Bcl-xL

xL est une protéine anti-apoptotique faisant partie de la famille 2. Bien que Bcl-xL soit surexprimée dans de nombreux cancers, elle est nécessaire au développement in utero de l’embryon.

4.2.3.1. Expression et fonctionnement

Bcl-xL est issue d’un épissage alternatif du gène bcl-x (chromosome 20q11). Bcl-xL est codé par un préARNm avec quatre exons, mais dans ce cas l’épissage concerne le retrait ou non d’une partie d’un exon et non de sa totalité comme pour Mcl-1. Lors de l’épissage il pourra y avoir formation soit de Bcl-xL, la version longue anti-apoptotique, ou Bcl-xS, la version courte pro-apoptotique. L’exon 2 possède deux parties, 2A et 2B. C’est la présence ou l’absence de la partie 2B qui déterminera la formation de Bcl-xL ou non. La présence de la séquence complémentaire de la zone d’épissage (Splice Switching Oligonucleotides ou SSO) de l’exon 2B, est primordiale pour le choix d’épissage. La formation de l’ARNm Bcl-Xs par le retrait de la partie 2B se fera car l’épissage se passera au niveau de la jonction 2A et 2B. Au contraire, si SSO n’est pas présent, l’épissage se fera entre l’exon 2B et l’intron, ce qui conduira à la formation de l’ARNm de Bcl-xL, plus long. La présence de SSO peut-être induite par un stress, comme par exemple H₂O₂, des dommages à l’ADN ou des effets cytotoxiques (94).

Bcl-xL possède une partie transmembranaire ainsi que quatre domaines BH, alors que sa version Bcl-xS n’en possède que deux. En plus de jouer un rôle dans l’apoptose, Bcl-xL intervient dans l’autophagie ainsi que dans la mort cellulaire en intervenant pendant le cycle cellulaire suite à un stress ou à des dommages à l’ADN.

4.2.3.2. Régulation de Bcl-xL

4.2.3.2.1. Régulation transcriptionnelle

Bcl-xL est régulée au niveau de sa transcription par la voie majeure de l’inflammation NF-κB et possède par conséquent les mêmes facteurs de régulation que ce dernier(stress par exemple). Les cytokines et plus précisément la voie JAK (Janus Kinase)/STAT, ainsi que Ets, ou encore les facteurs de croissance constituent une autre voie majeure de régulation (95). Contrairement à d’autres protéines anti-apoptotiques, le niveau d’expression de Bcl-xL peut fortement augmenter si un signal de survie est transmis à la cellule. Le Rituximab (anti-CD20 (Cluster de différenciation)) inhibe la traduction de la protéine Bcl-xL (96). De façon générale, Bcl-xL est inhibée lors de l’induction de l’apoptose soit par les protéines BH3, soit par la mitochondrie qui relargue la protéine ARTS et inhibe Bcl-xL. Cependant à l’heure

actuelle, il n’est pas connu si cette inhibition se produit au niveau de la transcription ou au niveau de la protéine (97).

4.2.3.2.2. Dégradation de la protéine

Bcl-xL est une protéine relativement stable dans la cellule, cependant son niveau d’expression peut être modulé, par ubiquitination par Cul3-Rbx1 (Cullin-3 RingBoX protein

1) et/ou Parkin, qui sont deux E3 ubiquitines ligases spécifiques de xL, mais aussi de

Bcl-2 (98). En effet, Cul3-RBx1 interagit avec ces deux protéines anti-apoptotiques grâce à Keap1. Le complexe Cul3-Rbx1-Keap1 (Kelch-like Ech Associated Protein 1) contient une fonction E2 ubiquitine ligase qui, dans des conditions physiologiques, ubiquitine Bcl-xL/Bcl-2 et conduit à leur dégradation. Lors d’un stress oxydant, l’interaction entre Keap-1 et Bcl-xL et Bcl-2 ne peut se faire. Il en résulte la survie de la cellule qui pourra protéger les mitochondries. (99)

Bcl-xL peut-être inactivée par de nombreuses kinases, telles p38, ASK1, JNK ou encore Ikkβ (I-kappa-B kinase) (100). En effet, un traitement avec des inhibiteurs de microtubules conduit à la phosphorylation de Bcl-xL sur trois sites, à savoir Ser-62 (implication de JNK), Thr-47 et Thr-115 ; la phosphorylation de Bcl-xL (et Bcl-2) pourrait de plus, être un prérequis pour l’apoptose puisque pendant l’apoptose ces protéines tendent à être déphosphorylées. Cependant aucun lien n’est établi entre sa phosphorylation et sa dégradation par le protéasome.

4.2.3.3. Rôle de Bcl-xL 4.2.3.3.1. Dans l’apoptose

Tout comme Mcl-1, Bcl-xL joue un rôle de maintien du potentiel mitochondrial, en régulant l’activité de VDAC sur la membrane externe de la mitochondrie et par conséquent celle d’ANT sur sa membrane interne (101). L’induction de l’apoptose par un stress conduit à l’expression des protéines BH3 qui iront séquestrer ou phosphoryler Bcl-xL. Dans les deux cas, Bcl-xL sera inactivée, induisant ainsi une diminution du potentiel mitochondrial et un relargage par les pores mitochondriaux ou par VDAC des inducteurs de l’apoptose et

notamment ARTS qui se fixera sur les IAPs. Cette fixation induira leur auto-ubiquitination et leur dégradation ainsi qu’une baisse de l’expression de Bcl-xL et Bcl-2 (102).

4.2.3.3.2. Dans l’autophagie

Bcl-xL peut fixer la protéine Beclin-1 au niveau de la mitochondrie et ainsi inhiber l’autophagie. Pour contrer cet effet, Bcl-xL devra être dissociée de Beclin-1, soit par phosphorylation, soit par dégradation, soit par séquestration par les protéines BH3 (103). Récemment il a été découvert que l’inhibition de Bcl-xL par fixation d’un inhibiteur sur l’un de ses domaines BH peut induire deux types d’autophagie : Beclin-1 dépendante ou indépendante en fonction du type d’inhibiteur utilisé (104). Le seul mode d’action bien décrit de Bcl-xL dans l’autophagie, à ce jour, concerne son effet sur la protéine Beclin-1 (104). Il a par ailleurs été démontré que la protéine Atg5 joue un rôle particulièrement important dans la balance entre autophagie et apoptose. En effet, Atg5 peut-être clivée par les calpaines, ce qui induira la formation d’une forme tronquée de Atg5 de 24kDa capable de se fixer sur Bcl-xL, d’inhiber son effet anti-apoptotique et d’induire l’apoptose. Inversement, la forme longue d’Atg5 favorisera l’induction de l’autophagie (105).