III. Réponse des lymphocytes T suite à la reconnaissance d’un antigène 21
1. Signalisation suite à l’engagement des TCR 21
1.1. Complexes de signalisation mis en jeu lors de la reconnaissance antigénique 22
La reconnaissance du complexe pCMH par le TCR conduit au recrutement du corécepteur CD4 ou CD8 au voisinage du TCR (50, 51). L’association du TCR avec le pCMH entraîne des changements conformationnels des chaines intracellulaires de CD3 qui aboutissent à l’exposition des tyrosines des ITAM alors accessibles au domaine kinase des protéines LCK (52-55). LCK phosphoryle les tyrosines des ITAM, entrainant le recrutement des kinases ZAP-70 (Zeta Chain Of T Cell Receptor Associated Protein Kinase 70) qui sont ensuite phosphorylées et activées par LCK (48, 56, 57). Les kinases ZAP-70 activées phosphorylent alors des tyrosines situées sur le domaine intracytoplasmique des adaptateurs LAT. Les phosphorylations de ces adaptateurs favorisent le recrutement de plusieurs complexes moléculaires à l’origine de voies de signalisation distinctes (58, 59) (Fig. 5).
Figure 5 : Représentation de la signalisation précoce suite à l’engagement du TCR
L’engagement du TCR entraine le recrutement de la kinase LCK activée par déphosphorylation de la tyrosine inhibitrice Y505 par CD45. La trans-phosphorylation de LCK
conduit à la phosphorylation de la tyrosine activatrice Y394 qui stabilise la conformation active
de l’enzyme. LCK est recrutée avec le CD4 (ou CD8) au TCR et phosphoryle les tyrosines des ITAM des CD3 et des chaines conduisant au recrutement de ZAP-70 aux ITAM phosphorylés. Cette kinase est activée par transphosphorylation ou par LCK. Une fois activé, ZAP-70 phosphoryle l’adaptateur LAT. Adapté de « T cell receptor signalling networks:
Activation de LCK : LCK est une protéine kinase de la famille des Src, implantée dans la
membrane plasmique par la myristoylation et palmitoylation de son extrémité N-terminale (60, 61) . Elle contient un domaine SH2, capable d’interagir avec des tyrosines phosphorylées contenues dans des motifs précis, et un domaine SH3 important dans la transmission des signaux (62-64). Ces protéines peuvent naviguer seules sous la membrane plasmique, ou associées au domaine intracellulaire des CD8 et des CD4 avec lesquelles elles interagissent via des régions riches en cystéines (65, 66). En absence de signal, la majorité des LCK sont sous conformation inactive suite à la phosphorylation par CSK de la tyrosine inhibitrice Y505 (67, 68). Cette phosphorylation conduit à une auto-inhibition de LCK
par interaction de son domaine SH2 avec la tyrosine phosphorylée entrainant une conformation inactive (69-71). Suite à l’engagement des TCR, la protéine phosphatase CD45 déphosphoryle la tyrosine inhibitrice de LCK entraînant l’ouverture de la protéine dans une conformation active. LCK autophosphoryle en trans la tyrosine Y394 de son site catalytique
ce qui stabilise sa conformation active (60, 72). Un autre modèle plus récent suggère qu’une fraction de LCK préexiste sous forme activée dans les cellules au repos. Dans ce modèle, l’engagement des TCR n’entraîne pas d’augmentation de l’activité de LCK mais conduit à une redistribution des protéines à proximité du TCR permettant ainsi la phosphorylation des ITAM (73). Les mécanismes permettant cette redistribution sont encore mal compris.
Recrutement de ZAP-70 : Une fois activée, LCK phosphoryle les tyrosines des ITAM des CD3 (48). Cette phosphorylation conduit au recrutement de ZAP-70 qui interagit via ses domaines SH2 avec les tyrosines phosphorylées des ITAM (57, 74, 75). La fixation de ZAP- 70 sur les ITAMs phosphorylés entraine un changement conformationnel exposant les tyrosines Y315, Y319 et Y493 de ZAP-70 qui peuvent alors être phosphorylées par les protéines
kinase LCK (76-81). Les tyrosines Y315 et Y319 se trouvent sur une région flexible en amont
du domaine SH2 alors que la tyrosine Y493 est localisée sur le domaine SH2 (77, 82, 83). Ces
phosphorylations entrainent l’exposition du site catalytique déclenchant alors l’activation de la fonction kinase de ZAP-70 (84).
Phosphorylation de LAT : Une fois activée, la protéine kinase ZAP-70 phosphoryle les tyrosines Y132, Y171, Y191 et Y226 de LAT (58, 59). LAT est une protéine transmembranaire,
avec une petite région extracellulaire et une grande région intracellulaire sur laquelle se trouve les tyrosines phosphorylées par ZAP-70. La pY132 est le site d’ancrage pour la PLC-
1 (Phospho Lipase C . Les pY226 et pY191 sont essentielles pour le recrutement du facteur
entrainer le recrutement de l’adapteur Grb2 (Growth factor receptor-bound protein 2). Les pY191 et pY171 peuvent également interagir avec l’adaptateur GADS (Grb2-related Adaptor
Downstream of Shc). Le recrutement de GADS conduit au recrutement à LAT de l’adaptateur SLP-76 (SH2 Domain-Containing Leukocyte Protein Of 76 KDa). Par ailleurs, le recrutement à LAT de Grb2 entraîne celui de SOS (Son of Sevenless) ou de THEMIS1 (Thymocyte- Expressed Molecule Involved In Selection) qui interagissent constitutivement avec l’adaptateur (85-88).
Phosphorylation de SLP-76 : SLP-76 interagit constitutivement avec les protéines PLC-1 et GADS (89). Une fois recrutée à LAT via GADS, ZAP-70 phosphoryle SLP-76 sur plusieurs tyrosines (90). La phosphorylation de SLP-76 sur la tyrosine Y112, Y128 et Y145 conduit au
recrutement d’autres protéines de signalisation telles que la kinase ITK qui est responsable de la phosphorylation de la PLC-1 (91, 92) Ces tyrosines phosphorylées peuvent aussi conduire au recrutement de ADAP, NCK, et Vav1 (93-96). Par conséquent, la phosphorylation de LAT entraîne le recrutement d’un ensemble de complexes moléculaires à l’origine de différentes voies de signalisation.
Figure 6 : Recrutement des complexes de signalisation à LAT
La phosphorylation de LAT par ZAP-70 conduit au recrutement de Grb2, GADS, PLC-1. Le recrutement de Grb2 entraine le recrutement de THEMIS1 qui régule la signalisation ou SOS qui active la voie des MAP kinases. GADS, conduit au recrutement de l’adapteur moléculaire SLP-76 qui est, par la suite, phosphorylé par ZAP-70. Cette phosphorylation entraine le recrutement de Vav1 et ADAP qui régule le cytosquelette, mais aussi de Pi3K qui active AKT et enfin ITK qui active PLC-1. L’activation de PLC-1 entraine la production de DAG et d’IP3 à partir de PIP2. IP3 entraine le relargage calcique et DAG s’associe à RasGRP et déclenche la voie des MAP kinases par activation de Ras par RasGRP. Adapté de «Role of the LAT
adaptor in T-cell development and Th2 differentiation.» de Malissen et al., 2005.
1.2. Principales voies de signalisation
L’ensemble de ces phosphorylations déclenchent le recrutement de complexes moléculaires entrainant l’activation ou la répression de voies de signalisation distinctes.
La phosphorylation de PLC-1 active sa fonction phospholipase qui rompt la liaison phosphodiester reliant le groupement phospho-inositol au groupement diacylglycérol du phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (Pi(4,5)P2) (97). Cette hydrolyse conduit à la formation de diacylglycérol (DAG) et d’inositol 1,4,5-triphosphate (IP3) (98) (Fig. 6).
Voies calciques : L’IP3 peut être capté par le récepteur à l’IP3 à la surface du réticulum endoplasmique entrainant le relargage calcique depuis le réticulum endoplasmique vers le cytoplasme. Le calcium relâché dans le cytoplasme peut être capté par les domaines EF- Hand de STIM conduisant à son oligomérisation. Le complexe STIM interagit avec le canal