoire de transcription par les récepteurs nucléaires (4 étapes).
- Corépresseurs associés avec les HDAC (histone déacétylase)
- Étapes initiales de remodelage de la chromatine, aucune activité HAT
- CBP/SRC: remodelage par acétylation des histones et début de la transcription
- Activation maximale de la transcription par coactivateurs de la famille des TRAP/DRIP
