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Protéine kinase CK2 et plasticité cellulaire




Des chercheurs du laboratoire Biologie du Cancer et de l'infection montrent que des cellules mésenchymateuses dont l'expression de la sous-unité ß de la protéine kinase CK2 a été atténuée, ont des propriétés de cellules souches cancéreuses.

Publié le 5 décembre 2017
La plasticité cellulaire permet aux cellules de s’adapter à leur environnement. Ainsi, des cellules épithéliales acquièrent des propriétés migratoires lorsqu’elles sont amenées à se déplacer. Ce phénomène réversible, appelé la transition épithélio-mésenchymateuse, ou EMT, est physiologique, mais également utilisé par les cellules cancéreuses pour quitter la tumeur primaire afin de former des métastases. Ce mécanisme largement étudié est induit par certains facteurs ou par un environnement particulier, tel que l’hypoxie. Les cellules devenues mobiles acquièrent également d’autres propriétés proches de celles des cellules souches. La question des mécanismes mis en jeu lors de l’EMT se pose.

Des chercheurs de l’équipe Mécanismes d'Invasion en Angiogenèse et dans le Cancer du laboratoire Biologie du Cancer et de l’Infection avaient précédemment montré qu’une façon d’induire l’EMT, à partir de cellules épithéliales mammaires, était de perturber le niveau d’expression d’une des sous-unités de la protéine kinase CK2 [Référence]. Cette enzyme ubiquitaire est composée de deux sous-unités catalytiques α et deux sous-unités régulatrices β (Figure). Le déséquilibre entre ces sous-unités au profit de CK2α perturbe la phosphorylation de certains substrats entraînant l’EMT [Référence].
Les chercheurs ont poursuivi la caractérisation des cellules où ils avaient atténué l’expression de CK2β (cellules ΔCK2β) en étudiant plus précisément leurs capacités à se comporter en cellules souches (« souchitude »). Ils ont montré que les profils en ARNm et microARN de ces cellules varient selon les mêmes règles que les profils observés dans le cas des cellules mésenchymateuses. Ces profils montrent également que les cellules ΔCK2β ont plusieurs gènes actifs en commun avec les cellules souches et suggèrent même qu’elles possèdent des propriétés de cellules souches cancéreuses. En effet, les cellules ΔCK2β expriment des marqueurs de cellules souches, croissent en absence d’ancrage et sont résistantes au Paclitaxel, un médicament anti-cancéreux. De plus, leur comportement est celui de cellules ayant perdu leur polarité et qui ne sont plus capables de former des acini comme les cellules parentales (
Figure).
Ces résultats démontrent le rôle important de la sous-unité β de la CK2 dans le contrôle de la plasticité cellulaire et incitent à chercher à identifier les protéines substrats de CK2 dont la phosphorylation est modulée par la présence ou l’absence de CK2β. Ainsi, de nouveaux marqueurs pourraient permettre de détecter, dans les tumeurs, les cellules ayant les capacités à migrer et former des métastases, enjeu majeur en cancérologie.



Schéma représentant une cellule épithéliale où CK2 est composée des 2 types de sous-unités, et une cellule mésenchymateuse où CK2β est absente. Les images A et B sont celles de cellules cultivées dans une matrice extracellulaire (type Matrigel) avec un marquage des noyaux (bleu), des contours des cellules (vert) et du Golgi (rouge). Les cellules épithéliales poussent sous forme d’acini (A) alors que les cellules ΔCK2β sont incapables d’en former (B), tout comme les cellules souches cancéreuses.

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