Analyse in vivo de la signalisation tumorale induite par les tyrosine-kinases par protéomique quantitative

Analysis of oncogenic signaling induced by tyrosine kinases in tumors by SILAC-based quantitative proteomic approach

¹ CNRS UMR5237, université de Montpellier 1 et 2, centre de recherche de biochimie macromoléculaire (CRBM), 34000 Montpellier, France
² CNRS UMR5203, Inserm U661, université de Montpellier 1 et 2, institut de génomique fonctionnelle (IGF), plate-forme de protéomique fonctionnelle, 34000 Montpellier, France

^* Serge.Roche@crbm.cnrs.fr

Résumé

Les tyrosine-kinases (TK) régulent la signalisation intracellulaire induite par de nombreux stimulus extracellulaires et conduisent à la croissance ou à l’adhésion cellulaires. La dérégulation de leur activité leur confère des propriétés oncogéniques qui contribuent à la formation de cancers chez l’homme. Cependant, les voies de signalisation impliquées ne sont que partiellement élucidées. Dans ce contexte, l’analyse par spectrométrie de masse de type SILAC (stable isotope labelling with amino acids in cell culture) permet de caractériser l’ensemble des substrats et la dynamique de phosphorylation activée par ces TK. Cette approche a ainsi mis en évidence une complexité inattendue de la signalisation oncogénique induite par la TK Src dans les cellules de cancer colorectal (CCR). Dans cette revue, nous décrivons une nouvelle méthode de type SILAC appliquée à des modèles in vivo de tumeurs humaines xénogreffées chez la souris immunodéprimée. L’application de cette méthode aux tumeurs colorectales a révélé des différences importantes dans la signalisation dépendante de Src in vivo et in vitro. Enfin, nous discutons l’intérêt du SILAC par rapport à d’autres méthodes de protéomique in vivo, ainsi que dans ses applications en cancérologie.

Abstract

Protein tyrosine kinases (TK) transmit intracellular signaling induced by many extracellular stimuli resulting in cell growth or adhesion. Deregulation of their activity leads to malignant cell transformation that plays an important role in human cancer. The signaling pathways involved in this oncogenic process are however only partially elucidated. Interestingly, SILAC-based quantitative proteomics allow the identification of the whole spectrum of TK substrates and the dynamic of phosphorylation state involved in oncogenic signaling. For example, this approach has highlighted the unsuspected complexity of the oncogenic signaling induced by the TK Src in colorectal cancer (CRC) cells. In this review, we describe a new SILAC-based technology applied to in vivo models of human tumors engrafted in nude mice. This method revealed significant differences between Src-oncogenic signaling of CRC cells in tumors and in culture. Finally, we discuss the interest of SILAC with recently described in vivo proteomic methods and in cancer, including the analysis of oncogenic signaling in tumor progression and the anti-tumoral activity of TK inhibitors in vivo.