Eicosanoïdes

En plus des cytokines et chimiokines, les macrophages produisent des médiateurs lipidiques qui jouent un rôle important dans la réponse inflammatoire. Les lipides bioactifs majoritairement produits dans les cellules de mammifères sont les eicosanoïdes, issus du métabolisme de l’acide arachidonique (AA) qui est un acide gras polyinsaturé composé de 20 atomes de carbone. Au cours d’un stimulus ou d’une réaction inflammatoire, l’AA est libéré à partir des phospholipides membranaires sous l’action de phospholipases, principalement la phospholipase A2 (PLA2). La PLA2 calcium dépendante (cPLA2) est l’enzyme clé impliquée dans la synthèse des eicosanoïdes. En effet, elle est activée par phosphorylation sur sérine puis est

transloquée à la membrane où elle entraîne la libération de l’AA issu des phospholipides membranaires (Evans et al., 2001).L’AA est ensuite métabolisé pour former des eicosanoïdes selon deux voies principales qui sont la voie des cyclooxygénases (COX) et celle des lipoxygénases (Figure 12). Deux enzymes interviennent dans la voie des COX, COX-1 et COX-2, et permettent la production des prostaglandines (PGs) PGG2 et PGH2. La PGH2 est à son tour métabolisée afin de fournir divers prostanoïdes, via différentes prostaglandines synthétases. Ainsi, la PGE synthétase conduit à la formation de la PGE2. Les macrophages produisent divers prostanoïdes qui sont les PG (PGD2, PGE2 et PGF2α), les prostacyclines (PGI2) et leur métabolite stable 6-céto-PGF1α,mais aussi le thromboxane (TX) TXA2 et sont métabolite stable TBX2. La voie des lipoxygénases implique, quant à elle, les enzymes 5-lipoxygénase (5-LO), 12-lipoxygénase (12-LO) et 15-lipoxygénase (15-LO), conduisant à la synthèse de leucotriènes (LTs), d’acides gras hydroperoxydés (HPETEs ; acides hydroperoxyeicosatetraenoïques) et d’acides gras hydroxylés (HETEs ; acides hydroxyeicosatétraénoïques).

Les eicosanoïdes produits par ces deux grandes voies de synthèse peuvent exercer leurs effets autocrines par l’intermédiaire de récepteurs spécifiques ou par voie intracellulaire.

a) La voie des cyclooxygénases

La synthèse des protanoïdes par les monocytes et les macrophages est induite suite à un signal inflammatoire ou infectieux, déclenché par la phagocytose de levures comme C. albicans ou de parasites comme Leishmania infantum.

Suite à la libération de l’AA par la cPLA2, celui-ci subit une étape de cyclisation puis l’addition de deux molécules d’oxygène sous l’action des COX. Les COX sont des enzymes membranaires possédant deux activités enzymatiques distinctes, dont l’action combinée conduit à la formation de la PGH2. Dans un premier temps, l’activité cyclooxygénase convertit l’AA en PGG2(Smith et al., 1996). Ce métabolite instable est ensuite rapidement oxydé via l’activité peroxydase des COX. La PGH2 ainsi formée sert ensuite de substrat commun à la formation de PG, des thromboxanes et prostacyclines qui seront produites sous l’action de différentes enzymes.

Les COX existent sous deux isoformes qui sont codées par deux gènes distincts. COX1 est exprimée de manière constitutive, c’est-à-dire qu’elle s’exprime en absence de toute stimulation dans la plupart des tissus. A l’inverse, COX2 est une enzyme inductible qui peut être activée par un grand nombre de facteurs parmi lesquels les facteurs de croissance (TGFβ, EGF (Epidermal growth factor), etc…), certaines cytokines comme l’IL-1α, l’IL-1β ou le TNF-α, des endotoxines, etc… (Crofford, 1997). Les PGs sont reconnues par des RCPG et peuvent agir, par l’intermédiaire de ces derniers, en tant que messagers autocrines ou paracrines. Elles interviennent dans la modulation du taux d’AMPc (Adénosine 3’-5’ monophophate cyclique) et le flux calcique à travers l’activation de la phospholipase C (PLC) et de la protéine kinase C (PKC) (Narumiya and FitzGerald, 2001; Narumiya et al., 1999). Elles peuvent également induire la stabilisation du complexe cytosolique NF-κB/Iκ-B et ainsi inhiber la transcription des gènes cibles de NF-κB. De façon intéressante, la PGD2 peut aussi être métabolisée en 15-déoxy-Δ12,14-PGJ2 dans les macrophages, ce métabolite étant un ligand endogène du récepteur nucléaire PPARγ.

b) La voie des lipoxygénases

Parallèlement à la voie des COX, la voie des lipoxygénases permet la formation de leucotriènes (LTs), de lipoxines (LXs) et d’acides gras hydroperoxydés (HPETEs) ou hydroxylés (HETEs) à partir de l’AA (Samuelsson et al., 1987).

Les leucotriènes sont des lipides bioactifs produits par un nombre restreint de cellules, en particulier par les mastocytes et les macrophages. Comme les PGs, ils exercent leurs effets par l’intermédiaire de RCPGs. Ils sont produits grâce à l’action de la 5-LOX combinée à d’autres enzymes spécifiques des différents leucotriènes existant. Cette enzyme, initialement présente dans le cytosol ou le noyau, est recrutée à la membrane plasmique en même temps que la cPLA2 lors de son processus d’activation. Au niveau de la membrane plasmique, la FLAP (Five lipoxygenase-activating protein) favorise la présentation de l’AA à la 5-LOX qui induit, dans un premier temps, l’oxygénation de ce dernier. Ceci conduit à la formation de composés intermédiaires que sont les 5- HPETEs. La 5-LOX catalyse ensuite la déshydratation de ces 5-HPETEs en leucotriène A4 (LTA4). Ce métabolite électrophile instable est directement converti soit en LTB4, par l’action de la LTA4 hydrolase, soit en LTC4 obtenu par la conjugaison du LTA4 avec le glutathion grâce à la LTC4 synthase. Ce dernier est converti en LTD4 et LTE4 et est impliqué dans les réactions allergiques (Gronert et al., 1999; Peters- Golden and Brock, 2001). Le LTB4 est quant à lui, un puissant agent chimiotactique des neutrophiles. Cependant, des études récentes ont également démontré son rôle dans l’activation de l’inflammasome et ainsi dans la production d’IL-1β (Amaral et al., 2012).

l’intermédiaire métabolique 5(S),6(S)-époxy-15(S)-hyproxy-eicosatétraénoïque qui sera à son tour converti en lipoxine A4 (LXA4) ou en lipoxine B4 (LXB4) selon les hydrolases présentes dans les cellules (LXA4 hydrolase pour la LXA4 hydrolase (LXA4H) et LXB4H respectivement). Les lipoxines peuvent également être produites par l’action des 12 et 15-LOX sur l’AA qui va directement former du 12 ou 15-HPETE qui sera ensuite métabolisé par la 5-LOX puis la LXA4H ou la LXB4H.

Les lipoxines ont un rôle anti-inflammatoire et agissent également dans la résolution de l’inflammation, notamment via des RCPGs. En effet, elles sont connues pour contrôler la réponse inflammatoire dans des pathologies comme l’asthme, l’arthrite ou encore les affections gastro-intestinales, parodontales, rénales et pulmonaires. Elles interviennent aussi dans la régulation de la réponse immunitaire suite à une infection par des parasites (Bafica et al., 2005; Serhan and Savill, 2005).

Figure 13: Métabolisme de l’acide arachidonique: voies de synthèse des prostaglandines, leucotriènes et lipoxines