Influence de l’activité SMS sur la survie cellulaire 1 La synthèse de sphingomyéline favorise la survie cellulaire.

Fonctionnellement, les SMS1 et 2 participent d’une part à la synthèse de SM et d’autre part à la régulation, dans des directions opposées, des taux de céramide et de DAG. La SM est un sphingolipide dont la concentration augmente de la membrane nucléaire vers la membrane plasmique, avec une concentration plus élevée au sein du feuillet externe de la membrane plasmique et plus spécifiquement dans les radeaux lipidiques. Ces rafts jouent un rôle particulièrement important dans les événements membranaires dépendant de la liaison des ligands des DR (cf. chapitre II.3.2.2). La modulation de l’activité de synthèse de SM pourrait d’une part influencer la composition et les propriétés physiques de ces radeaux lipidiques à l’état basal mais également en réponse à un stimulus de stress. Par ailleurs, le céramide et le DAG sont deux lipides bioactifs décrits comme ayant des fonctions opposées vis-à-vis de la survie cellulaire. Le céramide est en effet classiquement considéré comme pro-apoptotique (cf. chapitre II.3.2.1) alors que le DAG favorise la prolifération cellulaire. Des modulations de

Figure 23 : Réaction catalysée par les SMS1 et 2. Les SMS1 et 2 transfèrent un groupement phosphocholine de la phosphatidylcholine sur le céramide, permettant de générer du DAG et de la SM.

l’activité SMS pourraient donc influencer la survie cellulaire en modulant le taux de ces deux lipides (Hampton & Morand, 1989).

Plusieurs études indiquent que le taux cellulaire de DAG n’est en réalité pas modifié par la surexpression ou la diminution de l’expression de la SMS1 ou de la SMS2. Toutefois, une étude montre que seul un pool de DAG au niveau de l’appareil de Golgi est régulé par la SMS1 et dans une moindre mesure, par la SMS2 et ne peut donc être détecté par des méthodes évaluant le taux de DAG cellulaire global (Villani et al., 2008). Cette étude suggère également que ce DAG accumulé au niveau de l’appareil de Golgi par l’activation de la synthèse de SM pourrait servir de plateforme de recrutement de protéines de signalisation comme la PKD (Protein Kinase D)/PKCµ (Villani et al., 2008). De façon intéressante, il a été montré que la surexpression de la PKD inhibe l’induction d’apoptose induite par CD95L (Trauzold et al., 2003). De plus, le DAG lui-même peut s’opposer à l’action du céramide et atténuer ses effets cytotoxiques (Jarvis et al., 1994).

Différentes études indiquent que la modulation de l’expression et/ou de l’activité des SMS1 et/ou 2 pourraient influencer la survie cellulaire en réponse à des stress très divers. Ainsi, l’activité de synthèse de SM favorise la survie cellulaire alors que son inhibition aurait un effet anti-prolifératif. Il a en particulier été décrit que la diminution d’expression des SMS1 ou 2 par interférence à l’ARN dans des cellules carcinomateuses HeLa induit un arrêt de la prolifération cellulaire associé à une élévation du taux de céramide et à une baisse de la SM (Tafesse et al., 2007). Ce phénomène n’est pas reversé par ajout de SM exogène, ce qui suggère que le rôle des SMS ne peut dans ce cas être réduit à la simple synthèse de SM. Par ailleurs, la Jaspine B, un inhibiteur potentiel de la synthèse de SM induit l’apoptose de cellules de mélanome murines et humaines (Salma et al., 2009). Une équipe a mis en évidence la possibilité de moduler la sensibilité de cellules Jurkat vis-à-vis de photosensibilisateurs tels que la phtalocyanine 4 en modifiant l’expression de la SMS1. Ainsi, la surexpression de la SMS1 dans ces cellules les protège vis-à-vis de l’élévation de céramide et de la mort induite par ce traitement (Separovic et al., 2007). L’inhibition de l’expression de la SMS1 ou de la SMS2 permet à l’inverse de les resensibiliser (Separovic et al., 2008). Chez la levure, l’expression ectopique de la SMS1 confère une résistance vis-à-vis de plusieurs stress cellulaires tels que la surexpression de Bax, le peroxyde d’hydrogène, les chocs osmotique et thermique et l’ajout de céramide exogène (Yang et al., 2006). Par ailleurs, la surexpression de la SMS1 dans une lignée cellulaire d’oligodendriogliome humain diminue la

mort induite par la staurosporine (Kilkus et al., 2008), tandis que l’inhibition de CERT, protéine responsable du transport du céramide du RE vers l’appareil de Golgi, confère une résistance vis-à-vis du paclitaxel (Swanton et al., 2007).

L’activité de synthèse de SM pourrait également influencer la signalisation dépendante de récepteurs. Ainsi, dans des cellules Jurkat stimulées par un anti-CD3 et exprimant de façon stable un siRNA dirigé contre la SMS1, le clustering des chaines de CD3, ainsi que de nombreux événements de signalisation cellulaire sous-jacents pro-prolifératifs sont inhibés (Jin et al., 2008). En outre, l’équipe de Toshiro Okazaki a également montré que le pré-traitement de cellules Jurkat avec du D609, un inhibiteur potentiel de la synthèse de SM induisait une augmentation de l’accumulation de céramide et de la mort cellulaire dépendante de CD95 dans des cellules Jurkat (Watanabe et al., 2004).

Concernant la SMSr, le groupe de Joost C.M Holthuis a mis en évidence que cette enzyme pourrait participer à l’homéostasie cellulaire du céramide (Vacaru et al., 2009). En effet, bien que le céramide phopho éthanolamine soit présent uniquement à l’état de traces dans les cellules de mammifères, l’inhibition de l’activité de la SMSr induit une accumulation de céramide au sein du RE et à un démantèlement de l’architecture de l’appareil sécrétoire, ce qui pourrait avoir des conséquences drastiques sur la survie cellulaire. Les auteurs ont ainsi proposé que cette enzyme soit un détecteur, permettant de réguler la synthèse de novo de céramide.

II.4.4.2 La synthèse de sphingomyéline favorise la mort cellulaire.

Une partie de la littérature attribue un rôle pro-apoptotique à la synthèse de SM. Ainsi, Miyaji et ses collaborateurs ont observé qu’une déficience totale en SM dans des cellules de leucémie murine WR19L les rend résistantes à la mort induite par un anticorps agoniste anti- CD95 tandis que la réexpression de la SMS1 dans ces cellules permet la formation de céramide au sein des rafts, augmente la formation du DISC, le clustering de CD95 dans les rafts, et l’activation de la cascade des caspases (Miyaji et al., 2005). Par ailleurs, une étude indique que la déficience totale en SM dans une lignée S49 de lymphome murin confère une résistance vis-à-vis de l’édelfosine, un alky-lyso-phospholipide. Les auteurs suggèrent que l’absence de SM induirait une modification des rafts qui inhiberait la captation de l’édelfosine (van der Luit et al., 2007). Le même groupe a également mis en évidence que ces cellules déficientes en SM résistaient à l’apoptose induite par CD95L, renforçant les observations de

Miyaji et al selon lesquelles la SM membranaire est indispensable à l’induction de l’apoptose dépendante de CD95 (van Blitterswijk et al., 2010). Ces cellules résistantes présentaient également un expression diminuée de la phosphatase SHIP-1 (Alderliesten et al., 2011). Le taux de SM influencerait également la signalisation induite par le TNF. Ainsi, l’inhibition de l’expression de la SMS1 dans des HEK293 inhibe le recrutement du TNFR1 au sein des rafts, son internalisation et l’activation sous-jacente de %F"& après stimulation par le TNF, tandis que la surexpression de la SMS1 ou de la SMS2 dans des cellules CHO (Chinese Hamster Ovary), qui s’accompagne d’une élévation d’environ 20% de SM et de 30% de DAG, favorise l’apoptose induite par le TNF (Ding et al., 2007). Par ailleurs, la diminution de l’expression de la SMS1 ou 2 dans des macrophages diminue leur sensibilité vis-à-vis de l’apoptose induite par le LPS (Hailemariam et al., 2008). Par ailleurs, l’activation de %F"& induite par le LPS est inhibée dans des macrophages issus de souris KO pour la SMS2 (Hailemariam et al., 2008).