Septembre 1997 - n°20
Les modifications post-traductionnelles des protéines par protéolyse et phosphorylation sont des mécanismes majeurs de régulation des activités enzymatiques contrôlant ainsi le métabolisme, la prolifération et la différenciation cellulaires. Les réactions de phosphorylation sont réversibles et permettent à la cellule de s'adapter très rapidement à toute variation brutale survenant dans son environnement. Les réactions de protéolyse permettent d'engager de façon définitive la cellule dans un processus particulier. De nombreux mécanismes biologiques font intervenir l'une ou l'autre de ces réactions ou la combinaison des deux. Le projet de l'unité CJF96-05 est d'étudier en détails certaines implications des réactions de protéolyse et de phosphorylation sur tyrosine dans la régulation de l'activation normale et pathologique des cellules hématopoïétiques.
Situé au douzième étage de la faculté de médecine de Nice, le CJF 96-05 a été créé en novembre dernier sous la responsabilité de Patrick Auberger. Ce Directeur de Recherche INSERM dirigeait auparavant une équipe au sein de l'unité INSERM 364 "Immunologie cellulaire et moléculaire".
"La création du CJF permet de poursuivre et développer nos recherches sur l'activation des cellules hématopoïétiques. Nous étudions les mécanismes et les différents rôles des réactions de protéolyse et de phosphorylation sur tyrosine sur des lignées de cellules tumorales plus ou moins différenciées et sur des cellules normales " explique P. Auberger. "Notre formation dépend de la commission scientifique n°2 "cancérologie/hématologie" de l'INSERM, nos recherches ont des retombées éventuelles dans la compréhension et le traitement de certaines leucémies".
Ce premier thème de recherche est dirigé par P. Auberger, il comprend l'étude de trois types de protéases -les métalloprotéases, les protéases à sérine et les protéases à cystéine- et leurs différentes implications dans l'activation des cellules hématopoïétiques.
Etude du rôle des métalloprotéases membranaires dans la régulation de l'activation des cellules hématopoïétiques
Ces recherches ont montré qu'un certain nombre de peptidases membranaires -et notamment la protéine CD10- jouent un rôle dans la régulation de l'activation, la prolifération et la différenciation des cellules hématopoïétiques (cancéreuses ou non). Les gènes codant pour plusieurs de ces métalloprotéases, et notamment CD10, ont été identifiés et l'importance fonctionnelle de ces enzymes devrait être rapidement confirmée grâce à l'obtention de souris déficientes pour l'expression d'une ou plusieurs de ces molécules.
Etude des mécanismes de stimulation des lymphocytes T par les protéases à sérine
Un nombre très limité d'études a été consacré à l'analyse des effets de la thrombine et d'autres protéases à sérine sur l'activation des cellules hématopoïétiques (à l'exception des plaquettes). L'équipe de P.Auberger a montré que les lymphocytesT exprimaient non seulement un récepteur à la thrombine (PAR1) mais aussi un autre à la trypsine (PAR2) et que ces deux protéases induisaient des effets précoces de l'activation des lymphocytes T. L'existence d'une vaste famille de récepteurs activables par protéolyse, à l'image du récepteur de la thrombine, est fortement probable et pourrait constituer une nouvelle voie d'activation utilisée par un grand nombre de protéases circulantes. Une meilleure caractérisation des différentes étapes biochimiques impliquées dans la transmission des signaux mitogéniques et d'activation induits par les protéases à sérine dans les cellules hématopoïétiques est en cours.
Etude du rôle des protéases à cystéine dans l'apoptose
Cette thématique de recherche est la plus récente puisqu'elle a débuté à la création du CJF, elle concerne l'étude des mécanismes moléculaires de régulation de l'apoptose dans la lignée leucémiqueT humaine Jurkat. Des protéases à cystéine -les caspases- interviennent spécifiquement dans le processus de l'apoptose. Une dizaine de caspases ont déjà été décrites, leur activation est induite par la stimulation des récepteursTNF ouFas. L'équipe de PAuberger a identifié un nouveau substrat des caspases, et plus particulièrement de la caspase3, dans une lignée de lymphocyteT stimulée par Fas. Le rôle joué par ce nouveau substrat -p59Fyn- dans l'apoptose des lymphocytesT induite par Fas est actuellement à l'étude.
La phosphorylation des protéines sur tyrosine est une réaction cruciale de la transmission des signaux mitogéniques dans les cellules eucaryotes. Elle est catalysée par des Protéine Tyrosine Kinases (PTK) et reversée par des Protéine Tyrosine Phosphatases (PTP). Les recherches menées dans ce domaine par le CJF96-05 sont dirigées par Jean-François Peyron et consistent en l'étude du rôle des réactions de phosphorylation sur tyrosine dans la transmission et la régulation des signaux de prolifération des cellules hématopoïétiques.
Etude du contrôle direct de l'activation des facteurs de transcription par phosphorylation sur tyrosine
Les chercheurs se sont particulièrement intéressés à la régulation par phosphorylation sur tyrosine d'un facteur de transcription appelé NF-*B. Ce facteur, activé par de très nombreux effecteurs joue un rôle régulateur très important dans la mise en place des réponses immunitaires et inflammatoires. NF-*B est présent dans le cytosol sous une forme inactive car associée à une sous-unité inhibitrice, I*B-a. Le modèle classique d'activation de NF-*B fait intervenir une phosphorylation sur sérine dans la partie N terminale d'I*B-a, suivie d'une hydrolyse de la sous-unité inhibitrice. L'équipe de J.F.Peyron a montré qu'une autre voie d'activation du NF-*B existait et qu'elle faisait intervenir une phosphorylation sur tyrosine d'I*B-a, dans ce cas de figure, la sous-unité n'est pas détruite par hydrolyse, il y a juste dissociation du complexe NF-*B/I*B-a. Les projets de recherche envisagés dans le cadre du CJF sont, dans un premier temps, la caractérisation du site de phosphorylation sur tyrosine d'I*B-a et la recherche de la PTK spécifique d'I*B-a. Le but étant d'évaluer l'importance physiologique de ce nouveau mécanisme d'activation de NK-*B qui se caractérise par sa réversibilité.
Le CJF INSERM 96-05 travaille en collaboration avec de nombreux laboratoires français et étrangers, on peut citer, entre autres, le Dana Farber Cancer Institute de Boston aux Etats-Unis et l'Institute of Biochemistry de Freibourg en Allemagne. Le financement des recherches est assuré par de nombreux contrats avec des associations de lutte contre le cancer au niveau national et régional. De plus, en 1997, le CJF a reçu à l'occasion de son installation une dotation de 300000Frs de la Fondation pour la Recherche Médicale.
V.CROCHET