Fonction putative de MTM1

MTM1 est exprimé de manière ubiquitaire et la protéine MTM1 déphosphoryle deux

phospholipides membranaires : le PtdIns3P et le PtdIns(3,5)P2 (Taylor et al., 2000). Le PtdIns3P et le PtdIns(3,5)P2 sont fortement enrichis au niveau des endosomes précoces et tardifs/MVB respectivement. Le PtdIns(3,5)P2 est également retrouvé à la membrane limitante des vacuoles/lysosomes. La protéine MTM1 est majoritairement cytoplasmique mais elle a également été détectée au niveau de renflements à la membrane plasmique (Kim et al., 2002; Laporte et al., 2002). La surexpression d’une protéine de fusion EGFP-MTM1 dans des cellules COS-1 induit la formation de projections membranaires et une localisation de EGFP-MTM1 à la membrane (Kim et al., 2002). De plus, bien que EGFP-MTM1 soit ubiquitaire, des mutations dans le gène MTM1 résulte en un phénotype quasi-exclusivement musculaire. Cette spécificité musculaire n’a pas encore été élucidée.

Le fait que MTM1 déphosphoryle le PtdIns3P et le PtdIns(3,5)P2 suggère que cette PPIn 3-phosphatase est impliquée dans la voie endolysosomale, où ces deux PPIn sont enrichis. De plus la surexpression de EGFP-MTM1 dans des cellules COS-1 réduit fortement le marquage du PtdIns3P avec une sonde GST-2xFYVE alors que dans des cellules non-transfectées, la sonde GST-2xFYVE fixe le pool endosomal de PtdIns3P (Kim et al., 2002).

Ces résultats suggèrent que MTM1 est capable de déphosphoryler des pools endosomaux de PtdIns3P.

Partie I : Introduction - MTM1

MTM1 interagit également avec la desmine mais pas avec la chaine légère de neurofilament (contrairement à MTMR2). Cette interaction, médiée par certains résidus du domaine RID, module l’assemblage des filaments de desmine in vitro. De plus l’absence de desmine ou de MTM1 résulte en des défauts similaires de positionnement et de dynamique mitochondriale dans les cellules musculaires (Hnia and Laporte, 2011; Hnia et al., 2011; Milner et al., 2000). Une des fonctions de MTM1 serait donc liée à l’intégrité des

mitochondries dans les cellules musculaires. De manière intéressante, bien que MTM1 soit ubiquitaire, sa fonction semble spécifique du muscle, un tissu très demandeur en énergie et où la fonction mitochondriale est très importante.

En condition normale, le récepteur de l’EGF (EGFR pour Epidermal Growth Factor Receptor) est situé à la surface externe de la membrane plasmique. Lorsqu’il se lie à son substrat, l’EGF (Epidermal Growth Factor), le complexe est internalisé pour être dégradé dans le lysosome en passant par la voie endosomale. Dans des cellules COS-7 transfectées par MTM1 et non stimulées à l’EGF, l’EGFR demeure à la membrane plasmique. Suite à une stimulation à l’EGF, le complexe EGF/EGFR est correctement internalisé et colocalise au bout de 20 minutes avec des endosomes positifs pour le marqueur EEA1 mais pas avec EGFP-MTM1, qui demeure majoritairement cytoplasmique. Cependant, après 40 minutes, MTM1 est relocalisée au sein de structures contenant le complexe EGF/EGFR et colocalisant partiellement avec LAMP1, un marqueur des endosomes tardifs et du lysosome. Ce dernier temps correspond également à un pic de production du PtdIns(3,5)P2 en réponse à la stimulation par l’EGF (Tsujita et al., 2004). Ces résultats suggèrent que MTM1 est

recrutée aux niveaux des endosomes tardifs en réponse à l’élévation transitoire de PtdIns(3,5)P2.

En outre, dans les cellules COS-7 n’exprimant pas MTM1, le complexe EGF-EGFR est trié dans les vésicules internes des corps multivésiculaires (MVB/endosomes tardifs) pour être libéré dans le lumen de la vacuole. La surexpression de MTM1 dans ces mêmes cellules induit, dans environ 40% des cas, la formation de compartiments lysosomaux anormalement élargis où le complexe EGF/EGFR est retrouvé à la membrane limitante des lysosomes élargis. Des analyses par microscopie électronique montrent que ces compartiments vacuolaires anormaux comptent moins de vésicules internes en comparaison aux cellules contrôles (Tsujita et al., 2004). La formation de vacuoles aberrantes lors de la

MVB pour former les vésicules internes, soit à un défaut du recyclage à partir de la membrane vacuolaire.

Dans les muscles, l’absence de MTM1 induit des défauts d’organisation des triades chez la souris (Al-Qusairi and Laporte, 2011; Buj-Bello et al., 2008), le poisson-zèbre (Dowling et al., 2009) et chez le labrador (Beggs et al., 2010). L’intégrité des triades, composées d’un T-tubule bordé de part et d’autre par un réticulum sarcoplasmique, jouent un rôle essentiel dans le couple excitation-contraction dans les cellules musculaires. Un défaut dans la structure et la fonction des triades expliquerait le phénotype musculaire de la XLCNM. Malgré tout, la spécificité musculaire de MTM1 reste encore à déterminer.

D’autres études chez C. elegans décrivent mtm-1, l’homologue de la myotubularine humaine, comme un potentiel régulateur négatif de la clearance des corps apoptotiques chez le ver nématode (Neukomm et al., 2011).

La synthèse du PtdIns3P a lieu à la membrane de diverses organelles intracellulaires. Il est donc probable que différentes myotubularines contrôlent des pools intracellulaires de PtdIns3P qui leur sont spécifiques (Clague and Lorenzo, 2005; Laporte et al., 2003; Robinson and Dixon, 2006). En effet, comme les myotubularines actives ont la même spécificité de substrat et la même activité, leur spécificité de fonction au sein des cellules réside donc très probablement dans leur adressage àa la bonne place et au bon moment. Le fait qu’une myotubularine active ne soit pas capable de compenser l’absence d’un paralogue souligne bien cette spécificité de fonction indépendante de l’activité enzymatique.

MTM1 serait donc d’une part impliquée dans la régulation du PtdIns3P au niveau des endosomes et d’autre part, dans la régulation du PtdIns(3,5)P2 au niveau des endosomes tardifs et du lysosome. De plus, la présence de MTM1 à la membrane plasmique pourrait être impliquée dans des événements de remodelage membranaire. Concernant l’implication de MTM1 dans la XLCNM, les données les plus récentes suggèrent que MTM1 interviendrait dans la maturation tardives ou le maintien des cellules musculaires plutôt que dans leur biogenèse.