Complexe Ang/Tie

B.2.2.1 Récepteurs des angiopoiétines

On décrit deux récepteurs aux angiopoiétines : Tie1 et Tie2. Il s’agit de récepteurs tyrosine kinase localisés notamment sur les cellules endothéliales.

Tie2 est une protéine de 140 kDa faisant partie de la famille des récepteurs tyrosine kinase. L’inactivation de Tie2 est létale au stade embryonnaire E10, par raréfaction des bourgeons vasculaires, associé à une désorganisation et une dilatation vasculaire (phénotype similaire au KO de l’Ang1). Bien qu’il ait été découvert et identifié en 1993 par Runting comme un récepteur spécifique des cellules endothéliales, on le retrouve présent sur d’autres types cellulaires comme les fibroblastes, les neutrophiles, et, de façon intéressante sur les neurones et les cellules gliales favorisant la neuroprotection ou la migration (Poncet, S., et al. - 2003). Les sites de liaison des différents facteurs de transcription ne sont pas encore identifiés mais on retrouve un site pour des facteurs de transcription membres de la famille ETS (l’ETS-related factor-2 (NERF-2)) et ELF- 1 (E74-like factor 1) dont NEFR-2 (Dube, A., et al. - 1999). Au niveau de la régulation de ce récepteur, l’hypoxie et le VEGF augmentent de façon transitoire son expression.

Le récepteur Tie2 est composé d’un domaine extracellulaire contenant trois domaines EGF-like encadrés par 2 domaines IgG-like et 3 répétitions de type fibronectine de type III. Les domaines IgG-like sont nécessaires à la liaison des ligands Ang1, 2, 3 et 4 (Macdonald, P. R., et al. - 2006) (Figure 33).

Figure 32

Famille des angiopoiétines et leurs isoformes. Les nombres indiquent le pourcentage d’homologie avec Ang1 D’après (Jones, N., et al. - 2001)

Tie1 est encore très mal défini bien que découvert et cloné en 1992 par Partanen. L’inactivation de Tie1 est aussi létale, depuis le stade embryonnaire E14 jusqu’à la naissance, avec, hémorragies secondaires, malformations vasculaires, notamment perte de l’intégrité des vaisseaux (Sato, T. N.,

et al. - 1995). Il est régulé de façon positive par l’hypoxie et l’interleukine 11. D’autre part, il a été

montré que l’expression de Tie1 est régulée par les forces de cisaillement. En effet, il est sur- exprimé dans les régions dont le débit sanguin est interrompu.

Comme Tie2, il possède un domaine extracellulaire ayant 33% d’homologie avec Tie2 et un domaine intracellulaire avec 76% d’homologie. Aucun ligand spécifique n’a été encore défini, bien que Ang1 et Ang4 soient capables d’induire sa phosphorylation (Jones, N., et al. - 2001).

B.2.2.2 Activation du système Ang1/Tie2 (D’après Makinde T 2008)

La fixation d’Ang1 sur Tie2 induit une dimérisation du récepteur, activant le domaine kinase et une autophosphorylation des résidus tyrosine (Murray, B. W., et al. - 2001). Ces sites phosphorylés permettent la liaison de nombreux effecteurs qui induisent l’activation de nombreuses voies intracellulaires responsables des fonctions de survie cellulaire et de migration cellulaire ainsi que des effets anti-inflammatoires et « anti-perméable ».

Comme pour VEGF, la PI3K a été identifiée comme un acteur majeur dans la survie cellulaire. L’activation des MAP kinase ERK1/2 et de Akt par phosphorylation permet une sur-régulation de protéines anti-apoptotiques (survivine), ou une diminution de protéines pro-apoptotiques (caspases 9, 7 et 3). On note que la PI3K active des voies pro-apoptotiques via l’activation de la p38 MAPkinase, cependant cette voie est très faible en comparaison aux voies de survie. On

Figure 33

Récepteurs Tie et ligands associés D’après (Jones, N., et al. - 2001)

Fibronectine III Intracellulaire IgG-like

décrit aussi dans cette fonction biologique, un rôle de la voie STAT et celui d’un inhibiteur de NFkB : ABIN-2 (A-20-binding inhibitor of NFkB) (Figure 34. A).

La migration et le « sprouting » des cellules endothéliales dépendent dans un premier temps de la voie PI3K qui permet un remodelage du cytosquelette, par la phosphorylation de FAK. De plus, une augmentation des enzymes fibrinolytiques (la plasmine, MMP2 pro-MMP3 et pro- MMP9) ou une diminution de l’inhibiteur TIMP-2 sont rapportées. Bien que l’on ne connaisse pas totalement les voies d’induction des ces enzymes, il semble qu’une activation de la PI3K soit requise (Kim, I., et al. - 2000). Dans la mobilité des cellules endothéliales, la phosphorylation de Dock-R (Downstream-of-kinase related protein) permet son interaction avec Nck pour une activation optimale de PAK (P21 activating kinase) (Master, Z., et al. - 2001). On retrouve aussi dans cette fonction biologique une activation de la voie MAPK par les protéines adaptatrices Grb2. Enfin une dernière voie de signalisation a été identifiée dans cette fonction biologique la voie Rho/Rac1 activée par la NADPH oxidase (Harfouche, R., et al. - 2005) (Figure 34. B).

L’effet anti-inflammatoire d’Ang1/Tie2 passe notamment par la diminution de l’activité de NFkB (via l’activation d’ABIN-2), ainsi qu’une diminution de l’adhérence des neutrophiles, de la production d’IL-8, ICAM-1 (Inter-Cellular Adhesion Molecule 1) ou VCAM (Vascular cell Adhesion Molecule). Cependant toutes les voies impliquées ne sont pas encore connues, notamment celles responsables des effets anti-perméables d’Ang1. On sait seulement que l’activation de Tie2 induit une augmentation des protéines des jonctions comme l’occludine, PECAM (platelet endothelial cell adhesion molecule-1) ou VE-cadherine (Figure 34. C).

B.2.2.3. Activation de Tie2 par Ang2

L’Ang2 est à la fois antagoniste et agoniste de Tie2 selon les facteurs environnants, particulièrement le VEGF. L’hypothèse actuelle est que la liaison d’Ang2 sur Tie2 n’active pas de voies spécifiques mais interfère avec les effets stabilisant d’Ang1, rendant les vaisseaux plus sensibles à d’autres facteurs angiogéniques, notamment le VEGF. En effet, Ang2 active à la fois les voies : p38-MAPK (pro-apoptotique) et ERK1/2 (anti-apoptotique), P38 MAPK étant dominante. De plus, Ang2 est capable d’inhiber l’activation d’ERK1/2 induite par le VEGF

(Harfouche, R., et al. - 2005). Enfin, des études montrent un effet chimiotactique d’Ang2

uniquement dans certaines cellules, confirmant qu’Ang2 agit différemment selon le type cellulaire

(Eklund, L., et al. - 2006, Makinde, T., et al. - 2008).

B.2.2.4. Régulation de la signalisation de Tie2 De nombreuses voies régulent l’expression et la signalisation de Tie2.

L’activation par Ang1 induit l’internalisation et la dégradation de Tie2 par le système ubiquitine/proteasome, de la même façon que pour d’autres récepteurs comme EGFR.

Figure 34

B. Voies de migration et de « sprouting »

C. Voies anti-inflammatoires et « anti-perméables » D’après (Makinde, T., et al. - 2008)

A

B

L’internalisation du récepteur permet de maintenir l’homéostasie. Après l’internalisation du récepteur, l’Ang1 n’est pas dégradé mais relargué à la membrane des cellules endothéliales

(Bogdanovic, E., et al. - 2006) (Figure 35.A).

Il existe une forme clivée et soluble de Tie2 (sTieFc) ne contenant que la partie extracellulaire, retrouvée dans le plasma de patients sains et avec une concentration élevée dans des conditions pathologiques comme la rétinopathie diabétique. Le clivage de Tie2 peut-être effectué par différents facteurs comme le bFGF ou le VEGF, par une voie dépendante de la PI3K/Akt. sTieFc semble être un régulateur physiologique de Tie2, car en présence de sTie2Fc, l’effet chimiotactique de Ang1-Tie2 est inhibé (Findley, C. M., et al. - 2007, Reusch, P., et al. - 2001) (Figure 35 B).

Une autre voie de régulation de ce système passe par les phosphatases associées à Tie2 qui régulent l’activité des kinases, comme la phosphatase shp2 dont l’inhibition suractive Akt. Certaines phosphatases sont spécifiques des cellules endothéliales : la VE-PTP (vascular endothelial protein tyrosine phosphatase) ou encore la HCPTPA (human cellular protein tyrosine phosphatase A). VE- PTP prévient la phosphorylation de Tie2 rendant le dimère inactif (Jones, N., et al. - 2001) (Figure 35.C).

Les intégrines possèdent un rôle très important dans la régulation de Tie2, notamment les intégrines αvβ5 et α5β1. L’intégrine α5β1, activée par les fibronectines, potentialise l’effet d’Ang1

A B C

Figure 35

B. Clivage de Tie2 et compétition entre forme soluble et entière C. Régulation de l’activité kinase par les phosphatases D’après (Makinde, T., et al. - 2008)

sur Tie2. De plus, Ang1 et Ang2 sont capables de lier directement les intégrines αvβ5 et α5β1

(Makinde, T., et al. - 2008, Napione, L., et al. - 2007).

B.2.2.5. Autres systèmes de régulation

D’autres voies de régulation on été mises en évidence mais leurs mécanismes d’action sont mal connus. L’équipe de Young W a découvert un système de feedback dans la régulation de Tie2- Ang1 (Hashimoto, T., et al. - 2004). Une autre équipe a montré que la délétion de l’extrémité C- terminale de Tie2 conduit à une augmentation de l’activité kinase mettant en évidence un mécanisme d’auto-inhibition de Tie2 (Niu, X. L., et al. - 2002). Enfin, Tie1, un récepteur orphelin, participe à la régulation de Tie2 par formation d’hétérodimères (Eklund, L., et al. - 2006).

B.3 Autres facteurs angiogeniques

B.3.1 Les cytokines angiogéniques